Capturar la luz desde las copas y las hojas

Fotografía hemisférica de uno de los guayabos estudiados

La estrategia de los árboles tropicales para capturar luz

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Las plantas, a medida que crecen, van colocando sus ramas y hojas en los sitios más adecuados para capturar la luz y así configurar su propia estructura. En las especies de interior se puede observar esta estructura de crecimiento hacia la luz, puesto que tanto las hojas como la propia planta suelen orientarse hacia la ventana. En este sentido, la luz funciona como un estímulo de crecimiento espacial, provocando que la planta se desarrolle en la dirección de la procedencia lumínica. Sin embargo, la cantidad y dirección de la luz varían a lo largo del día, lo que significa que también hay un estímulo temporal que podría estar afectando a su crecimiento.

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URJC / La Universidad Rey Juan Carlos (URJC), en colaboración con científicos de la Universidad Complutense de Madrid y de las Universidades del Valle y Javeriana de Cali (Colombia), ha participado en un estudio, publicado en la revista Frontiers in Plant Science, que demuestra que la estructura de las plantas les permite capturar la luz en función de las horas del día. “Conocer mejor esta variación diurna de la luz es importante porque las plantas dependen de la luz para obtener energía”, afirma Agustina Ventre, investigadora del Área de Biodiversidad y Conservación de la URJC.

Los resultados han sido sorprendentes. Han encontrado que las hojas y las copas tienen diferentes horas punta de captura de luz

En un principio, las primeras hipótesis hacían pensar que las horas puntas de captura de luz coincidirían con el mediodía. Sin embargo, tal y como destaca Agustina Ventre: “Los resultados de nuestro trabajo han sido sorprendentes. Hemos encontrado que las hojas y las copas tienen diferentes horas punta de captura de luz”. Este trabajo pone de manifiesto que las hojas sí buscan capturar la máxima cantidad luz en las horas centrales del día, mientras que las copas prefieren hacerlo por la mañana y por la tarde, dejando la hora valle a mediodía. “Estas copas tienen un hueco en el centro donde hay menos hojas, lo que les permite ‘evitar’ la luz más intensa del mediodía, cuando el sol está alto en el cielo”, explica la investigadora de la URJC.

El estudio se ha llevado a cabo en el sur de Colombia, usando una especie de árbol tropical con interés agronómico, el guayabo (Psidium guajava). En este tipo de árbol, la captura de luz viene determinada por la inclinación de las hojas y por las sombras que se producen en la copa. Por esta razón, según describe Agustina Ventre, “medimos la inclinación de 50 hojas por árbol en 9 guayabos (450 hojas en total) y la captura de luz de toda la copa, teniendo en cuenta que hay zonas de la copa con muchas hojas y zonas con ‘huecos’, en los que no hay hojas y, por tanto, no capturan luz”.

La captura de luz a escala de copa se ha podido estimar mediante fotografía hemisférica, que consiste en hacer una fotografía de la copa desde debajo, usando una cámara digital corriente con un objetivo de ‘ojo de pez’, que tiene un campo de visión de 180º. Un análisis posterior de la fotografía ha permitido a los investigadores calcular cuánta luz puede capturar la copa en cada momento del día.

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¿Cómo es posible que el árbol busque y a la vez evite la luz del mediodía?

Una explicación posible es que las hojas y las copas tengan que priorizar funciones distintas. Las hojas tienen la función específica de realizar la fotosíntesis para obtener energía, por ello, se espera que capturen la luz suficiente para realizar este proceso.

Una explicación posible es que las hojas y las copas tengan que priorizar funciones distintas

El estudio en guayabo ha revelado un ritmo de captura diurna de la luz diferente de lo que se conocía en otras especies de sol. “Por ejemplo, el mediodía es la hora valle de las hojas del olivo silvestre en España, justo lo contrario que las hojas del guayabo. Esta es una muestra de que la diversidad de formas de plantas presentes en la naturaleza representan distintas soluciones para resolver un problema común”, destaca Agustina Ventre.

Además, este trabajo destaca la importancia de tener en cuenta la distribución de los recursos en el tiempo y no solamente su cantidad. “Si en un lugar llueve 300 mm al año, no es lo mismo que llueva 1 mm cada día a que lo haga todo el mismo día y el resto del año haya una sequía total. La distribución de la lluvia en el tiempo tiene serias consecuencias para la producción agrícola. Con la captura de luz en árboles pasa algo similar en términos de coste-beneficio: no es lo mismo capturar mucha luz a mediodía con el riesgo de quemarse, que capturar luz de baja intensidad, pero segura, por la mañana”, concluye la investigadora de la URJC.

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Referencia bibliográfica: 
Ventre-Lespiaucq, A. B.; Flanagan, N.; Ospina Calderón, N. H.; Delgado, J. A.; Escudero, A. (2018). Midday depression vs. midday peak in diurnal light interception: contrasting patterns at crown and leaf scales in a tropical evergreen tree. Frontiers in Plant Science 9: 727. DOI: 10.3389/fpls.2018.00727

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