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Cantero, E. A.1; J. A. González1; F. E. Prado21 Instituto de Ecología (Botánica), Fundación Miguel Lillo. Miguel Lillo 251, (4000) San Miguel de Tucumán,

Argentina. elizabethcantero@gmail.com2 Cátedra de Fisiología Vegetal, Facultad de Ciencias Naturales e IML. Miguel Lillo 205, (4000) San Miguel

de Tucumán, Argentina.

Recibido: 21/04/10 – Aceptado: 17/09/10

Respuestas al déficit hídrico estacional en dosespecies de Piper creciendo a lo largo de ungradiente altitudinal en la Sierra de San Javier(Tucumán, Argentina)

R e s u m e n — Cantero, E. A.; J. A. González; F. E. Prado. “Respuestas al déficit hídri-co estacional en dos especies de Piper creciendo a lo largo de un gradiente altitudinal en laSierra de San Javier (Tucumán, Argentina)”. Lilloa 47 (1-2). El objetivo del trabajo fue estu-diar las interacciones entre las variables ambientales y morfológicas en Piper tucumannum yPiper hieronymi a lo largo de un gradiente altitudinal en la Sierra de San Javier (Tucumán-Ar-gentina). Para tal finalidad se realizaron mediciones del potencial hídrico (Ψ); área foliar espe-cífica (AFE) y se analizaron los pigmentos fotosintéticos (clorofilas, carotenoides) y protecto-res de UV-B (flavonoides). Se incluyen también un estudio anatómico de la lámina foliar. Losdatos obtenidos se correlacionaron con datos climáticos relativos a los sitios de estudio. Delanálisis de los resultados se pudo concluir que las especies estudiadas no presentan las ca-racterísticas típicas observadas para otras especies en otros gradientes altitudinales másseveros. Si bien, los datos climáticos variaron en el gradiente altitudinal, las condiciones mi-croclimáticas de la población localizada a 970 m.s.n.m influyeron en los resultados de lamayoría de los parámetros estudiados.

Palabras claves: P. tucumanum, P. hieronymi, gradiente altitudinal, potencial hídrico, áreafoliar específica, anatomía foliar, pigmentos fotosintéticos.

A b s t r a c t — Cantero, E. A.; J. A. González; F. E. Prado. “Responses to seasonalwater deficit in two Piper species growing in an altitudinal gradient in Sierra de San Javier(Tucumán, Argentina)”. Lilloa 47 (1-2). The objective of this work was the study of the inter-actions between environmental data and morphological and physiological variables in Pipertucumanum and Piper Hieronymi along a gradient elevation in the mountain range of SanJavier (Tucuman, Argentine). Measurements of water potential (Ψ); specific leaf area (SLA)and photosynthetic (chlorophylls, carotenoids) and protective (flavonoids) pigments were ana-lyzed in the gradient. Another studies included leaf anatomy. All the data obtained were cor-related with climatic data of the sites where both species were grown. From the analysis ofthe results we can conclude that both species does not present the typical characteristicsobserved in other species in others elevation gradients. While climate data varied in elevationgradient, microclimatic conditions of the population located 970 meters influenced the out-come of most of the parameters studied.

Keywords: P. tucumanum, P. Hieronymi, elevation gradient, water potential, specific leafarea, leaf anatomy, photosynthetic pigments.

INTRODUCCION

Piper tucumanum y Piper hieronymi sondos especies perennifolias que pertenecen ala familia Piperaceae. En Tucumán se en-cuentran en la provincia fitogeográfica de

las Yungas (Cabrera, 1976). A pesar de quese desarrollan en un mismo microambientede selva nublada, también es posible encon-trarlas en pisos altitudinales diferentes (Zu-loaga & Morrone, 1999). Esta característicaes importante ya que brinda la posibilidadde estudiar las adaptaciones producidaspara poder crecer en diferentes alturas (Gon-

