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Las diferentes estrategias vegetales en el uso de los recursos se pueden ordenar según un gradiente o “espectro de economía” que resulta del compromiso entre maximizar el crecimiento y la captura de los recursos (estrategia adquisitiva) frente a la estrategia conservativa con órganos más protegidos y duraderos. En este contexto, es de gran relevancia conocer la cantidad de fotosintato que la planta invierte en construir las raíces finas que exploran el suelo para absorber agua y nutrientes.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Córdoba, en colaboración con el IRNAS-CSIC, CEBAS-CSIC y la Universidad de Brandenburg-Cottbus, ha estudiado los componentes del coste de construcción – concentración de carbono, minerales y nitrógeno orgánico – en las raíces finas (menores de 2 mm de diámetro) de 60 especies leñosas mediterráneas. El tipo de asociación con microorganismos simbiontes tuvo gran influencia sobre la contribución de las diferentes componentes del coste de construcción de la raíz. Así, la concentración de minerales fue más importante en las raíces de plantas asociadas a hongos ectomicorrícicos (EcM), mientras que el nitrógeno orgánico fue dominante en las raíces con bacterias fijadoras de nitrógeno atmosférico. Es decir, la estrategia en el uso de recursos asociada con un determinado tipo de microorganismo simbionte modula el compromiso entre los componentes estructurales y metabólicos, durante la construcción de la raíz.

Las condiciones ambientales también afectan al coste de construir las raíces. En los suelos más pobres, la energía gastada por unidad de masa de raíz fue mayor que en condiciones más fértiles y favorables. Las especies que toleran el estrés por escasez de agua y nutrientes suelen tener una estrategia conservativa de recursos, con raíces más costosas y duraderas.

El estudio concluye que el coste de construcción de las raíces es un rasgo funcional clave de las plantas, relacionado con sus estrategias en el uso de los recursos, el tipo de asociación con simbiontes y la disponibilidad de agua y nutrientes en el suelo.

Se ha publicado en línea el 7 de febrero 2021 en la revista Journal of Ecology:

de la Riva EG, Prieto I, Marañón T, Pérez‐Ramos IM, Olmo M, Villar R (2021). Root economics spectrum and construction costs in Mediterranean woody plants: The role of symbiotic associations and the environment. Journal of Ecology , 109: 1873-1885.

Las raíces de los árboles tienen múltiples funciones que son esenciales para su crecimiento y supervivencia. Entre ellas, la adquisición de nutrientes y agua del suelo, almacenamiento de reservas, soporte de los microbios simbióticos y anclaje al sustrato. También contribuyen a la estructura del suelo y a los ciclos de carbono y nutrientes del ecosistema.

Investigadores del IRNAS-CSIC, en colaboración con las Universidades de Sevilla y de Córdoba, han estudiado la variación de 27 rasgos radicales (morfológicos, químicos e isotópicos) en siete especies de árboles plantadas en el Corredor Verde del Guadiamar (Sevilla, España). Tres especies eran caducifolias: álamo blanco (Populus alba), fresno (Fraxinus angustifolia) y almez (Celtis autralis), mientras que las otras cuatro eran perennifolias: pino piñonero (Pinus pinea), encina (Quercus ilex), acebuche (Olea europaea) y algarrobo (Ceratonia siliqua).

La tendencia principal de variación observada en los rasgos radicales apoya la hipótesis del “espectro de economía de la raíz”. Existe un compromiso entre especies con raíces más ligeras y mayor longitud por unidad de masa que maximizan la adquisición de recursos y les permiten crecer rápidamente en condiciones favorables. Por el contrario, especies con raíces densas y menor longitud específica tienden a la conservación de recursos y el crecimiento lento en condiciones adversas.

Pero existen además otras dimensiones que reflejan la multi-funcionalidad de las raíces. 1) la concentración de carbono, que no estuvo correlacionada con las variables morfológicas de la raíz, 2) la capacidad para ligar elementos traza (por ejemplo, Pb y Cd) en las células radicales, que suele estar asociada al nivel de tolerancia a la contaminación del suelo, y 3) el fraccionamiento del isótopo de nitrógeno N15 como un rasgo integrado de la nutrición mediada por micorrizas.

En general, las raíces y las hojas están funcionalmente coordinadas. La adquisición rápida de agua y nutrientes por las raíces debe estar acoplada a la rápida captura y procesado de carbono por las hojas. Sin embargo, se encontró una discordancia notable entre raíces y hojas, en cuanto a la acumulación de diversos elementos traza.

Las condiciones del suelo y en particular la contaminación por elementos traza afectan a la morfología y la química de las raíces de las diferentes especies de árboles. Existen interacciones recíprocas y procesos de retroalimentación (feedback) entre el suelo y las raíces.

Un rasgo fisiológico de la raíz con particular interés es su capacidad para reducir la disponibilidad de elementos traza en el suelo, en especial de los que son potencialmente tóxicos (Cd, Pb, As). Se recomienda plantar árboles con un potencial elevado de “fitoestabilización” para recuperar los suelos contaminados por metales.

Este estudio ha sido publicado en el número de abril de la revista Plant and Soil:

Marañón, T., Navarro-Fernández, C. M., Gil-Martínez, M., Domínguez, M. T., Madejón, P., Villar, R. (2020). Variation in morphological and chemical traits of Mediterranean tree roots: linkage with leaf traits and soil conditions. Plant and Soil, 449: 389-403.