LA EVAPOTRANSPIRACIÓN

La evapotranspiración forma parte del ciclo del agua, como ya hemos dicho, es esencial para la renovación del agua en la atmósfera.La evapotranspiración es una variable clave para el cálculo del balance de agua del suelo, para la detección de estrés hídrico como así también para los modelos de rendimiento de cultivos.

Evaporación y transpiración

Dentro de la evapotranspiración podemos distinguir dos conceptos: EVAPORACIÓN- es la parte de agua que se evapora procedente de las aguas

superficiales, bien sea del mar o de las aguas continentales, o que se evapora a partir de la cubierta vegetal donde quedó retenida procedente de la lluvia

TRANSPIRACIÓN- es la parte de agua que eliminan los vegetales por sus estomas y que constituye un residuo de su metabolismo y también se evapora a la atmósfera.

Importancia de la capa vegetal en el suelo

Permite la evapotranspiración-permite que el agua quede en la superficie y sea evaporada

Disminuye la infiltración(aumenta la evaporación)- el agua que se infiltra en parte puede quedar retenida en un nivel freático del que no va a salir o puede pasar un tiempo de retención hasta llegar al afloramiento por manantiales de los que sí se podrá evaporar

Influye sobre el agua de escorrentía superficial- otra parte del agua va a resbalar por los troncos de árboles y llegar hasta ríos más limpia incluso de lo que cayó

Previene de la erosión- si no hay un manto de vegetación suficiente sobre el suelo el agua puede tener efecto erosivo y arrastrar todos los nutrientes que se encuentren en él haciendo que pierda fertilidad

Influye en la caracterización del ecosistema- la capa vegetal que recubre el suelo influirá sobre el tipo de animales que se encuentren sobre ella y forma

parte de las cadenas tróficas. Un cambio provocado bruscamente sobre la vegetación puede ocasionar un ecosistema no viable e incluso resultar irreversible.

ADAPTACIONES DE LAS PLANTAS A AMBIENTES EXTREMOS

Adaptaciones vegetales al ambiente

Las adaptaciones son la demostración físico-molecular del cambio evolutivo

ADAPTACIONES AL ESTRÉS HÍDRICO Adaptaciones metabólicas

o Metabolismo CAM- Las plantas pueden cerrar los estomas durante el

día y coger el CO2 de noche evitando las horas de mayor calor y por tanto mayor evaporación de agua

o Plantas efímeras- Son plantas que completan su ciclo de vida muy

rápido y aprovechan los escasos tiempos de lluvias Adaptaciones morfológicas

o Xerófitas

Raíz Mayor longitud y más cantidad o

suculentas Raíces superficiales Vasos conductores de gran diámetro Esclerificación del córtex

Tallo Pocas ramas Tallos fotosintéticos Suculencia Pubescencia Tejido cortical grueso Suberificación del xilema

Hojas Pequeño tamaño y poco numerosas o

suculentas Disminución de la superficie foliar Disposición vertical de las hojas Muchos estratos epidérmicos y ceras Estomas encriptados

o Hidrófitas

Raíz Sirven sobre todo de anclaje No están cutinizadas Xilema reducido

Tallo Paredes epidérmicas delgadas Gran cantidad de cloroplastos a nivel celular Cámaras aeríferas

Hojas Paredes celulares delgadas Gran superficie foliar Poco tejido de sostén Aerénquima

ADAPTACIONES A LA TEMPERATURA Adaptaciones metabólicas

o Plantas C4- Son plantas adaptadas a climas cálidos en los que la

fotorrespiración no sale rentable como estrategia para refrigerarse la tasa de fotosíntesis es más alta aunque sólo a temperaturas elevadas

Adaptaciones morfológicas o Especies termotolerantes- Son aquellas con capacidad de aguantar

temperaturas bastante altas Aumento de la fotorrespiración- la fotorrespiración para

algunas especies puede tener propiedades refrigerantes, les sirve para dispersar calor

Emisión de monoterpenos- estas sustancias según algunos estudios bastante recientes pueden ser un mecanismo de defensa ante temperaturas elevadas. Las plantas sometidas a un estrés por temperatura en algunas especies emiten estas sustancias

Aumento de la evapotranspiración-es el mecanismo por excelencia de refrigeración para las plantas siempre y cuando haya agua suficiente

ADAPTACIONES A LA SALINIDAD Adaptaciones metabólicas

o Producción de osmotinas-y otras sustancias protectoras frente a

exceso de sales que regulan las concentraciones de osmolitos en las plantas

o Secuestración en vacuolas- mediante transporte activo de solutos que

posteriormente se pueden disolver en agua pero sin causar daños a tejidos sensibles.

Adaptaciones morfológicas o Halófitas-van a perder agua por ósmosis. Hay 2 estrategias posibles:

Acumulación de agua Poseen tejidos capaces de acumular mucha agua

Acumulación de sales Equilibran la concentración porque acumulan agua por

ósmosis Tienen glándulas salinas que eliminan sal

Hay que tener en cuenta que todos estos cambios sólo dan resultado si el proceso de alteración de las condiciones ambientales es lento. Todos estos ecanismos se basan en la EXPRESIÓN diferencial de genes y llevan un tiempo

Soluciones

El hombre a lo largo de la historia ha intentado mantener las cosechas, ahora además se preocupa por el mantenimiento de los ecosistemas utilizando técnicas bien estudiadas.