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zález & Ponessa, 1988). Todo gradiente alti-tudinal se caracteriza por presentar a lo lar-go de su trayectoria variaciones en las con-diciones medioambientales; lo que resulta demucha importancia en las especies perenni-folias, ya que las mismas mantienen su fun-cionalidad fotosintética a lo largo de todaslas estaciones; sean éstas favorables o desfa-vorables. En ese sentido, durante los perío-dos de sequía las especies perennifolias soncapaces de usar el agua retenida por los sue-los a mayor profundidad (Sobrado, 1986). Sibien esto es cierto mayormente para especiesarbustivas también en este caso debe sercierto para las especies de Piper que se tra-tan en este trabajo, ya que las mismas a pe-sar de ser herbáceas presentan una alturaconsiderable (entre 3-5 metros) y el sistemaradicular es bastante desarrollado a juzgarpor las observaciones de campo realizadasen zonas de laderas, donde debido a derrum-bes quedó expuesto el sistema radicular. Porlo tanto, es posible suponer que dichas espe-cies presentan estrategias ecofisiológicas re-lacionadas a su status hídrico únicas, que lespermiten cumplir su ciclo de vida y perduraren el tiempo. Numerosos trabajos han de-mostrado la existencia de una estrecha co-rrelación entre el potencial hídrico de unaplanta y el contenido de agua del suelo y dela atmósfera. En ese contexto, Sobrado(1986) al comparar las relaciones hídricasde los tejidos en función de los cambios es-tacionales, encontró diferencias significati-vas en el potencial hídrico foliar entre espe-cies perennifolias y deciduas que coexisten enun bosque tropical seco en Venezuela. Por suparte, Colombo et al. (2007), si bien, noobservó diferencias significativas en el statushídrico de dos especies de Calotropis parauna misma estación; si las encontró al hacerla comparación entre las épocas seca y llu-viosa. Para explicar estos comportamientos,Goldstein et al. (1989) propuso la existenciade ciertos mecanismos adaptativos que lespermitirían a las plantas de diferentes ecosis-temas tropicales, mantener un balance hí-drico favorable durante los períodos de bajadisponibilidad de agua en el suelo. Ademásde los parámetros relacionados al status hí-

drico, existen otros como el área foliar espe-cífica (AFE) y la eficiencia en el uso de agua(EUA), parámetros directamente implicadosen el crecimiento de la planta, que tambiénvarían con los cambios estacionales (PérezAmaro et al., 2004). Estos parámetros ade-más de variar estacionalmente, también lohacen en función de la intensidad lumínica yde la altitud (Körner et al., 1986; Lee & Hen-venlink, 2003; Pérez Amaro et al., 2004;Castrillo, 2006). En relación a esto último, alo largo de todo gradiente altitudinal se pro-duce un incremento de la radiación solar,especialmente; ultravioleta (UV-B). En esecontexto, se han observado variaciones sig-nificativas en los niveles de compuestos fenó-licos, especialmente flavonoides, dada sucapacidad para absorber radiación ultravio-leta, fundamentalmente UV-B (Lavola, 1998;Day, 2001; Havaux & Kloppstech, 2001;Nikolova & Ivancheva, 2005; González etal., 2007). No obstante, algunos autores con-sideran a la variación en el contenido de fla-vonoides como una adaptación fitoquímicageneral al ambiente biótico y abiótico másque una simple respuesta a la radiación ul-travioleta (Dixon & Pavia, 1995; Nikolova &Ivancheva, 2005).

A lo largo de un gradiente altitudinal latemperatura del aire disminuye (aproxima-damente 0,65 ºC cada 100 m en altitud)mientras que las precipitaciones tienden aaumentar hasta una cierta altitud (cerca delos 1.300 m snm) y luego disminuyen fuerte-mente (Minetti, 2.005). Por otro lado la ve-locidad del viento, la radiación solar y latasa de evaporación aumentan a lo largo delgradiente altitudinal; lo que determina quelas adaptaciones morfológicas (externas ointernas) también adquieran una gran signi-ficación en el ciclo de vida de las plantas(Castrillo, 2006). Dentro de éstas, las carac-terísticas anatómicas foliares constituyenuna herramienta muy útil para estudiar lasadaptaciones morfológicas y/o fisiológicasa lo largo del gradiente altitudinal.

