Impacto del cambio climático sobre la ecofisiología y capacidad fitorremediadora de halófitas

Resumen

El Cambio Climático está considerado como uno de los principales cambios globales a los que se enfrenta la humanidad, y es consecuencia del incremento exacerbado de la emisión de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera desde la etapa preindustrial. La vegetación es uno de los componentes del ecosistema con mayor vulnerabilidad frente a este fenómeno, habiéndose descrito posibles alteraciones sobre su distribución, fenología, productividad, etc. En este contexto, es de gran importancia estudiar cómo afectan a la ecofisiología de las plantas las interacciones de distintos factores asociados al Cambio Climático (elevado CO2, aumento de las temperaturas y nivel del mar, eventos climáticos extremos, etc.). Las halófitas son especies vegetales que han desarrollado una serie de mecanismos que les permiten completar su ciclo vital en ambientes altamente estresantes. Además, muchas halófitas han demostrado un enorme potencial tecnológico para su empleo como recursos de diferente naturaleza (alimentación, fármacos, etc.) o en fitorremediación de contaminantes. Sin embargo, poco se sabe sobre la respuesta de estas especies frente a la interacción de factores asociados con el Cambio Climático o cómo estas interacciones afectan a su capacidad fitorremediadora; y este es el vacío de conocimiento que trata de llenar esta Tesis Doctoral. Nuestros resultados mostraron cómo el aumento del CO2 (700 ppm) mejoró la tolerancia de una halófita modelo, Salicornia ramosissima, frente a la salinidad (510 mM NaCl). La mejora de la tolerancia se reflejó en el mantenimiento de la tasa de asimilación de CO2 y la funcionalidad de los fotosistemas. Este efecto positivo se hizo patente incluso bajo condiciones de inundación permanente del suelo. Respecto al impacto de eventos térmicos extremos de corta duración (40-28 ºC y 12-5ºC durante tres días), se observó una respuesta termo-dependiente, de forma que S. ramosissima fue más sensible a las bajas temperaturas que a las altas para los dos niveles de salinidad estudiados (171 y 1040 mM). Por otro lado, los resultados de esta Tesis mostraron un efecto específico en la capacidad fitorremediadora de las halófitas Spartina densiflora y Juncus acutus. Así, en el caso de S. densiflora, el elevado CO2 (700 ppm) aumentó su tolerancia frente al exceso de Cu, manteniendo la capacidad para fitoestabilizar Cu en sus raíces. Para J. acutus su mayor tolerancia frente al Zn estuvo en gran parte mediada por la reducción de la concentración de Zn en sus tejidos en presencia de sal (85 mM NaCl). En conclusión, las halófitas crecidas en una atmósfera enriquecida en CO2 en combinación con otros factores ambientales de estrés mostraron mejor respuesta fisiológica que aquellas sometidas solamente a alta salinidad, inundación o al efecto tóxico de un metal pesado. La interacción de factores genera efectos sinérgicos que difieren de las respuestas que se registran cuando se analizan los factores por separado. Por tanto, para poder predecir la respuesta de las plantas frente al Cambio Climático es necesario abordar los ensayos considerando la interacción de factores.