Cuando uno se detiene a pensar en las magníficas adaptaciones de las plantas para sobrevivir en los ecosistemas terrestres, uno no puede más que sentirse profundamente maravillado por su funcionamiento.

Es difícil imaginar un planeta sin plantas pero hace aproximadamente unos 460 millones de años, el paisaje terrestre era muy distinto al de hoy. Era un páramo desolador, ¡No había ni una sola planta! Fue hace mucho tiempo, entre 450 y 434 millones de años que aparecieron las primeras plantas en las regiones terrestres (afuera del mar). El reto para estos seres vivos fue como crecer y no morir de sed en el intento. Las plantas prehistóricas desarrollaron estrategias para capturar, ahorrar y aprovechar el agua disponible. Así, sus raíces se extendieron bajo la tierra para absorber el agua allí atrapada por las partículas del suelo. Sus tallos desarrollaron conductos muy eficientes para transportar el agua desde el suelo hasta las hojas y en estas se formó una capa protectora llamada cutícula que impide la pérdida excesiva de agua. Las plantas también controlaron la transpiración, es decir, el agua que se evapora por unos agujeritos en el reverso de sus hojas llamados “estomas”, como el sudor que se excreta por los poros de nuestra piel cuando tenemos calor.

Estoma quiere decir «boca» en latín, y estos orificios se abren y se cierran para permitir la entrada del bióxido de carbono (uno de los alimentos más importantes para las plantas) y la salida del agua de forma muy parecida a cuando abrimos y cerramos la boca para inhalar y exhalar. El buen control de estas “bocas” es vital para el crecimiento y vida de las plantas, ya que sirve para la producción de azúcares a través de la fotosíntesis en las hojas. Los estomas deben estar abiertos, lo que irremediablemente deja salir el agua desde un ambiente húmedo en el interior, hacia el aire exterior que puede ser más seco.

Por esta limitación fisiológica tan importante y a pesar de los maravillosos estomas, la cantidad de agua que pierden las plantas a través de la transpiración es muy grande. Ni modo; para crecer hay que deshidratarse. Casi el 99% por ciento del agua que absorben las plantas por sus raíces, se pierde en la transpiración.

Para dar respuesta a las condiciones climáticas de cada lugar (que incluye enfrentar la temperatura y humedad del aire o la cantidad de lluvia), las plantas terrestres desarrollaron diversas adaptaciones para ahorrar agua. Por ejemplo, algunas plantas tiran sus hojas en temporada de estiaje o “de secas” para evitar perder agua por sus estomas. Otras plantas tales como los cactos que viven en los desiertos, se hicieron gorditos para almacenar agua en sus tallos y convirtieron sus hojas en espinas, y otras, tienen raíces profundas que buscan agua atrapada entre los granos del suelo.

En el laboratorio de Ecología Funcional y Restauración de Bosques del IIES se estudia las formas en las que los árboles capturan, transportan, usan y responden a situaciones de sequía en bosques tropicales secos en la Costa de Jalisco. Allí Horacio Paz y su grupo ha estudiado el crecimiento de las raíces como una estrategia para resistir a las condiciones de sequía. Según un estudio reciente sobre la germinación de semillas de la región antes mencionada y en condiciones controladas, se encontró que en general las plántulas de especies que prosperan en sitios con vegetación y suelos degradados, presentan un crecimiento mucho más rápido por debajo del suelo que por arriba del mismo. Es decir, la raíz crece más rápidamente que sus tallos y sus hojas. También se observó que los brotes de las especies de plantas colonizadoras, es decir aquellas que se encuentran en las fronteras del bosque y van repoblando los espacios abiertos, presentan un crecimiento de sus raíces a mayor profundidad, que las semillas de especies que se encuentran en el interior de bosque. Ambas respuestas sugieren adaptaciones de las plantas para evitar el riesgo de morir por deshidratación en ambientes secos, como los que se producen en zonas donde el bosque ha sido degradado.

Los investigadores también encontraron que cuando las raíces son más superficiales, tienden a ser más gruesas y a tener un tallo más gordo que les permite almacenar más agua. Este es el caso de la ceiba y el copal, dos árboles muy hermosos e importantes para las culturas prehispánicas. Ellos plantean la hipótesis de que maximizar la capacidad de buscar agua a profundidad en el suelo, o bien guardar agua en sus cuerpos, representan dos rutas distintas de adaptación para enfrentar la sequía; las plantas o buscan agua a mayor profundidad o guardan agua en sus cuerpos. ¿Qué tan general es este fenómeno en las plantas terrestres? Eso aún está por descubrirse.

Sin embargo, el equipo de trabajo también notó que tener raíces profundas, o superficiales, son estrategias que dependen de las zonas en las que se encuentren las plantas. Es decir, los brotes con raíces profundas se encontraron en zonas despobladas y alteradas de sucesión secundaria[1], mientras que los brotes con raíces superficiales y gruesas se encuentran en bosques maduros y viejos.

Se considera que existe menor cantidad de agua en el suelo profundo en las zonas de bosques viejos (bosque primario) porque los árboles grandes tienen raíces más grandes y profundas que absorben muchísima agua. Por esta razón, las semillas que germinan en estos lugares tienen raíces superficiales que aprovechan el agua de lluvia que cae y que se mantiene en la superficie antes de que se absorba a capas más profundas del suelo donde están las raíces de los árboles grandes. En contraste, en las zonas degradadas dónde no hay otros árboles y no hay sombra, las temperaturas de la capa superficial del suelo son más elevadas y el calor puede dañar las raíces superficiales, por lo que la estrategia de las plantas en estas zonas, es tener raíces más profundas y esperar a que el agua se filtre a mayor profundidad.

Las adaptaciones que han desarrollado las plantas durante millones de años son verdaderamente increíbles. La variedad de estrategias para sobrevivir con poquitísima agua durante meses es sorprendente. El bosque tropical seco en épocas de poca lluvia o de secas que parece ser sólo un conglomerado de ramas secas, es un sistema de interacciones sumamente preciso y muy bien adaptado a las condiciones climáticas. Desde las estrategias de las semillas, hasta la estructura misma de las plantas, todo parece estar perfectamente ajustado al entorno ambiental. Asombroso ¿No creen?

Horacio Paz y Atenea Bullen

Referencia de la publicación científica:

Paz, H., Pineda-García, F. & Pinzón-Pérez, L. F. (2015). Root depth and morphology in response to soil drought: comparing ecological groups along the secondary succession in a tropical dry forest. Oecologia. Pp.179: 551

 

[1] Las zonas de sucesión secundaria, son sitios donde una perturbación como un incendio, una inundación, o la actividad humana, alteró el ecosistema y con el tiempo, ha brotado nueva vegetación.