- La prestigiosa revista Nature Communications acaba de publicar los resultados de esta novedosa investigación que se ha llevado a cabo conjuntamente entre la ULE y el CEBAS-CSIC de Murcia, y que recoge también los posibles mecanismos de adaptación al cambio climático de las árboles y arbustos de ecosistemas Mediterráneos
- Los investigadores han utilizado metodologías clásicas, como medidas de fotosíntesis y transpiración de la hoja, junto con innovadoras técnicas de isótopos estables medidos en plantas y suelo
León, 11 de junio de 2025. Investigadores de la Universidad de León y del Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura, CEBAS-CSIC de Murcia han revelado la existencia de una amplia diversidad en las estrategias de uso del agua en plantas de comunidades forestales y arbustivas de ecosistemas Mediterráneos, un trabajo que supone un importante avance en el conocimiento de estas estrategias y también de los posibles mecanismos de adaptación al cambio climático de las comunidades forestales y arbustivas de ecosistemas Mediterráneos.
La prestigiosa revista Nature Communications acaba de publicar los resultados de esta novedosa investigación titulada ‘Trait coordination and trade-offs constrain the iversity of water use strategies in Mediterranean woody plants (‘La coordinación y compensación entre rasgos funcionales limita la diversidad de estrategias de uso de agua en plantas leñosas mediterráneas’), un trabajo que también forma parte de la tesis doctoral de Francisco J. Muñoz Gálvez.
Este estudio, cofinanciado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España y por la Fundación Séneca de la Región de Murcia, evalúa las estrategias de uso del agua de las 62 especies de árboles y arbustos mediterráneos más abundantes presentes en diez comunidades naturales distribuidas lo largo de un gradiente de aridez desde el sureste de la Península (Murcia y Almería) hasta la Sierra del Rincón al norte de Madrid. Estas comunidades forestales y arbustivas abarcan desde matorrales y bosques abiertos de pino en las zonas más secas del sureste ibérico semiárido, hasta bosques frondosos de hayas y robles en las zonas más húmedas del centro peninsular, abarcando así la mayor parte de la diversidad climática y de hábitats de la región Mediterránea.
Esta investigación ha utilizado una combinación de aproximaciones metodológicas clásicas (medidas de fotosíntesis y transpiración en hoja) con novedosas técnicas de isótopos estables medidos en plantas y suelo. El investigador Iván Prieto Aguilar, explica que estos isótopos estables son como una “huella digital del agua en las plantas, es decir, a qué profundidad están extrayendo el agua” y lo que han descubierto es que “una gran diversidad en la forma en la que las plantas se adaptan al ambiente, incluso dentro de cada sitio”.
Así, las medidas de la composición isotópica en oxígeno e hidrógeno del agua contenida en tallos leñosos y del agua almacenada en distintas capas del suelo permiten estimar la profundidad de la que las raíces de cada especie extraen el agua que utilizan, mientras que las medidas de la composición isotópica en carbono y oxígeno de las hojas permiten estimar cómo de eficientes son las distintas especies que cohabitan en estas comunidades mediterráneas en el uso de los limitados recursos hídricos, es decir cuántas moléculas de CO2 es capaz de asimilar una planta mediante la fotosíntesis por cada unidad de agua que pierde por transpiración.
DIVERSIDAD DE ESTRATEGIAS DE USO DEL AGUA
Los resultados del estudio muestran que existe una gran diversidad de estrategias de uso de agua muy diferentes entre las especies leñosas vecinas que cohabitan en una misma comunidad vegetal. Las diversas estrategias están basadas en distintos patrones de enraizamiento y capacidad de utilizar fuentes de agua almacenadas a distintas profundidades en el perfil del suelo (superficial o profundo), así como en distintas eficiencias en el uso del agua a nivel de hoja (especies más gastadoras o ahorradoras de agua) o en la mayor o menor densidad y tamaño de las hojas por unidad de longitud de los tallos (especies con follaje más o menos abundante en sus ramas). Además, se observó que el patrón de uso del agua a nivel de hojas (grado de control estomático y eficiencia hídrica) está coordinado con la profundidad de absorción de agua por las raíces.