Teniendo en cuenta que se trata de dosespecies emparentadas, de un mismo géneroy que se presentan en pisos altitudinales dife-rentes se hipotetiza que podrían presentar

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un comportamiento ecofisiológico diferentetanto a lo largo del gradiente altitudinalcomo en estaciones contrastantes (verano-invierno). En base a estas consideraciones yteniendo en cuenta que los estudios anatómi-cos foliares realizados en P. tucumanum y P.hieronymi (Cantero et al., 2005) demostra-ron que ambas especies pueden distinguirseclaramente una de otra, se propone comoobjetivo de este trabajo el estudio de las inte-racciones entre los parámetros fisiológicos yanatómicos, en función de las variables am-bientales, en estas dos especies a lo largo deun gradiente altitudinal en la selva montanatucumana.

MATERIALES Y METODOS

Material vegetal.— Como material de estu-dio se utilizaron especimenes completamentedesarrollados de Piper tucumanum C. DC yPiper hieronymi.

Área de estudio y obtención de las mues-tras.— El área de estudio se encuentra ubi-cada en la Sierra de San Javier (Tucumán,Argentina). Se trata de una región cubiertapor bosque subtropical húmedo que formaparte de las Yungas tropicales de Bolivia, re-presenta la franja altitudinal de máxima plu-

viosidad y biodiversidad. Fitogeográficamen-te corresponde a la denominada Selva Mon-tana (Brown & Grau, 1995; Hunzinger,1995). El clima es subtropical con una esta-ción seca bien definida y otra húmeda co-rrespondientes a los meses de verano. En laFig. 1 se muestra la distribución de las pre-cipitaciones a lo largo del año para la loca-lidad de Villa Nougués (aproximadamente1.300 m snm) con el fin de mostrar las va-riaciones estacionales en la entrada de aguaal sistema. Se utiliza una serie de datos delperíodo 1951-1960 ya que son las únicasdisponibles para ese lugar en particular. Sinembargo, debe recordarse que tanto en in-vierno como en verano, existe un ciertoaporte de humedad proveniente de los ban-cos de neblina (“lluvia horizontal”) (Hunzin-ger, 1995)). Este aporte también varía segúnla altitud siendo mayor en sitios de altitudesmayores (Ayarde, H. 2010 comunicaciónpersonal).

Los sitios de muestreo a lo largo del gra-diente altitudinal se establecieron a 820,970 y 1.320 m.snm, respectivamente. Losmuestreos se llevaron a cabo en Febrero(época húmeda) y Agosto (época seca).

Figura 1. Distribución de las precipitaciones a lo largo del año para la localidad de VillaNougués (1.300 m snm). Período 1951 – 1960. Total anual 1388 mm. (Fuente: ServicioMeteorológico Nacional, 1969 - Estadísticas Climatológicas - Bs As – 3ª Edición.)

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Determinación de parámetros hídricos (cur-vas presión-volumen [P-V], potencial hídrico[Ψ]) y contenido relativo de agua (CRA).—Las curvas P-V se realizaron por la técnica detranspiración libre de acuerdo al método deTyree y Hammel (1972). Para ello se reco-lectó en cada época de muestreo, y en cadauna de las alturas seleccionadas, materialfresco de ambas especies. Se escogieron 10individuos al azar de los cuáles se tomaron10 ramas adultas de aproximadamente 70cm de longitud. Las ramas se colocaron enrecipientes de plástico con el extremo delcorte sumergido en agua y transportadas asíhasta el laboratorio. Posteriormente se man-tuvo las ramas durante un día, en oscuridada temperatura ambiente, a fin de obtener lamáxima hidratación posible. Posteriormentese separó de cada rama mayor una más pe-queña (~ 15 cm de longitud) que se pesó deinmediato para obtener el peso turgente(PT). Luego con el uso de la bomba de Scho-lander se procedió a determinar el potencialhídrico (Ψ) a máxima hidratación. Una vezconcluida la primera estimación de Ψ, lamuestra se volvió a pesar para obtener elpeso fresco (PF) resultante. Luego el mate-rial fue dejado para que transpire librementey al cabo de un tiempo determinado se vol-vió a someter a presión en la Bomba deScholnader y posteriormente se volvió a ob-tener un nuevo peso fresco. Esta operaciónse repitió hasta que los pesos frescos eranmás o menos constantes. Luego el materialse llevó a estufa a 84ºC hasta peso secoconstante para obtener el peso seco (PS) fi-nal. Con estos valores se determinó el CRAempleando la siguiente fórmula:

