One problem, many solutions: investigating how plant physiology and metabolome shape plant water use and drought resistance strategies

Resumen

Los ecosistemas dominados por plantas leñosas son importantes reservorios de biodiversidad clave para regular las condiciones climáticas. Sin embargo, la vegetación se ve gravemente amenazada por las temperaturas elevadas y los cambios en los regímenes de precipitación causados por el cambio global, con cambios potencialmente dramáticos en la composición y funcionamiento de la vegetación a nivel mundial, como los eventos de mortalidad forestal. Se ha reconocido que la sequía es un determinante clave del funcionamiento y la dinámica de la vegetación, y cada vez es más importante comprender cómo las plantas responden al estrés para identificar qué especies son más vulnerables al cambio global._x000D_ Aquí, utilizamos un marco conceptual novedoso para estudiar cómo las plantas responden a la sequía en el que distinguimos explícitamente entre la exposición al estrés, los rasgos funcionales, las respuestas fisiológicas y el metaboloma (incluyendo el metabolismo primario y especializado). Aplicamos este marco conceptual en el contexto de un experimento de simulación de sequía con 20 especies de plantas leñosas mediterráneas con niveles contrastantes de resistencia a la sequía. Nuestros resultados muestran que los rasgos funcionales están coordinados e interactúan significativamente con la exposición de las plantas al estrés, modulando las respuestas fisiológicas de las plantas a la sequía. A pesar de presentar una regulación menos estricta del uso del agua, las especies resistentes a la sequía parecen ser más capaces de mantener la hidratación de los tejidos foliares en condiciones de sequía. Además, el metaboloma de la hoja está estrechamente vinculado a rasgos relacionados con el uso y la asignación de recursos foliares, que van desde especies de hoja caduca que tienen hojas relativamente más adquisitivas hasta especies de hoja perenne con hojas relativamente más conservativas. Además, nuestros datos apuntan a la fuerte especificidad de las respuestas fisiológicas y metabolómicas de las distintas especies a la sequía, en función de la estrategia de tolerancia a la sequía de cada especie. Finalmente, mostramos que las respuestas fisiológicas y metabólicas al estrés por sequía están altamente relacionadas, encontrándose mayores respuestas metabólicas en especies que presentan una mayor variación en el estado hídrico de las hojas (estrategia de tolerancia a la sequía)._x000D_ Nuestros resultados respaldan el uso de nuestro novedoso marco conceptual para comprender mejor las respuestas de las plantas a la sequía en el contexto de cambio climático acelerado.

Fecha de lectura	4 mar 2025
Idioma original	Inglés
Supervisor	Eva Castells Caballe (Director/a), Maurizio Mencuccini (Director/a) & Jordi Martinez Vilalta (Director/a)