¿HAY EN LOS MANGLARES UNA RELACIÓN DE EVASIÓN Y AMOR?
Hannah James Bowen, Estudiante de Maestría en Ciencias, Instituto de Ecología A.C.
Alejandra Vovides, Escuela de Ciencias Geográficas y de la Tierra, Universidad de Glasgow, Escocia, Reino Unido
Jorge López Portillo, Red de Ecología Funcional, Instituto de Ecología A.C.
Resumen
Es tradición pensar que las plantas de la misma especie compiten duramente entre ellas porque, precisamente, usan los mismos recursos. Aunque eso es lo que encontramos cuando observamos las copas de los árboles (porque compiten por luz), esto parece no suceder en las raíces de los manglares, en donde se forman densas alfombras de unas raíces entretejidas. Además, son frecuentes los injertos entre raíces de individuos diferentes y, si estos árboles pueden compartir agua y nutrientes a través de sus raíces, se abre la puerta a la ayuda mutua, lo que estamos empezando a explorar en un manglar de La Mancha, Veracruz, en donde dos fuerzas antagónicas, la competencia y la ayuda mutua, pueden estar jugando un papel complementario que debemos descifrar experimentalmente para explicar cómo funcionan las comunidades de manglar.
Palabras clave
Competencia por luz, cooperación intraespecífica, ayuda mutua, injertos radiculares, manglares
Figura 1. Perfil del bosque de manglar con las ramas donde se observa que en el dosel no crecen verticales por competir con otras ramas por el acceso a luz. Foto: Geovanny de La Rosa Lara
Artículo
Los bosques de manglar están formados principalmente por comunidades de árboles que se desarrollan en la interfase entre el mar y la tierra, bajo los efectos de la marea que se mezcla con agua continental tanto superficial como profunda. Los manglares viven por tanto en un ambiente que cambia constantemente y que permanece inundado hasta nueve meses del año. Los suelos inundados carecen de oxígeno y para sobrevivir en este ambiente, los manglares tienen estructuras anatómicas como las lenticelas en troncos y ramas y en los pneumatóforos que permiten a las raíces finas de absorción intercambiar gases con la atmósfera. El oxígeno tomado mediante las lenticelas se transporta hasta las raíces finas, en donde se excreta y forma una rizosfera oxigenada, en donde las raíces de alimentación absorben nutrientes elementales como nitratos y fosfatos. Sin embargo, esto sólo sucede en los horizontes más superficiales, porque el nivel de agua subterráneo, el nivel freático, mantiene condiciones de falta de oxígeno (anaerobiosis) extremas. Aún bajo estas condiciones, la habilidad de mover oxígeno de la atmósfera hacia el suelo por las lenticelas permite que los mangles alcancen más de 30 metros de altura en México y hasta 60 metros en Gabón, en el ecuador al oeste de África.
Figura 2. Espacios entre copas que se forman porque las hojas compiten por luz y también porque las ramas chocan entre sí. Al final, lo que se observa es un rompecabezas formado por las copas de los árboles vecinos. Foto: Geovanny de La Rosa Lara
Al crecer en altura y extender sus copas, los árboles realizan fotosíntesis, aprovechando la luz. Pero una rama que crece arriba de otra la debilita porque sus hojas superiores sombrean las hojas de abajo que terminan por morir si reciben muy poca luz. Por tal motivo, las ramas evaden a los vecinos y crecen hacia la luz que está disponible en espacios abiertos y por eso las ramas del mangle negro se ven chuecas (Figura 1). Así, aunque los árboles no pueden caminar por estar fijos en sus bases, sus copas se alejan de otras copas. Desde abajo, esta interacción produce ramas torcidas y copas “tímidas” (Figura 2) que aparentan no tocarse entre sí, pero que en realidad resulta del sombreo entre hojas y del choque y fractura de las ramas con los vientos fuertes. Humanizándolo, en una relación de aparente odio, las copas de los árboles compiten entre sí y se alejan durante el proceso.
