Respuestas iónicas y fisiológicas ante cambios de salinidad en angiospermas marinasIonic and physiological responses in seagrasses due to salinity changes

Resumen

La respuesta de las angiospermas marinas frente a los impactos antrópicos tradicionales ha sido ampliamente estudiada, pero la reciente expansión de las plantas desalinizadoras hace necesario el estudio sobre la respuesta de las angiospermas marinas frente al incremento de salinidad. De este modo los primeros estudios se han centrado en las respuestas sobre el crecimiento, mortalidad, fotosíntesis, reproducción y más recientemente en los cambios fisiológicos y osmoregulación por osmolitos compatibles (Sandoval-Gil et al., 2012a, Marín-Guirao et al., 2013a). Sin embargo, si el conocimiento sobre osmoregulación por osmolitos compatibles es reducido o actualmente abarca muy pocas especies de angiospermas marinas, los estudios sobre la concentración iónica y su función como osmolitos inorgánicos en el ajuste osmótico de las praderas marinas es aún más escaso, hasta la realización de estos trabajos. La capacidad osmorreguladora, así como los efectos del estrés osmótico sobre el metabolismo y fisiología de las plantas, depende en última instancia de cada especie, pero también de la intensidad y duración de dicho estrés. Así pues, se especula que la capacidad de tolerar condiciones hipersalinas a través de un ajuste osmótico por medio de osmolitos inorgánicos (iones) es mayor en las especies típicas de ambientes con salinidad fluctuante (estuarios, lagunas costeras, etc.) o en poblaciones acostumbradas a alta salinidad (como es el caso de Shark Bay) que en aquellas especies o poblaciones de ambientes oceánicos con salinidad mucho más estable. El objetivo general de esta tesis doctoral es aportar nuevos conocimientos sobre los efectos que las variaciones de salinidad, principalmente incrementos de la misma a corto plazo (puesto que la respuesta iónica es la primera en actuar en el ajuste osmótico) y en condiciones controladas (mesocosmos), producen a nivel iónico en algunas especies de angiospermas marinas de tres continentes. A su vez, se pretende comparar dichos cambios iónicos en un ambiente natural de alta pero constante salinidad (Shark Bay) y también los efectos “in situ” que un vertido hipersalino originaría sobre una de las especies estudiadas. Con los resultados obtenidos en esta tesis, se espera poder contribuir en la comprensión que los vertidos de las desalinizadoras podrían ocasionar sobre algunas de las especies de angiospermas marinas.   Podemos concluir que las especies de angiospermas marinas analizadas en esta tesis experimentan cambios fisiológicos y/o cambios en la concentración iónica ante variaciones de salinidad. Por un lado, las características intrínsecas de un vertido de salmuera (constantes fluctuaciones de salinidad, ligero aumento de temperatura,…) producen una menor tolerancia de la especie C. nodosa en comparación con estudios previos realizados en condiciones controladas. Por otro lado, los cambios en la concentración iónica en las ocho especies estudiadas muestran un mismo patrón en las variaciones iónicas: un aumento exponencial de las concentraciones de Cl-, Na+ e iones totales, una tendencia en la disminución en los iones K+, Ca2+ y una disminución de los ratios K+/Na+ y Ca2+/Na+, tanto en hojas (de las ocho especies analizadas), como en rizomas (T. testudinum y H. wrightii). Por otra parte, ante una semana de variación en la concentración salina de las especies estudiadas se produce la activación del proceso de osmoregulación (debido al aumento de osmolitos inorgánicos con mayor implicación en el ajuste osmótico). La reducción del potencial hídrico (Ψw) es mediado por la disminución del potencial osmótico (Ψπ), consecuencia del aumento de osmolitos inorgánicos (iones, Cl-, Na+, principalmente). Aunque dicha capacidad puede variar entre especies y puede darse junto con otros mecanismos de regulación como los osmolitos orgánicos (con mayor implicación a mayor escala temporal) y/o endurecimiento de la pared celular (como en C. nodosa). También se ha observado la diferente concentración iónica entre tejidos de la planta (en rizomas más del doble que la concentración en hojas) debida a una translocación de iones. En definitiva, estos estudios han demostrado que la tolerancia y concentración iónica tras una semana de variación salina, puede variar entre tejidos de la misma especie (como pudimos observar en rizomas vs hojas de 2 especies), ecotipos de la misma especie (como pudimos observar en las plantas de Shark Bay) y los resultados sobre otros estadíos, plántulas, semillas, etc. podrían variar de los observados en este estudio. Con lo cual, es necesario seguir profundizando en el conocimiento a nivel iónico de las respuestas al estrés hipersalino en angiospermas marinas.