CRA = [(PF – PS) / (PT – PS)] 100

A partir de los valores de Ψ y CRA se ob-tuvieron las curvas P-V, representando en uneje de coordenadas 1/Ψ en función de (1 –CRA) (Schulte & Hinckley, 1985). Las curvasP-V se utilizaron para calcular el potencialosmótico de saturación (POS), el potencialosmótico a pérdida de turgor (POPT) y elmódulo de elasticidad de las paredes celula-res (ε); que son los parámetros más repre-

sentativos de la capacidad de ajuste osmóticode las plantas.

Determinación del área foliar específica(AFE).— Para la determinación del AFE setomaron diez (10) plantas distintas y decada una de ellas se tomo una hoja comple-tamente expandida de la cual se obtuvieron,con un sacabocado, 20 discos de 10,12 mmde diámetro. Estas muestras se sometieron a84ºC durante 24 horas para determinar alcabo de ese tiempo su peso seco (PS). El va-lor del AFE resultante es el cociente entre eltotal de la superficie foliar procesada paracada planta y su peso seco. De esta forma elAFE queda expresado como superficie foliarreferida a peso seco (cm2 /g peso seco). Lainversas del AFE (1/AFE, g de peso seco/cm2), denominada masa foliar específica, esuna medida de la inversión en carbono quela planta realiza para obtener un centímetrocuadrado de superficie foliar. Es por lo tantoel “costo” de inversión en carbono que laplanta realiza para obtener una superficiefoliar determinada.

Cuantificación de pigmentos fotosintéticos yprotectores de UV-B.— Para la determinaciónde los pigmentos fotosintéticos y protectoresde UV-B se utilizaron hojas completamentedesarrolladas de cinco (5) ejemplares distin-tos. De las hojas se obtuvieron cinco discoscon sacabocados de 3,21 mm de diámetro.La cuantificación de clorofila y carotenoidesse realizó colocando 3 de los discos obteni-dos, previamente pesados, en un tubo de he-mólisis conteniendo 2 ml de dimetilsulfóxi-do (DMSO) (Chapelle & Kim, 1992); mien-tras que para la estimación de los compues-tos protectores se utilizaron los dos discosrestantes, que se pusieron en un tubo quecontenía 2 ml de metanol acidulado (meta-nol/agua/HCl: 79/20/1) (Mirecki & Teramu-ra, 1984). Luego de incubar los tubos en os-curidad a 45ºC por 12 h se midió la absor-bancia a 480, 649 y 665 nm para los pig-mentos fotosintéticos y a 305 nm para losprotectores de UV-B en un espectrofotómetroUV-visible (Metrolab 1700). El contenido declorofila y carotenoides se determinó utili-

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zando las ecuaciones de Wellburn (1994)mientras que los flavonoides se refieroncomo absorbancia a 305 por gramo de pesofresco.

Análisis anatómico foliar.— Para este estudiose recolectó material fresco de ambas espe-cies en los tres puntos de muestreo. El mate-rial fue incluido en FAA (formaldehído/áci-do acético/alcohol) y luego se realizaroncortes transversales a mano alzada de laporción correspondiente al tercio medio dela lámina de la hoja. Para el análisis mi-croscópico los cortes se tiñeron con safrani-na-fast-green y se montaron en glicerina-agua. La obtención de las epidermis se reali-zó utilizando el método de diafanización, deacuerdo a Dizeo de Strittmater (D ìAmbrogiode Argüeso, 1986). Las observaciones se rea-lizaron con un microscopio óptico (Zeiss,Germany) y los espesores cuticulares y tisula-res se midieron usando un ocular micromé-trico 4x (Leitz, Germany).

