Mario Blanco-Sánchez: La selección natural favorece de manera consistente a las plantas con una estrategia adquisitiva de recursos en el semiárido mediterráneo

En esta nueva publicación, Mario Blanco-Sánchez, estudiante de doctorado en la Universidad Rey Juan Carlos, España, presenta su última publicación ‘La selección natural favorece el escape de la sequía y una estrategia adquisitiva de uso de recursos en arbustos mediterráneos semiáridos‘. Habla de cómo lidió con un resultado sorprendente y alienta a los jóvenes ecologistas a perseguir sus propios intereses en el campo.

Una traducción al inglés de esta publicación de blog está disponible para leer aquí!

Acerca del artículo

Los ecosistemas mediterráneos muestran una gran variabilidad ambiental a diferentes escalas espaciotemporales, con una fuerte variación climática interanual y una disponibilidad de recursos heterogénea. Como respuesta a estos estreses fluctuantes, las plantas mediterráneas han desarrollado adaptaciones funcionales para lidiar con el estrés (principalmente la sequía), por lo que se asume que son especies tolerantes capaces de habitar ecosistemas altamente estresantes. Sin embargo, para la mayoría de las especies de plantas mediterráneas, se desconoce cómo varían los rasgos relacionados con la adquisición de recursos y la respuesta al estrés entre individuos de la misma especie, y aún más importante, cómo dicha variación entre individuos está relacionada con su eficacia biológica (fitness). Además, como la variación ambiental puede afectar tanto a la expresión fenotípica de los individuos como a los patrones de selección (es decir, al conjunto de rasgos que tienen relación con el fitness de los individuos), es crucial tener en cuenta esta variación ambiental al evaluar cómo la selección natural está actuando en las poblaciones de plantas mediterráneas. Mediante un estudio de selección fenotípica en condiciones naturales, evaluamos los patrones de selección de diferentes rasgos ecofisiológicos de dos especies dominantes en los ecosistemas semiáridos de yeso mediterráneos, Centaurea hyssopifolia y Helianthemum squamatum. Para tener en cuenta la variación ambiental de estos ecosistemas, los individuos experimentales fueron medidos en dos ambientes con condiciones diferentes (laderas norte y sur de los cerros de yeso) y durante dos años climáticamente contrastados (uno más seco y otro ligeramente más lluvioso que la media). Nuestro estudio proporciona una visión realista de cómo la selección actúa en condiciones naturales, ya que cuantifica la magnitud y la dirección de la selección natural a través de dos componentes de fitness (reproducción y supervivencia) y en diferentes escalas espaciotemporales. Nuestros resultados mostraron que la variación fenotípica de los individuos no estaba relacionada con su supervivencia, mientras que la selección natural a través de la reproducción favoreció consistentemente una estrategia adquisitiva de uso de recursos en plantas semiáridas mediterráneas, ya que maximiza su reproducción antes de la llegada de las condiciones más estresantes causadas por la sequía estival. Nuestro estudio muestra los rasgos y estrategias adaptativas de las plantas mediterráneas de yeso en condiciones naturales, lo que a su vez puede proporcionar información muy valiosa acerca de las futuras respuestas evolutivas de estas especies frente al cambio ambiental.

Diferencias en la composición biótica (que refleja las diferencias en las condiciones ambientales) de la a) ladera sur; b) ladera norte. (Fotografía: Mario Blanco-Sánchez)

La idea de realizar este estudio se nos ocurrió gracias a nuestra experiencia previa trabajando en ecosistemas de yeso. Nos dimos cuenta de que las laderas norte y sur de los cerros de yeso muestran condiciones bióticas y abióticas muy contrastadas. En el hemisferio norte, las laderas sur reciben una mayor insolación, lo que resulta en una mayor evapotranspiración y una menor disponibilidad hídrica, lo que a su vez modifica significativamente la estructura biótica de las laderas. Pensábamos que estas diferencias ambientales impondrían diferentes presiones selectivas en los individuos que viven en los hábitats de yeso. Además, creíamos que la gran variabilidad climática interanual de los ecosistemas de yeso también podría alterar los patrones de selección. Por ello, evaluar los rasgos bajo selección en dos años diferentes fue crítico para comprender de una manera robusta cómo la selección natural actúa en las poblaciones de plantas mediterráneas.

Este artículo mejora nuestra comprensión de cuáles son los rasgos y estrategias adaptativas de las plantas que crecen en ecosistemas mediterráneos, siendo particularmente relevante para lectores interesados en ecología evolutiva, selección natural y plantas que crecen en sustratos especiales.

