¿Cómo sobreviven las plantas al fuego?
Milton H. Díaz-Toribio
Jardín Botánico Francisco Javier Clavijero
Resumen
Existen muchas estrategias para que las plantas sobrevivan al fuego, una de las más interesantes y complicadas de estudiar es la presencia de raíces especializadas.
Palabras clave
Fuego, sabanas de pino, raíces especializadas
Para sobrevivir fuegos frecuentes, así como el pastoreo por mastodontes, mamuts, y más recientemente ganado, muchas especies de plantas han desarrollado órganos subterráneos especializados (USOs, por sus siglas en inglés) que contienen la energía necesaria para que puedan rebrotar. Los USOs son estructuras derivadas de tallos o raíces que almacenan agua y carbohidratos y es frecuente encontrarlos en pastos, plantas herbáceas, arbustos y árboles. Recientemente, se ha propuesto que la presencia de plantas con USOs grandes es un indicador de sabanas en buen estado de conservación (Veldman et al. 2015).
Plantas con grandes órganos subterráneos llenos de agua y carbohidratos son comunes en sabanas de pino en Florida. Sin embargo, se sabe que en México existe una gran diversidad de estas especies en sabanas y pastizales naturales, la cuál está poco explorada. Estos ecosistemas con baja densidad de árboles y alta incidencia de luz, en la mayoría de los casos, están mantenidos por fuegos frecuentes los cuales son iniciados por tormentas eléctricas. Se sabe que estos ecosistemas son un hotspot de diversidad, la cual está concentrada en el estrato herbáceo, es dependiente a la luz y a la presencia del fuego, sin estos factores su permanencia a largo plazo está en riesgo.
Para explorar la diversidad de USOs en plantas nativas de sabana de pino, realizamos un estudio en la región central de Florida (Diaz-Toribio y Putz 2021). Para realizar el estudio, excavamos en su totalidad las raíces de 100 especies de plantas herbáceas. Después, clasificamos sus raíces de acuerdo con su morfología, medimos la concentración y contenidos totales de carbohidratos no estructurales (i.e., azúcares y almidones) en las diferentes estructuras subterráneas.
De las 100 especies que estudiamos 14 no tuvieron USOs solamente presentaron raíces fibrosas. En contraste, las especies con USOs, 30 fueron clasificadas como tubérculos derivados del tallo, 23 presentaron rizomas, 13 tenían raíces tuberosas en forma de zanahorias, 7 tenían cormos y 3 produjeron bulbos (Figura 1).
Figura 1. Diversidad de estructuras subterráneas en sabanas de Florida. Ilustración de Alena Bartuskova de la Academia de Ciencias de la República Checa.
Ya que muchas especies en sabanas de pino invierten energía en desarrollar USOs, es necesario conocer la cantidad de carbohidratos no estructurales que almacenan (i.e., almidón y otros recursos energéticos disponibles para el rebrote), ya que de esta manera podemos entender la dinámica de estas especies en sus ecosistemas. Los carbohidratos almacenados en USOs se agotan una vez que las plantas inician el rebrote, pero son repuestos una vez que hay suficiente luz y la planta fotosintetiza. La cantidad de carbohidratos almacenados en las raíces determina, en gran medida la capacidad de las plantas para rebrotar después de que fueron dañadas por algún disturbio como el fuego.
A pesar del reconocimiento de la importancia de los USOs en la recuperación de plantas de ciertos disturbios, la investigación relacionada a estas estructuras subterráneas es poca. La mayoría de los ecólogos elijen quedarse con las partes “visibles” de las plantas para de esta forma evitar la complicada y “sucia” tarea de explorar que pasa bajo el suelo. Finalmente, reconocer la diversidad de estructuras subterráneas (cormos, tubérculos, rizomas, bulbos, raíces fibrosas, raíces pivotantes, Figura 2) podría ayudar a comprender de mejor forma las respuestas de las comunidades de plantas a diferentes disturbios.
Figura 2. Estructuras subterráneas de especies encontradas en las sabanas de pino de Florida. A) cormo de Liatris tenuifolia, B) rizoma de Rexhia virginica, C) tubérculo de Centrosema virginianum, D) Raíz pivotante de Ceratiola ericoides, E) raíces tuberosas de Commelina erecta, F) bulbos de Xyris sp. Foto: Milton Díaz-Toribio
Referencias
Diaz-Toribio, M. and F.E. Putz. 2021. Below-ground carbohydrate stores and storage organs in fire-maintained longleaf pine savannas in Florida, USA. American Journal of Botany 108: 1-11. doi:10.1002/ajb2.1620
Veldman, J.W., E. Buisson, G. Durigan, G. W. Fernandes, G. Mahy, D. Negreiros, G. E. Overbeck, S. Le Stradic, R. G. Veldman, N. P. Zaloumis, F. E. Putz, and W.J. Bond. 2015. Old growth grasslands. Frontiers in Ecology and the Environment 13: 154-162.
Pie de foto
Figura slider. Raíces tuberosas de Matelea floridana. Foto de Milton Díaz-Toribio (Foto extra)