Datos climáticos (temperatura, precipitacio-nes).— Temperatura: Teniendo en cuentaque la temperatura experimenta un cambiolineal con la altitud, se utilizaron técnicas deregresión lineal para el cálculo de las tem-peraturas medias en los sitios de muestreoubicados a 820, 970 y 1320 metros de alti-tud. Para los cálculos de regresión se utiliza-ron datos de mediciones reales de temperatu-ra correspondientes al gradiente San Miguelde Tucumán (420 m snm) - Villa Nougués(1.300 m snm), ambos de la serie 1951 –1960 (Servicio Meteorológico Nacional,1969). Se debe hacer la salvedad que estasestimaciones se pueden realizar sólo en lazona lineal ya que fuera de esta zona losdatos tienen comportamientos no lineales(Minetti, J. 2009 comunicación personal).Las ecuaciones derivadas que vinculan latemperatura con la altitud fueron:

Temperatura (ºC) = 0,006 * altitud (m) ++ 26,26 (para el mes de febrero)

Temperatura (ºC) = 0,003 * altitud (m) ++ 15,83 (para el mes de agosto)

Precipitaciones: Las precipitaciones tam-bién cambian linealmente con la altitudpero se debe hacer la salvedad que esto esverdadero para el tramo comprendido entrelos 500 y 1.500 m snm (Minetti, 2005, co-municación personal. Teniendo en cuentaesta salvedad se utilizaron datos de precipi-taciones medias mensuales existentes S.M deTucumán y San Javier para calcular las pre-cipitaciones en el sitio de muestreo. Lasecuaciones que vinculan ambas variablesfueron:

Precipitación (mm) = 0,054 * altitud ++ 172 (para el mes de febrero)

Precipitación (mm) = 0,014 * altitud ++ 4,582 (para el mes de agosto)

Análisis estadísticos.— Los datos obtenidosfueron sometidos al análisis de la varianza(ANOVA) y test de Tukey para P < 0,05.

RESULTADOS

Parámetros hídricos relativos al ajuste osmó-tico.— En general se observó que tanto en laestación seca como en la húmeda los valoresde los parámetros hídricos relacionados alajuste osmótico (POS, POPT, ε), calculadosa partir de las curvas P-V fueron más altos(menos negativos) en P. tucumanum que enP. hieronymi (Tabla 1).

Tabla 1. Variaciones del potencial osmóticode saturación (POS), potencial osmótico apérdida de turgor (POPT) y módulo de elasti-cidad (ε), durante la época húmeda (febrero)y época seca (agosto) en el gradiente altitu-dinal.

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El análisis interestacional muestra quelos valores de POS, POPT y (ε) fueron másaltos en la estación húmeda. Con relación alúltimo de dichos parámetros, al analizar sudistribución altitudinal se encontró que elvalor más alto corresponde a la poblaciónubicada a 1.320 m.s.n.m tanto para P. tucu-manum como para P. hieronymi.

Área foliar específica (AFE).— Los valoresde AFE en ambas especies fueron más altosen las muestras correspondientes al períodohúmedo; sin embargo, la diferencia interes-tacional fue más marcada en P. tucumanum(Fig. 2). Asimismo, para esta especie se ob-servó un incremento casi lineal de los valoresde AFE de la época húmeda a lo largo delgradiente altitudinal (AFE = 107,6 * altitud+ 166,3; r² = 0,891) (Fig. 1). No se registróla misma tendencia para la época seca. Porotro lado, la misma tendencia se observópara la época húmeda en P. hieronymi, (AFE= 16,24 * altitud + 313,3; R² = 0,854)(Fig. 3).

Pigmentos fotosintéticos y protectores de UV-B.— En general, el contenido de clorofilastotales, independiente de la estación climáti-ca analizada, es mayor en P. hieronymi queen P. tucumanum. El mismo patrón se pre-senta para el caso de los contenidos de cloro-fila a y clorofila b. Aunque los valores de la

relación clorofila a/b resultaron algo mayo-res en P. tucumanum, las diferencias no fue-ron significativas (p< 0,05). Aunque el con-tenido de clorofila no mostró cambios in-terstacionales significativos para ambas es-pecies, el contenido de carotenoides corres-pondiente al período seco resultó significati-vamente más alto en las poblaciones de 970y 1320 m.s.n.m pero más bajo en la de 820m.s.n.m, en comparación con los valoresobtenidos para la estación húmeda. Con re-lación a los compuestos protectores de UV-Bse encontró una sostenida disminución a lolargo del gradiente, en ambas estaciones,tanto para P. tucumanum como P. hieronymi;sin embargo, la misma resultó más pronun-ciada en el período húmedo. La compara-ción interestacional mostró, a su vez, que losvalores más altos correspondieron al perío-do de sequía; sobretodo, para las dos últi-mas alturas (Tabla 2).