ARBUSTOS, MENOS EFICIENTES EN EL USO DEL AGUA
Las especies arbustivas de menor tamaño son más dependientes del agua almacenada en el suelo superficial y muestran generalmente una estrategia más gastadora y menos eficiente de uso de agua que les permite aprovechar rápidamente los pulsos de humedad proporcionados por las precipitaciones durante periodos húmedos, cuando el agua disponible en el suelo superficial resulta más abundante. Por el contrario las especies de árboles y arbustos de mayor tamaño tienen raíces más profundas que les permiten acceder al agua almacenada en capas más profundas del suelo, que generalmente procede de la infiltración y recarga de humedad tras las abundantes precipitaciones de otoño e invierno, y además presentan una estrategia más conservadora y eficiente en el uso del agua a nivel de hoja (regulación estomática más estricta de la transpiración) así como mayor abundancia y tamaño de hojas en sus ramas.
En general, resume Prieto Aguilar, comprobaron que había “dos grandes estrategias: los árboles y arbustos más altos toman principalmente el agua de las zonas más profundas del suelo, donde permanece más tiempo almacenada y proviene del agua de recarga del otoño y del invierno” y para conservar esa agua “cierran parcialmente los estomas, que son poros en las hojas”, lo que lleva a “limitar el consumo de agua y les permite tener mucha cantidad de hojas, es una estrategia ahorradora”. Mientras que los arbustos más pequeños “aprovechan rápidamente las lluvias recientes acumuladas en capas superficiales mantienen los estomas, los poros más abiertos, gastando el agua de manera rápida y priorizando el crecimiento de la rama sobre las hojas. Es decir, siguen una estrategia más gastadora”. Pero resume el investigador, “lo interesante es que, aunque vimos estas dos grandes estrategias, vimos que dentro de cada ecosistema había una gran variedad de comportamientos en cuanto al uso del agua del suelo reflejando múltiples adaptaciones, incluso dentro del mismo entorno”.
La región Mediterránea es una de las zonas del planeta que más negativamente se verán afectadas por el cambio climático causado por el hombre, debido al fuerte incremento de las temperaturas combinado con una previsible disminución de las precipitaciones que agravarán los niveles de estrés térmico e hídrico a los que se verán expuestas las comunidades forestales y arbustivas autóctonas. Una mejor comprensión de la diversidad de estrategias de uso de agua de las distintas especies leñosas que cohabitan en los ecosistemas mediterráneos tiene gran relevancia para ayudar a modelizar su grado de vulnerabilidad frente al cambio climático, así como para el diseño de planes de gestión adaptativa de la vegetación arbustiva y forestal que mitiguen los impactos más negativos del progresivo calentamiento y aridificación el clima durante las próximas décadas. Esta información es “especialmente útil para la toma de decisiones en proyectos, por ejemplo, de restauración ecológica o de conservación, ayudando a seleccionar las especies más adecuadas según el tipo de paisaje y la disponibilidad de agua”, resume Prieto.
(Autores: Muñoz-Gálvez, F.J., Querejeta, J.I., Moreno-Gutiérrez, C. Ren, W., de la Riva, E.G, Prieto, I. Trait coordination and trade-offs constrain the diversity of water use strategies in Mediterranean woody plants. Nature Communications 16, 4103 (2025)
(FOTOS 1 Línea de extracción criogénica al vacío para la extracción del agua del tallo y de los suelos. 2 Comunidad semiárida de matorral abierto y pinar en el sureste de la Península Ibérica en la provincia de Almería (Pulpí). 3 Bosque frondosos de hayas y robles en las zonas más húmedas del centro peninsular (Hayedo de Montejo, Sierra del Rincón, Comunidad de Madrid).4 El investigador Iván Prieto Aguilar midiendo la transpiración y eficiencia de uso del agua durante un muestreo de vegetación en los bosques Mediterráneos de Yeste (Albacete, Comunidad de Castilla La Mancha) y 5 El investigador Francisco Muñoz – Gálvez durante un muestreo de vegetación en el Hayedo de Montejo (Comunidad de Madrid).