La tesis doctoral de Alicia Perera Castro investiga la fisiología de los briófitos, un grupo de plantas de morfología similar a las primeras plantas terrestres, y los factores que limitan su capacidad fotosintética
La fotosíntesis es el proceso a partir del que se sustenta prácticamente la totalidad de la productividad primaria de los ecosistemas. Se cree que, tras la colonización del medio terrestre, la capacidad fotosintética fue aumentando a medida que las plantas iban adquiriendo complejidad, y se pasó de las bajas tasas fotosintéticas de una planta de estructura similar a los briófitos, grupo de plantas en el que se engloban los musgos, a las altas tasas de los tejidos fotosintéticos de mayor complejidad de las angiospermas, las llamadas plantas con flor.
Paralelamente a una serie de innovaciones estructurales, las paredes delgadas y las estructuras cada vez más favorables a la difusión de CO2 son una constante en la evolución de las plantas terrestres. Los briófitos, que conservan una morfología similar al de las primeras plantas terrestres según el registro fósil, constituyen el grupo de plantas terrestres de menor capacidad fotosintética, menor conductividad del CO2, y mayor grosor de pared celular. La diferenciación de tejidos permitió a la epidermis y a la cutícula asumir el papel de protección frente a la radiación ultravioleta, tan relevante para la colonización del medio terrestre. La acumulación de compuestos fenólicos que absorben luz ultravioleta es algo que en los briófitos está relegado a las paredes celulares y al simplasto de los tejidos fotosintéticos. Además, en los briófitos, incapaces de evitar la pérdida de agua de sus tejidos en ambientes secos, las paredes celulares tienden a doblarse a medida que se produce la deshidratación, por lo que de las propiedades físicas de la pared celular ha de depender, en parte, la capacidad de soportar deshidrataciones tan acuciantes como las que soportan los briófitos sin fenecer. Cabe preguntarse si las propiedades físico-químicas de las paredes celulares de los briófitos se encuentran a una presión selectiva en la que capacidad fotosintética, tolerancia a la luz ultravioleta y tolerancia a la desecación están en juego.
La tesis doctoral de Alicia Perera Castro, defendida recientemente en la Universidad de las Illes Balears, pretende dar respuesta a esta pregunta en un total de seis artículos ‒tres de ellos ya publicados en revistas científicas y otros tres en diferentes fases de preparación‒, que constituyen los tres capítulos de la tesis.
En el primer capítulo, se explora la capacidad fotosintética de especies de musgos antárticos y sus mecanismos para tolerar temperaturas bajas y obtener balances de carbono positivos. En el segundo capítulo, se testa la relación entre la protección frente a luz ultravioleta, la acumulación de compuestos fenólicos en las paredes celulares, y la capacidad fotosintética de los briófitos. Y, finalmente, en el tercer capítulo, se analizan las relaciones entre las propiedades físicas de la pared celular de los briófitos, la tolerancia a la desecación, y la capacidad fotosintética.
Los resultados obtenidos más relevantes indican que la abundancia de los briófitos en ecosistemas fríos está principalmente relacionada con la capacidad de soportar variaciones altas de temperatura diarias y de tolerar la ralentización de su metabolismo y la inhibición de pérdidas de carbono por respiración a bajas temperaturas, y queda en segundo plano la importancia de mantenerse óptimos para la fotosíntesis a temperaturas bajas. Para especies que crecían en ambientes distintos expuestos a niveles de luz ultravioleta muy diferentes, se observó un equilibrio entre la capacidad de acumular compuestos fenólicos que absorben luz ultravioleta en las paredes celulares, y la capacidad fotosintética, probablemente debido al impedimento a la difusión de CO2 que podrían desempeñar estas moléculas en la pared celular. Por el contrario, no se observó relación alguna entre la tolerancia a la desecación y la capacidad fotosintética de los briófitos estudiados, ya que si bien la elasticidad de los tejidos es una propiedad física que favorece la supervivencia a largo plazo después de pérdidas acuciantes del contenido hídrico, esta elasticidad no está para nada vinculada a la capacidad fotosintética, como sí lo está en plantas vasculares.
En conjunto, estos resultados contribuyen a entender la fisiología de los briófitos y los factores que limitan su capacidad fotosintética, constreñidos o no por su capacidad de tolerar condiciones ambientales extremas.
Ficha de la tesis doctoral
- Autora: Alicia Victoria Perera Castro
- Título: Interplay of photosynthetic capacity and tolerance to abiotic stresses in bryophytes: a possible role of cell wall
- Director: Jaume Flexas Sans
- Programa de Doctorado en Biología de las Plantas
Fecha del evento: 03/02/2022
Fecha de publicación: Thu Feb 03 07:11:00 CET 2022