La curiosa coordinación de los manglares, el clima y la anatomía de las hojas
Cuando se enfrentan a ambientes extremos, los manglares no siguen las mismas reglas que la mayoría de las otras plantas.
Los manglares son conocidos por su capacidad para prosperar en ambientes salinos y hostiles, pero una nueva investigación muestra que sus hojas exhiben algunas características distintivas. Un estudio de Guo-Feng Jiang y colegas, publicado en Anales de botánica, estudió la anatomía de las hojas de 13 especies de manglares en toda China. Los investigadores descubrieron que, si bien los genomas de los manglares son diminutos, las células de sus hojas son demasiado grandes. La anatomía de la hoja también varió con el clima, con temperaturas más altas asociadas con células epidérmicas más pequeñas y una mayor densidad de venas y estomas.
Los manglares están bien adaptados para vivir en un ambiente que otras plantas pueden encontrar hostil. Por ejemplo, tienen una alta tolerancia a la sal para hacer frente al océano y raíces aéreas que permiten la absorción de oxígeno en suelos anegados. También tienen genomas pequeños, que investigaciones anteriores han relacionado con la tolerancia al estrés.
Los genomas pequeños para las plantas les permiten reducir su tamaño celular mínimo y también pueden permitir mayores densidades de empaquetamiento celular. Esto le da a las hojas de la planta el beneficio práctico de mejorar la fotosíntesis al permitir que más dióxido de carbono se difunda a las células del mesófilo en el mismo volumen de hoja.
Sin embargo, la anatomía de sus hojas sigue siendo sorprendentemente flexible. El tamaño de las células de las hojas no está definido rígidamente por el tamaño del genoma como en otras plantas, sino que varía con el clima. Jiang y sus colegas encontraron que los sitios más fríos tenían células epidérmicas más grandes, mientras que los sitios más cálidos tenían células más pequeñas y una mayor densidad de venas y estomas, posiblemente para facilitar una mayor transpiración.
Curiosamente, a diferencia de la mayoría de las plantas, los estomas de los manglares, los agujeros de aire en las hojas que permiten que los gases entren y salgan, eran más grandes que las células epidérmicas. Contrariamente a la tendencia habitual, el tamaño de los estomas disminuyó con el aumento del tamaño del genoma. Los investigadores sospechan que esto puede estar relacionado con la eficiencia de los manglares para abrir y cerrar sus estomas, lo que les ayuda a regular cuidadosamente la pérdida de agua.
Las densidades de las venas y los estomas también se igualaron, pero no de la manera típica. Normalmente, las células epidérmicas más pequeñas permiten densidades de estomas más altas, pero la correlación fue independiente del tamaño de las células epidérmicas. Los investigadores sugieren que esto podría indicar nuevas adaptaciones en los manglares para optimizar el intercambio de gases y el transporte de agua.
Jiang y sus colegas argumentan que sus resultados muestran que la alometría, la relación entre el tamaño y la forma de la planta, es algo extraña en las especies de manglares en comparación con otras plantas. Usted escribe:
Nuestro análisis de 13 especies de manglares, cuatro de las cuales ocurrieron en más de un sitio, proporciona una fuerte evidencia de que la alometría de las células y tejidos en las hojas de manglares difiere de otras C3 especies de angiospermas. Nuestros resultados muestran que, si bien los manglares comparten algunas de las mismas relaciones de rasgos que las angiospermas que no son de manglares, difieren en algunas formas potencialmente importantes, sobre todo en que tienen células de parche epidérmico inusualmente pequeñas y células protectoras grandes. A pesar de estas desviaciones con respecto a otras angiospermas, los manglares alcanzaron una conductancia estomática teórica máxima similar. Debido a que las hojas están compuestas de múltiples tipos de células y el tamaño del genoma solo limita el tamaño mínimo de la célula, puede haber numerosas combinaciones de tamaños de células finales y densidades de empaquetamiento, lo que permite variaciones en la estructura de la hoja que dan como resultado un intercambio de gases potencial máximo similar. Comprender las implicaciones de estas diferencias podría arrojar más luz sobre cómo las presiones selectivas únicas del hábitat de los manglares han llevado a nuevas adaptaciones anatómicas y fisiológicas.
jiang y otros. 2023
La flexibilidad de la anatomía de las hojas de los manglares y su desviación de las tendencias típicas revela una nueva perspectiva sobre cómo estas plantas se adaptan exquisitamente a su entorno. Si bien los manglares logran una conductancia estomática máxima similar a la de otros árboles, los mecanismos y compensaciones que sustentan esto son diferentes. Su coordinación anormal entre estomas venosos y estomas más grandes que las células epidérmicas indican especializaciones estructurales y fisiológicas que producirán muchas investigaciones fructíferas en el futuro.
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Jiang GF, Li SI, Dinnage R, Cao KF, Simonin KA y Roddy AB (2023) “Varios manglares difieren de otras angiospermas en el tamaño de su genoma, el tamaño de las células de la hoja y las relaciones de densidad de empaquetamiento celular”, Anales de botánica, 131(2), págs. 347-360. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aob/mcac151.