Las raíces de las Plantas en el Mundo: estimación de volumen, profundidad y medios para adaptarlos a la sequía
Fuente: Colaje imágenes Google
Hoy volvemos a retornar a los nuevos estudios realizados sobre los sistemas radiculares de las plantas, mostrando dos noticias que, francamente, a este bloguero no le dicen mucho más de lo que ya sabía, pero que a algunos de vosotros os pueden interesar. El primero lleva el Título de “Las raíces del mundo son cada vez menos profundas: un estudio proporciona la primera estimación de los cambios globales”. Dicho así parece que una enigmática causa puede producir tal sincronía radicular global. Sin embargo, de lo que los autores nos informan estriba en que, conforme ha avanzado la expansión de los cultivos, sustituyendo las plantas nativas por vegetales para el consumo humano, con sistemas radiculares más someros (aspecto que cabría discutir “globalmente”), se desperdician millones de metros cúbicos de suelo originalmente enraizado, afectando gravemente al secuestro de carbono, absorción de nutrientes y potencial para absorber el agua del suelo. Más concretamente afirman que: “Hay «innumerables consecuencias factibles» de profundidades de enraizamiento global menos profundas, escriben los autores, incluida una formación de suelo más lenta o menor y una menor disponibilidad de nutrientes. Comprender el alcance de los impactos potenciales, dicen, requerirá más estudios”. No obstante, conozco muchas excepciones a este respecto. Empero, aceptado “globalmente” como ciertas sus aseveraciones, no se trata más que constatar el daño que sufre la edafosfera por una agricultura industrial que jamás reparó en la calidad y cuidado de los suelos. Como ya os mostramos en muchos posts incluidos en nuestra categoría “etnoedafología y conocimiento campesino”, tradicionalmente la agricultura mundial se realizó bajo arbolado y a menudo mediante la siembra de policultivos. Desde un punto de vista conceptual, tal estudio lo único que constata son los vicios de la agronomía actual, hecho que ha sido repetidamente demostrado por otros cientos de estudios. Conociendo la calidad de las bases de datos globales, os ruego que entendáis las cifras como aproximaciones provisionales que cambiarán con el tiempo.
EL segundo estudio, que lleva por título: “La investigación revela que las raíces de las plantas cambian de forma y se ramifican para obtener agua”. ¡Vaya por Dios!, otros colegas que no parecen haber pisado el campo y analizado algunos perfiles de suelos. Tal hecho se constata con facilidad al abrir calicatas de uno o dos metros, y observar visualmente como las raíces sortean los obstáculos, como rocas, etc. De hecho, si topan con un horizonte permanentemente encharcado (es decir hidromorfo) frenan en seco su desarrollo radicular en profundizas formando un entramado lateral en el límite entre horizontes aireados y los hidromórficos. Sin embargo, lo que preocupa a muchos es que, al volverse el clima más árido, los sistemas radicales pierdan posibilidades de absorber el agua cuyo nivel desciende según lo absorben la planta, al no ser repuesto por las precipitaciones (o el riego). Es decir, se trata de buscar soluciones a las condiciones de estrés hídrico bajo ciertos escenarios de cambio climático y adaptar los vegetales a cultivar a tal situación de una mayor carencia del líquido elemento.
A mediados de la década de los 90 del siglo pasado, ya se debatía con intensidad este tema, y por lo que observo es otra “historia interminable”. Personalmente, por aquel entonces, se me designó para ser presidente de un tribunal de oposiciones con vistas a decidir que candidatos podían entrar a formar parte de su staff permanente y cuáles serían rechazados. Tres opciones se barajaban entre los expertos con vistas a conocer exactamente, los mecanismos que en las raíces de los vegetales informaban al resto del vegetal de la situación de stress por falta de agua, o cualquier otro daño: (i) señales hídricas (lisis celulares de las zonas afectadas), (ii) señales bioquímicas (como pudieran ser las hormonas) y (iii) señales eléctricas (léase concentración de electrolitos y….). No entraré aquí a explicar esos temas. Pues bien, se mantiene el debate y los autores de este trabajo defienden que se trata de una hormona vegetal denominada auxina, bien estudiada por este tipo de roles en el sistema suelo-planta. Finalmente, ¡cómo no!, se plantean como tocarle los genes a las plantas cultivadas para que alcancen una mayor profundidad eludiendo así, “en la medida de lo posible” los efectos de las sequías. Es decir, retornamos a la agricultura industrial genómica. De hecho desconozco si aquel debate antiguo fue solventado y corroborado, fuera cual fuera la hipótesis acertada entre las tres descritas que os he mentado.