Anatomía foliar.— El estudio anatómico re-veló que P. tucumanum presenta una epider-mis adaxial con espesor constante a lo largodel gradiente; mientras que, el correspon-diente a la abaxial aumenta con la altura.Sin embargo, en P. hieronymi el espesor deambas epidermis se incrementó con la eleva-ción (Tabla 3). Con relación al tejido hipo-dérmico tanto en P. tucumanum como en P.hieronymi los menores espesores, para las

Figura 2. Piper tucumanum. Variación del área foliar específica (AFE) a lo largo del gradiente.Cada barra representa el valor promedio de 10 individuos distintos con su desviación estándar.

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caras adaxial y abaxial, fueron obser-vados en la población más baja (820m.s.n.m), aunque el efecto fue másmarcado en la primera de las especies.Resulta interesante destacar que la hi-podermis abaxial, en ambas especies,muestra una clara tendencia a aumen-tar de espesor a medida que se ascien-de en el gradiente altitudinal. El espe-sor del parénquima en empalizada re-sultó mayor en la población de 970m.s.n.m para ambas especies; sin em-bargo, en P. tucumanum dicho tejidotambién presentó un espesor elevado ala mayor altitud. El parénquima es-ponjoso, en ambas especies, presentóun espesor mayor en la población quese desarrollaba a los 970 m snm. (Ta-bla 3). El análisis histológico no revelódiferencias significativas a nivel celularentre ambas especies (dato no mostra-do) Si bien, los datos mostrados co-rresponden al muestreo de la épocahúmeda, los resultados obtenidos parael período seco fueron similares nomostrando ninguna diferencia.

Datos climáticos.— Tanto en la épocaseca como húmeda, la temperaturamostró una progresiva disminución amedida que se asciende en el gradien-te; en tanto que, la lluvia exhibió unsostenido incremento a medida queaumenta la altitud (Tabla 4).

DISCUSION

Ajuste osmótico.— Para resistir lascondiciones estacionales de sequía, lasespecies arbóreas han desarrollado dosestrategias principales: pérdida de lashojas durante la estación desfavorable(especies deciduas) y adaptaciones fun-cionales para mantener la disponibili-dad hídrica en los tejidos (especies pe-rennifolias) (Sobrado, 1986). La capa-cidad de realizar ajustes osmóticos eincrementar la elasticidad de las pare-des celulares, son mecanismos que serelacionan con la mayor capacidad deTa

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las plantas para resistir situaciones de estréshídrico (Momen et al., 1992). Ambos meca-nismos permiten a las plantas mantener laturgencia celular y por tanto, conservar lacapacidad fotosintética y de crecimiento bajopotenciales hídricos de los suelos muy nega-tivos (Villar Salvador et al., 1997). En esecontexto, valores más negativos del POS(potencial osmótico de saturación) o delPOPT (potencial osmótico a pérdida de tur-gor) durante el período de sequía se conside-ran como una medida de la habilidad de lasplantas para ajustarse osmóticamente y porlo tanto mantener una adecuada turgenciade sus tejidos (Goldstein et al., 1989; Pinhei-ro et al., 2005). Por otra parte, un aumentoen la elasticidad de las paredes celulares(menor módulo de elasticidad, ε) ayuda amantener la turgencia en los tejidos dado