Figura 3. Injerto entre las raíces de dos árboles de mangle negro rodeados de una densa carpeta de pneumatóforos, que son como esnórqueles para tomar aire de la atmósfera. A la derecha, el sensor conectado a un árbol para medir flujo de savia de la raíz a la copa del árbol. Foto: Geovanny de La Rosa Lara
La falta de oxígeno puede explicar por qué hay tantas raíces en el suelo, como se nota en la Figura 3, en donde los que se ve en la superficie es una densa carpeta de raíces verticales de mangle negro (Avicennia germinans) sobre la que los árboles siguen creciendo. Pero debajo del suelo hay una relación de ayuda mutua, que empieza con la necesidad de sostenerse en un horizonte de suelo que no es mayor de 30 cm. Conforme crecen, los árboles desarrollan raíces horizontales extensas y fuertes. Aquí está el inicio de la ayuda mutua: al crecer, las raíces pueden entretejerse, lo que como en las telarañas, le dan mayor estabilidad estructural. Las raíces pueden también injertarse (Figura 4b), lo que implicaría compartir recursos y agua entre raíces propias e incluso entre individuos diferentes (Figura 4c).
Figura 4. (a) Manglar de mangle negro (Avicennia germinans) en donde se nota la densidad de árboles principales y la gran densidad de pneumatóforos en el suelo; (b) sitio en donde se encuentra el injerto y se unen dos raíces relativamente gruesas; (c) Corte transversal de un raíz injertada en cruz con el corte longitudinal de otra raíz. Las flechas cortas indican la zona de unión entre raíces y las largas, la dirección del flujo de agua inferido. Fotos: Corte de raíz madera, Alejandra Vovides; raíces y bosque, Hannah James Bowen.
En La Mancha, Veracruz, estamos en el proceso de probar esta relación de cooperación intraespecífica colocando sensores para medir el flujo de savia dentro del tronco y las raíces de los árboles que comparten una raíz injertada (Figura 5). Después de medir el flujo de savia normal, regamos con agua dulce la raíz de uno de los árboles, esperando que esa agua llegue al otro árbol a través de la raíz (Figura 6). Podremos así confirmar o descartar la hipótesis de que los injertos entre raíces son funcionales y facilitan el intercambio de agua y savia, quizás favoreciendo con productos derivados de la fotosíntesis a árboles con menor acceso a la luz. La confirmación de esta hipótesis implicaría que hay cooperación subterránea, demostrando que hay ayuda mutua entre árboles injertados. Así, en los bosques de manglar, y en las mismas plantas, existe la posibilidad de que la evasión y la cooperación sucedan simultáneamente.
Figura 5. Experimento de riego para probar si los raíces de los árboles vecinos se comunican entre sí. El agua se “inyecta” lentamente en la raíz del árbol de la derecha y se espera que el pulso del flujo de agua llegue al árbol del izquierda a través del injerto señalado por la interrogación. Dibujo: Tessa Scheele
Figura 6. Fijación de los sensores de flujo de savia (en blanco) en los troncos y raíces de árboles vecinos para explorar si hay comunicación entre árboles a través de raíces injertadas de forma natural. Las tarimas de madera son para reducir el pisoteo de pneumatóforos por las investigadoras. Las láminas son para realizar el experimento de riego. Foto: Hannah James Bowen
Referencias
Vovides, A.G., Berger, U., Grueters, U., Guevara, R., Pommerening, A., Lara-Domínguez, A.L., López-Portillo, J. (2018) Change in drivers of mangrove crown plasticity along a salinity stress gradient. Functional Ecology. 32: 2753–2765.
Vovides, A., Wimmler, M.-C., Schrewe, F., Balke, T., Zwanzig, M. Piou, C., Delay, E., López-Portillo, J., Berger, U. (2021) Cooperative root graft networks benefit mangrove trees under stress. Communications Biology 4: 513.
Pies de figuras:
Figura 1 a la 3: Crédito: Geovanny de La Rosa Lara
Figura 4: Crédito: Alejandra Vovides y Hannah James Bowen.
Figura 5: Crédito: Tessa Scheele
Figura 6: Crédito: Hannah James Bowen