Estos últimos autores defienden que “Descubrir cómo las raíces de las plantas perciben y se adaptan al estrés hídrico es de vital importancia para ayudar a los cultivos «preparados para el futuro» a mejorar su resiliencia climática”. Dudo mucho, muchísimo, que lograr que las raíces penetren unos centímetros más en el suelo, sea, una solución acertada, aunque si interese a las multinacionales del agronegocio.
El hecho de que el calentamiento climático genere un aumento “de las temperaturas globales” y que actualmente tanto las sequías como las inundaciones abunden (eventos extremos) no significa que el clima de cada región del globo terrestre necesariamente tenga que dirigirse inexorablemente hacia la proliferación de sequías. Las investigaciones actuales no defienden tal burda generalización.
Resumiendo, los autores de ambos estudios constatan que cuando salta a la palestra un tema de moda, con gran cobertura mediática, orientan sus indagaciones hacia ellas, ya que es más fácil que te publiquen tu trabajo. Ya se sabe, “publica o perece”. Eso si, todo adornado de novedosas técnicas instrumentales, bases de datos globales y bla, bla, bla……
Os dejo con las noticias traducidas.
Juan José Ibáñez
Continúa………
Las raíces del mundo son cada vez menos profundas: un estudio proporciona la primera estimación de los cambios globales
por Rebecca Dzombak,Unión Geofísica Americana
Los cultivos en hileras suelen tener raíces más cortas que las plantas nativas que reemplazan, como los pastos de las praderas como el pasto varilla que se muestra aquí, que se extiende 4,25 metros de longitud. A medida que las áreas agrícolas se expanden a nivel mundial, se están perdiendo millones de metros cúbicos de suelo enraizado crítico para el almacenamiento de carbono y agua, el ciclo de nutrientes y la formación del suelo, según un nuevo estudio.
Las raíces de las plantas actúan como ingenieros para la superficie de la Tierra, rompiendo el lecho rocoso, transportando agua y nutrientes, y estabilizando los paisajes. Son tan importantes que los científicos han planteado la hipótesis de que su evolución, que comenzó hace unos 415 millones de años, alteró los paisajes y el curso de la historia de la Tierra.
Hoy en día, las raíces del mundo se están volviendo menos profundas en promedio, según un nuevo estudio publicado en Earth’s Future. Las raíces menos profundas significan que hay menos suelo enraizado, lo que podría conducir a una disminución del almacenamiento de carbono, un ciclo de nutrientes menos eficiente y suelos menos fértiles.
Emma Hauser y sus colegas proporcionan la primera estimación de los cambios globales en el volumende suelo enraizado resultante del uso de la tierra impulsado por el hombre. Examinaron los cambios en muchos tipos de entornos, pero se centraron en el equilibrio entre dos en particular: las tierras agrícolas, donde las raíces de los cultivos en hileras son menos profundas que las de los pastos nativos, y los bosques, donde las raíces de las plantas leñosas suelen penetrar profundamente en el suelo. La tierra agrícola se está expandiendo enormemente como resultado directo de los esfuerzos humanos. Mientras tanto, los bosques se están expandiendo en algunos lugares, especialmente en ambientes boreales de latitudes altas, a medida que aumentan los niveles de dióxido de carbono atmosférico y el calentamiento asociado.
Los investigadores utilizaron datos de profundidad de raíces de dos bases de datos ecológicas recientemente actualizadas, junto con el conocimiento de los tipos de cobertura terrestre pasados y presentes, para calcular las profundidades de enraizamiento promedio para diferentes ecosistemas a nivel mundial en el pasado, presente y futuro.
Descubrieron que las profundidades de enraizamiento, consideradas la profundidad por encima de la cual existe el 99% de la biomasa de raíces de un ecosistema, son aproximadamente 8 centímetros (o 5% de la profundidad del suelo) menos profundas en promedio de lo que serían sin alteración humana. Esa pérdida equivale a aproximadamente 11,6 millones de metros cúbicos de suelo enraizado. El estudio predice, sobre la base de las proyecciones del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático sobre el cambio continuo del uso de la tierra en un escenario de altas emisiones, que el volumen de pérdida podría ser tan alto como 43.5 millones de metros cúbicos de suelo enraizado para 2100, con una profundidad global de aproximadamente 30 centímetros. Es probable que los matorrales en el norte de África, Medio Oriente, Asia y Australia experimenten las más superficiales a medida que hacen la transición a pastizales herbáceos o áreas agrícolas y pastorales.
«La pérdida de volumen es especialmente sorprendente para mí», dijo Emma Hauser, quien dirigió el estudio. «Eso representa una gran cantidad de espacio subterráneo que ya no realiza el mismo tipo de procesos de almacenamiento de carbono y agua que antes«.