que a valores similares de contenidos relati-vos de humedad, los tejidos más elásticosvan a promover una disminución más rápidadel volumen celular al producirse una pérdi-da de agua; lo que resulta en una disminu-ción más lenta de la turgencia es decir, di-chos tejidos presentan potenciales osmóticosmás negativos y por ende potenciales de tur-gencia más altos (Fan et al., 1994; Merchantet al., 2007). En concordancia con estas con-sideraciones, nuestros resultados mostraronvalores de POS y POPT más negativos asícomo menores valores de ε para la épocaseca tanto en P. tucumanum como en P. hie-ronymi (Tabla 1). Este hecho permitiría su-poner que las especies estudiadas presentanuna estrategia similar para retener el agua ymantener la turgencia de sus tejidos. Así,durante la época húmeda (verano) el POS,el POPT y el ε de ambas especies tienden aincrementar sus valores (los dos primeros sehacen menos negativos), quizás porque du-rante este período (aproximadamente mitadde la estación lluviosa) el agua aportadapor las lluvias sea lo suficiente abundantepara ser absorbida por el sistema radicular,a fin de mantener un balance hídrico favora-ble sin necesidad de recurrir a adaptacionesfuncionales. Por el contrario, durante la épo-ca seca los valores de dichos parámetrostienden a hacerse más negativos; con lo

Tabla 3. Espesores de tejidos foliares en P. tucumanum y P. hieronymi. Cada valor es el pro-medio de 5 plantas distintas. En cada planta se tomaron 10 mediciones a lo largo de lasemilámina.

Tabla 4. Datos climáticos de los sitios demuestreo donde crecen P. tucumanum y P.hieronymi.

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cual, al disminuir el potencial osmótico yaumentar la elasticidad de las paredes celu-lares se aseguraría una mejor absorción deagua y por ende un balance hídrico más fa-vorable. Si bien, los valores de POS y POPTfueron diferentes entre ambas estaciones, noresultaron tan marcados como los observa-dos en otros estudios (Melkonian et al.,1982; Corcuera et al., 2002; Merchant etal., 2007). Este hecho probablemente sedebe a que en el gradiente estudiado durantelos meses correspondientes al período de se-quía, se registra la presencia de neblina(precipitación horizontal) con elevada fre-cuencia (Hunzinger, 1995); lo que determinaque exista una cierta disponibilidad de aguapara las hojas con independencia del conte-nido hídrico del suelo. En consonancia conesta suposición, las variaciones interestacio-nales observadas en el contenido relativo deagua (CRA) para P. tucumanum y P. hierony-mi, si bien fueron significativas, resultaronde menor magnitud que las comunicadas enotros estudios (Parker et al., 1982; Goldsteinet al., 1989; Merchant et al., 2007)

Área foliar específica.— El área foliar espe-cífica (AFE) es un parámetro que tambiénresulta afectado por las condiciones de défi-cit hídrico. Ajustes en el área foliar específi-ca (AFE) durante períodos de sequía hansido comunicados para diferentes especies

arbóreas (Abrams, 1990; Ngugi et al., 2004;Merchant et al., 2007). Dichos estudios handemostrado también que las reduccionesmás significativas de AFE ocurren en aquellasespecies localizadas en áreas con altas preci-pitaciones (Ngugi et al., 2003); lo que indi-caría que la reducción del AFE podría serun mecanismo adaptativo frecuente bajo con-diciones de déficit hídrico. En concordanciacon estas aseveraciones, en nuestro estudiotambién se observaron reducciones en losvalores del AFE durante la estación secapara P. tucumanum y P. hieronymi (Fig 2 y3). Asimismo, como el gradiente estudiado selocaliza en una región con elevados índicespluviométricos (1400-1600 mm/año) (Minet-ti, 2005), puede suponerse que las variacio-nes en dicho parámetro también ayudaríana soportar el déficit hídrico originado en laestación seca. No obstante, debido a que di-chas disminuciones fueron más marcadas enla primera de las especies, hace suponer quela misma posee una mayor plasticidad en elAFE para contrarrestar la carencia hídricaestacional. Por otra parte, el incremento delAFE a lo largo del gradiente altitudinal ob-servado para P. tucumanum, se contraponecon los estudios de Körner (1989) y Castrillo(2006) que demostraron que el valor del AFEdisminuye a medida que se incrementa laaltura. La incongruencia entre estos resulta-dos probablemente puede explicarse por el

Figura 3. Piper hieronymi. Variación del área foliar específica (AFE) a los largo del gradiente.Cada barra representa el valor promedio de 10 individuos distintos con su desviación estándar.