Las soluciones para evitar las condiciones ambientales inadecuadas pasan por dos posibilidades, o bien se mejoran las especies que tenemos a disposición o bien se mejoran las formas de cultivo.

MEJORA DE ESPECIES

Métodos clásicos

Desde que el hombre se hizo agricultor y recolector se vienen utilizando técnicas de mejora genética aún sin saber cuál era su base biológica

Selección de especies Se basa en la elección de especies que se hayan visto mejores para subsistir en determinadas condiciones o que sean de mejor calidad en cuanto a frutos o cualquier otra característica interesante.

Injertos Se puede introducir una rama de una especie distinta o de un ejemplar con mejores condiciones en otro de peor calidad y así mejorar el cultivo sin necesidad de quitar esa planta.

BiotecnológicosEl desarrollo de la ingeniería genética desde que se empieza a conocer la estructuración del DNA ha permitido que se sigan una serie de líneas de mejora a partir de un previo trabajo de laboratorio.

Plantas modificadas genéticamnte

1. Selección de semillas de especies resistentes

2. Cultivo in vitro o en sustratos tratados

3. Selección de genes de expresión diferencial en las condiciones que interesan

4. Introducción de esos genes de “resistencia” mediante vectores en las plantas a modificar

Un ejemplo en concreto sería cómo se puede mejorar una especie para que esté preparada ante un cambio de salinidad en el medio en que se encuentra

Modificaciones para salinidad Genes de transportadores iónicos Genes de síntesis de osmoprotectores Genes para acuoporinas Genes para apertura/cierre estomático Genes para síntesis de sustancias impermeabilizantes

Se podrían modificar todos estos caracteres mediante un previo estudio de su expresión y otros muchos que no se citan aquí o que están en fase de desarrollo.

Modificación externa de cultivos

Es una técnica que no va a la modificación de la expresión génica sino a una modificación posterior en el vegetal ya crecido.

Adición de ceras contra la evapotranspiración excesiva Protección de cultivos con plásticos Crear ambientes húmedos artificiales

CULTIVO DE ESPECIES EN AMBIENTES EXTREMOS

SISTEMA DE GOTEOAprovecha el 95% del agua porque sólo da lo que necesita la planta. Se

necesitan grandes instalaciones pero la rentabilidad en cuanto al ahorro de agua es muy importante.

Este tipo de instalaciones permiten además de riego la incorporación de soluciones nutritivas que mejoren el rendimiento de las cosechas y la uniformidad en el riego.

CULTIVOS HIDROPÓNICOSEs bastante utilizado en la agricultura a gran escala. Son cultivos que tienen

como base el agua sin otro sustrato. El sistema consiste en poner plantones en tuberías de PVC rellenas de agua. Los nutrientes se disuelven en esa agua en que están inmersas las raíces y se va renovando gracias a un sistema especial que incorporan estas instalaciones. Eso evita las malas condiciones que existen en algunos suelos.

CULTIVOS EN SUSTRATO ARTIFICIALAlgunas especies no toleran la falta de sustrato, su estructura lo requiere así

que se pueden crear sustratos artificiales donde se incluyen las soluciones nutritivas requeridas para cada planta. Los sustratos que se utilizan son muy variados y fáciles de conseguir como grava, arena, serrín, lana de roca, turba, vermiculita, materiales sintéticos...

CULTIVOS AEROPÓNICOSSon cultivos que como los anteriores requieren de un complejo mecanismo que

intervenga en las labores de repartir los nutrientes que se requieran. En este caso no hay ni agua ni sustrato artificial.

Hay que tener en cuenta que las especies que se cultivan de esta manera están muy estudiadas (puesto que suelen ser de importancia económica) incluso a nivel sub específico y por eso la incorporación de nutrientes será muy efectiva.

PROYECTOS DE REPOBLACIÓN VEGETAL EN EL MUNDO

Existe la posibilidad de hacer una reforestación a partir de especies autóctonas o bien utilizar especies foráneas que se adapten a las condiciones climáticas o del suelo, incluso existe la posibilidad de modificar determinadas especies como ya hemos visto para que se adapten.

Reforestación con especies foráneas

Un ejemplo muy típico y conocido por todos nosotros es la reforestación con eucalipto que es un árbol muy resistente procedente de Australia y que se adapta muy bien, además de que su madera puede ser explotada comercialmente. En Asturias se ha utilizado como modo de reforestación rápida. En Andalucía se han introducido además del eucalipto especies como el pino que al ser una conífera también se adapta bien al clima.

En algunos casos esta reforestación resulta nociva porque puede llegar a desplazar la flora autóctona y lleva a la pérdida de especies endémicas que no pueden competir con árboles tan grandes y resistentes.

Reforestación con especies autóctonas

En este caso se usan especies que se han perdido por una tala masiva bien para introducir la actividad agrícola, para explotar comercialmente esos recursos forestales.

Un ejemplo puede ser la replantación del Tabaquillo en los Andes o bananos en Kenia que ha atajado el problema de la desertización puesto que como ya hemos visto la vegetación es una barrera contra la pérdida de agua.

Reforestación con especies modificadas

Existe la posibilidad de que el cambio climático que sufre el planeta afecte a cultivos que siempre han sido rentables en determinados lugares. En Brasil hay equipos de investigación estudiando el genoma de la planta del café para poder modificarla y hacerla resistente a las temperaturas más elevadas a las que nos enfrentamos por la pérdida de la capa de ozono.