Hay «innumerables consecuencias factibles» de profundidades de enraizamiento global menos profundas, escriben los autores, incluida una formación de suelo más lenta o menor y una menor disponibilidad de nutrientes. Comprender el alcance de los impactos potenciales, dicen, requerirá más estudios.
Más información: Emma Hauser et al, Cambios a escala global en las profundidades de enraizamiento debido a los cambios en la cubierta terrestre del Antropoceno plantean consecuencias no examinadas para el funcionamiento de zonas críticas, el futuro de la Tierra (2022). DOI: 10.1029/2022EF002897
Información de la revista:El futuro de la Tierra
Operado porAmerican Geophysical Union
Esta historia se reproduce por cortesía de Eos, organizada por la Unión Geofísica Americana. Lea la historia original aquí.
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Las plantas que alimentan al ganado podrían ser clave para la mitigación del cambio climático
La investigación revela que las raíces de las plantas cambian de forma y se ramifican para obtener agua
porla Universidad de Nottingham
Crédito: Unsplash/CC0 Public Domain
Los investigadores han descubierto cómo las raíces de las plantas adaptan su forma para maximizar su absorción de agua, deteniendo la ramificación cuando pierden contacto con el agua y solo reanudando una vez que se reconectan con la humedad, asegurando que puedan sobrevivir incluso en las condiciones más secas.
Científicos de plantas de la Universidad de Nottingham han descubierto un nuevo mecanismo de detección de agua que han llamado «Hidroseñalización«, que muestra cómo el movimiento hormonal está relacionado con los flujos de agua. Los hallazgos han sido publicados hoy enScience.
El agua es la molécula limitante de la velocidad para la vida en la tierra. El impacto devastador de lcambio climático está aumentando los efectos del estrés hídrico en la agricultura mundial. El cambio climático está causando que los patrones de lluvia se vuelvan más erráticos, afectando especialmente a los cultivos de secano.
Las raíces juegan un papel crítico para reducir el impacto del estrés hídrico en las plantas al adaptar su forma (como ramificarse o crecer más profundamente) para asegurar más agua. Descubrir cómo las raíces de las plantas perciben y se adaptan al estrés hídrico es de vital importancia para ayudar a los cultivos «preparados para el futuro» a mejorar su resiliencia climática.
Usando imágenes de micro-TC de rayos X, los investigadores pudieron revelar que las raíces alteran su forma en respuesta a la disponibilidad de humedad externa al vincular el movimiento del agua con las señales de hormonas vegetales que controlan la ramificación de las raíces.
Video que muestra que las raíces de tomate (tipo silvestre) no producen ramas en el aire o sin agua. Sin embargo, notabilis mutante que es deficiente en la hormona ABA puede ramificarse en los espacios de aire del suelo. Crédito: Brian Atkinson, Universidad de Nottingham
El estudio proporciona información crítica sobre los genes y procesos clave que controlan la ramificación de las raíces en respuesta a la disponibilidad limitada de agua, ayudando a los científicos a diseñar nuevos enfoques para manipular la arquitectura de las raíces para mejorar la captura de agua y el rendimiento en los cultivos.
El Dr. Poonam Mehra, becario postdoctoral, de la Escuela de Biociencias es uno de los autores principales y explica: «Cuando las raíces están en contacto con la humedad, una señal hormonal clave (auxina) se mueve hacia adentro con el agua, desencadenando nuevas ramas de la raíz. Sin embargo, cuando las raíces pierden contacto con la humedad, dependen de fuentes internas de agua que movilizan otra señal hormonal (ABA) hacia afuera, que actúa para bloquear el movimiento hacia adentro de la señal de ramificación. Este mecanismo simple pero elegante permite a las raíces de las plantas ajustar su forma a las condiciones locales y optimizar el forrajeo».
El profesor Malcolm Bennett, codirector de la investigación, agrega: «Nuestra investigación de plantas es de vital importancia para comprender cómo podemos proteger los cultivos para el futuro y encontrar formas de garantizar rendimientos exitosos incluso en los climas más desafiantes. Ya estamos experimentando un clima más cálido y diseñar plantas que aún puedan acceder alagua en estas condiciones es vital y esta investigación es un paso muy importante para comprender cómo hacerlo«.
Continuó: «Estos nuevos descubrimientos solo fueron posibles gracias a las herramientas de vanguardia y los enfoques colaborativos de los autores, que involucraron a un equipo internacional de científicos con sede en el Reino Unido, Bélgica, Suecia, Estados Unidos e Israel».
Más información: Poonam Mehra et al, La redistribución hormonal sensible al flujo hidráulico determina la ramificación de la raíz, Science (2022). DOI: 10.1126/science.add3771. www.science.org/doi/10.1126/science.add3771
Información de la revista:Science