Acerca de la investigación

Nuestro estudio investigó los patrones de selección de dos especies dominantes del semiárido mediterráneo en dos ambientes con condiciones contrastadas y durante dos años con condiciones climáticas diferentes. Como podéis imaginar, recopilar los datos de un estudio de campo tan complejo y completo no es fácil, y requiere de una gran cantidad de trabajo en equipo. Pasamos muchísimas horas midiendo los rasgos de nuestros individuos experimentales, caracterizando las condiciones ambientales que soportaban cada uno de ellos, procesando todas las muestras recogidas y analizando los datos. Sin embargo, el mayor reto de nuestro estudio fue entender los resultados que obtuvimos en un primer momento. Esperábamos que, debido a las condiciones altamente estresantes que sufren las plantas en los ecosistemas de yeso, los individuos con valores fenotípicos más conservadores (es decir, con hojas pequeñas y esclerófilas, baja concentración de nutrientes, alta eficiencia en el uso del agua, etc.) mostraran un mayor éxito reproductivo, especialmente bajo las condiciones más estresantes como las laderas sur y el año seco. Pensábamos que este fenotipo conservador sería adaptativo ya que limitaría la pérdida de agua en ambientes donde la disponibilidad hídrica es escasa. Sin embargo, estábamos equivocados. Sorprendentemente, las plantas con valores fenotípicos más adquisitivos a nivel intraespecífico (es decir, individuos con hojas más grandes y menos esclerófilas, baja eficiencia en el uso del agua, fenología reproductiva adelantada, etc.) mostraron un mayor fitness reproductivo. Además, el valor adaptativo de esta estrategia adquisitiva de recursos fue increíblemente consistente en ambas especies, laderas y años. ¿Cómo las plantas que derrochan más agua podían tener un mayor éxito reproductivo en un ambiente semiárido?

Laura Díaz-Guerra y Marina Ramos-Muñoz midiendo el contenido de clorofila de las hojas en el campo. (Fotografía: Mario Blanco-Sánchez)

¡Era un resultado fascinante, pero muy difícil de explicar! Un día, mientras estaba leyendo unos artículos, una explicación posible se me ocurrió de repente. ¡La selección natural estaba favoreciendo a los individuos que mostraban una estrategia de escape a la sequía! Los individuos con una mayor tasa de adquisición de recursos mostraron una estrategia de escape a la sequía, que permitía su desarrollo más rápido y maximizaba su reproducción antes de las condiciones más estresantes del verano. De este modo, nuestro trabajo señala la importancia de realizar estudios centrados en la variación entre individuos a nivel intraespecífico para conocer las estrategias adaptativas de las poblaciones de plantas, algunas, como en nuestro caso, inexploradas y sorprendentes. Estudios futuros deberían explorar cuales son los mecanismos fisiológicos precisos que permiten mantener esta estrategia adquisitiva en ambientes mediterráneos altamente estresantes, como son los ecosistemas de yeso. Además, son necesarios estudios que evalúen el potencial evolutivo de estos rasgos adaptativos, para predecir cómo estas plantas van a adaptarse frente al cambio climático.

Acerca del autor

Mario Blanco-Sánchez (Fotografía: Marina Ramos-Muñoz)

Actualmente soy investigador predoctoral en la Universidad Rey Juan Carlos (España), dentro del programa de Conservación de Recursos Naturales. El estudio publicado se corresponde con un capítulo de mi tesis doctoral, que explora las respuestas evolutivas de plantas endémicas de yeso en un contexto de cambio climático. Mi pasión por la ecología y la conservación empezó muy temprano durante mi carrera universitaria, gracias a las clases tan inspiradoras que recibí por parte de muchos de los profesores de la Universidad Rey Juan Carlos. Después, durante mi máster, empecé a colaborar con uno de mis directores de tesis y su experiencia y pasión por la ecología evolutiva me dejaron realmente fascinado. Cuando me ofreció la oportunidad de realizar una tesis doctoral y desarrollar mi investigación a su lado, no me lo podía creer. ¡Tardé solo un segundo en decir que sí! Ha sido una de mis mejores decisiones en la vida. A pesar de que haciendo un doctorado siempre se viven momentos difíciles, todo el equipo involucrado en mi tesis me ha apoyado y ayudado con cualquier cosa que he necesitado. Quiero agradecer a todos mis coautores y colaboradores por hacer este proceso mucho más fácil gracias a su paciencia y su amabilidad. Tras cuatro años de trabajo intenso, siento que he crecido muchísimo tanto a nivel profesional como personal, siendo mi tesis doctoral el proyecto más duro, pero más gratificante en el que he estado involucrado. Mi consejo para aquellos que como yo son jóvenes investigadores, es que continúen trabajando tan duro y tan bien como lo están haciendo en este momento. ¡El mundo está lleno de oportunidades que están esperándote!

¿Disfrutaste de esta entrada de blog? ¡Lea la investigación aquí!

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