Gayana: Botanica (Jan 2012)
Efecto del aumento de la temperatura en la fotosíntesis de una especie alto-andina en dos altitudes Effect of the increase in temperature in the photosynthesis of a high-andean species at two elevations
Abstract
Se ha propuesto que los ambientes de alta montaña son especialmente vulnerables al calentamiento global. La interacción de variables como déficit hídrico y las condiciones de temperatura ambiental puede restringir el intercambio gaseoso en zonas de alta-montaña. Debido a las distintas limitaciones abióticas que se encuentran en un gradiente altitudinal, se propone que el aumento de la temperatura afectará positivamente la fotosíntesis de la planta alto-andina Phacelia secunda en elevadas altitudes y negativamente a las plantas de bajas altitudes. En el presente estudio se evaluó el efecto del aumento de la temperatura ambiental sobre el intercambio gaseoso de P. secunda en dos altitudes: 2900 m y 3600 m. En cada altitud se expusieron seis individuos de P. secunda a un sistema de calentamiento pasivo denominado "Open Top Chamber" (OTC) que aumenta la temperatura del aire en ca. 3°C. Adicionalmente, en cada altitud se seleccionaron otros seis individuos en espacios abiertos para utilizarlos como control y que se encontraban a 2 m de la OTC más cercana. En cada individuo se midió el intercambio gaseoso y el potencial hídrico xilemático. La temperatura ambiental fue en promedio 3,5°C mayor dentro de las OTC en ambas altitudes. En contraste, el potencial hídrico del suelo y de las plantas se redujo un 28% al interior de las OTC, pero sólo a 2900 m. En esta altitud, las tasas de fotosíntesis al interior de las OTC se redujeron un 40,7%, mientras que a 3600 m las tasas aumentaron un 24,4%. Los efectos diferenciales en las tasas de fotosíntesis debido a la temperatura fueron acompañados con cambios en la conductancia estomática. Esto sugiere que los efectos del calentamiento global sobre la fotosíntesis de P. secunda son contrastantes entre ambas altitudes debido a los efectos secundarios que éste tiene sobre la disponibilidad hídrica en cada altitud.High-alpine environments have been proposed as particularly vulnerable to global warming. The interaction of variables such as water deficit and temperature conditions may restrict gas exchange in high-alpine areas. Due to different abiotic constraints that occur at different elevations in the Andes of central Chile we hypothesize that the temperature increases will positively affect the photosynthesis of the high-Andean plant Phacelia secunda at high elevation but it will be negatively affected by warming at lower elevations. In this study we evaluated the effect of increased environmental temperature on the gas exchange of P. secunda at two contrasting elevations: 2900 m and 3600 m a.s.l. At each elevation we exposed six individuals of P. secunda to a passive warming system with "Open Top Chamber" (OTC) that increased air temperature on ca. 3°C. Other six individuals we selected in open areas and maintained as control on each elevation. At both elevations, on each selected individual (i.e. within and outside OTCs) we measured gas exchange and xylem water potential. At both elevations air temperature was on average 3.5°C higher inside the OTC. In contrast, OTC reduced 28% the soil and xylem water potential only at 2900 m. The increased temperature inside the OTC reduced 40.7% gas exchange rates at 2900 m, but increased it 24.4% at 3600 m. These differential effects of warming on photosynthetic rates were accompanied by changes in stomatal conductance. This suggests that the effects of global warming on the photosynthesis of P. secunda at two contrasting altitudes are related with the concomitant changes on drought at each elevation.
