Revista Chilena de Historia Natural (Sep 2007)
Photosynthetic responses to temperature and light of Antarctic and Andean populations of Colobanthus quitensis (Caryophyllaceae) Respuestas fotosintéticas a la temperatura y a la luz de poblaciones antarticas y andinas de Colobanthus quitensis (Caryophyllaceae)
Abstract
Colobanthus quitensis (Kunth, 1831) Bartling (Caryophyllaceae) is characterized by a wide latitudinal distribution, ranging between the tropical high Andes and the Antarctic Peninsula. Although both habitat types are characterized by cold and freezing temperatures, important microclimatic differences exist during the growing season. Hence, important differences in the response of the photosynthetic apparatus to abiotic factors could be expected between Antarctic and Andean populations of C. quitensis. We studied the relationship between net photosynthesis, leaf temperature and light intensity in two populations of C. quitensis, one from La Parva in the Andes of central Chile and the other from King George Island, in the Maritime Antarctic. Plants from both populations were grown in the laboratory at 15 °C under 250 μmol photons m-2 s-1, with a 16/8 h light/dark photoperiod. Twenty plants (about two months old) of each population were transferred to a 4 °C chamber with the same light and photoperiod conditions as above to assess the photosynthetic acclimation capacity. At 15 °C, populations differed in their optimum leaf temperature for photosynthesis, being 24.0 °C in individuals from the Andes and 18.6 °C in individuals from the Antarctic. In contrast, Antarctic individuals showed the highest net photosynthesis rate under both temperature treatments, with the lowest light compensation and saturation points. Antarctic individuals had higher photosynthetic activity at lower temperatures compared to individuals from the Andes. Our results suggest that C. quitensis has adapted photosynthetic performance of individuals growing in different localities to the prevailing climatic conditions. Differences in photosynthetic responses to temperature and light are discussed in relation to ecotypic differentiation between two populations studiedColobanthus quitensis es una especie ampliamente distribuida, que crece desde los Andes tropicales hasta la Península Antartica. A pesar de que ambos habitats se caracterizan por ser fríos y con temperaturas congelantes, existen importantes diferencias microclimáticas entre estos habitats durante el período de crecimiento. Por ello, sería esperable encontrar importantes diferencias en la respuesta del aparato fotosintético a factores abióticos entre poblaciones antarticas y andinas de C. quitensis. Estudiamos la relación de la fotosíntesis neta con la temperatura foliar y la intensidad lumínica en dos poblaciones de C. quitensis, una proveniente de La Parva en Los Andes de Chile central y la otra de la Isla Rey Jorge, en la Antartica marítima. Plantas de ambas poblaciones fueron crecidas en laboratorio a 15 °C y 250 μmol fotones m-2 s-1, con un fotoperíodo de 16/8 h luz/oscuridad. Veinte plantas de cada población fueron transferidas a una cámara a 4 °C, con las mismas condiciones de luz y fotoperíodo antes mencionadas, de modo de evaluar la capacidad de aclimatación de la fotosíntesis. A 15 °C, las poblaciones presentaron diferencias en su temperatura foliar óptima para la fotosíntesis. Estos óptimos fueron 24,0 °C en individuos provenientes de los Andes y 18,6 °C en individuos de la Antártida. En contraste, los individuos antarticos mostraron la más alta tasa de fotosíntesis neta bajo ambos tratamientos de temperatura, con puntos de compensación y saturación más bajos. Los individuos antarticos tuvieron mayor capacidad fotosintética a menores temperaturas que los individuos andinos. Nuestros resultados sugieren que C. quitensis ha adaptado el desempeño fotosintético de individuos creciendo en diferentes localidades a las condiciones climáticas predominantes en dichas localidades. Las diferencias en las respuestas fotosintéticas a la temperatura y a la luz son discutidas en relación a la diferenciación ecotípica entre las dos poblaciones estudiadas