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hecho de que el presente estudio, fue realiza-do en un ambiente selvático sin grandes va-riaciones en las condiciones climáticas;mientras que los de los otros autores se desa-rrollaron en ambientes de alta montaña, conescasa vegetación y condiciones ambientalesextremas y en desniveles altitudinales máspronunciados.

Pigmentos fotosintéticos y protectores de UV-B.— Al analizar los pigmentos fotosintéticosse encontró que el contenido de clorofila nomostró cambios de significación a lo largodel gradiente para ambas especies; lo cual,resultó discordante con las disminuciones enel contenido de pigmentos fotosintéticos ob-servadas en otras especies a medida que seasciende en un gradiente altitudinal más se-vero (Tranquilini, 1979; Castrillo, 2006). Sinembargo, en estos casos se trató de especiesque crecen en ambientes abiertos y con esca-sa vegetación, tal el caso de Espeletia schul-tzii en los páramos venezolanos (Castrillo,2006); situación que se contrapone con elpresente estudio donde P. tucumanum y P.hieronymi se desarrollan en un ambientecon abundante vegetación arbórea circun-dante, especialmente en los sitios de mues-treos más elevados donde la selva se tornamás densa que la correspondiente a la me-nor altitud (pedemonte) (Brown & Grau,1995). En estas condiciones las plantas dis-ponen de una mayor protección para hacerfrente a la radiación lumínica más intensaresultante de la mayor altitud (González etal., 2007). De este modo el daño fotooxida-tivo de la clorofila podría reducirse de ma-nera significativa (Demmig-Adams et al.,1996), con lo que no sería necesario dispo-ner de un alto contenido en carotenoidespara su atenuación en las diferentes pobla-ciones de P. tucumanum y P. hieronymi. Sinembargo, el hecho de que el contenido decarotenoides disminuya con la altitud pro-bablemente involucre también otro tipo demecanismo regulatorio aún no dilucidado.No obstante, este aparente anómalo com-portamiento de las carotenoides ya fue co-municado con anterioridad para otras espe-cies. Así, Todaria et al. (1980) trabajando

con 16 especies del Himalaya Central encon-tró que cuando las plantas eran cultivadas abajas altitudes y luego trasladadas a mayo-res alturas, mostraban la mayor parte deellas disminuciones pronunciadas en el con-tenido de clorofila y carotenoides. Asimis-mo, diversos estudios han demostrando quela síntesis de compuestos protectores de UV-B también resulta afectada por la altura enla siguiente dirección: mayor altitud – ma-yor contenido (González et al., 1993; Lavola,1998; Day, 2001; Havaux & Kloppstech,2001; Nikolova & Ivancheva, 2005). En elpresente estudio, sin embargo, se encontrócon una situación diferente es decir, el con-tenido de compuestos protectores de UV-Bdisminuyó con la altura (Tabla 2). Al igualque para los pigmentos fotosintéticos la pre-sencia de abundante vegetación, sobre todoen los sitios más elevados, limita grande-mente la penetración de radiación solar espe-cialmente UV-B, con lo que la llegada de laseñal para estimular la síntesis de tales com-puestos queda bloqueada (Krause et al.,2003).

Anatomía foliar.— Considerando que P. tucu-manum y P. hieronymi están sometidos a lasmismas condiciones climáticas y poseen, deacuerdo a este estudio, una misma estrategiapara crecer en ambientes protegidos, deter-mina que aunque la descripción anatómicade los tejidos foliares no mostró grandes di-ferencias entre ambas especies, algunos cam-bios significativos fueron observados a lolargo del gradiente sobre todo a nivel de lostejidos más superficiales (epidermis e hipo-dermis). Así, mientras en P. hieronymi lasepidermis adaxial y abaxial muestran unsostenido incremento a medida que se as-ciende, en P. tucumanum solamente lo hacela abaxial. Por el contrario, al analizar lahipodermis el patrón observado fue inverso(Tabla 3). El aumento de espesor en los teji-dos foliares superficiales ha sido comunica-do para diversas especies, como una res-puesta al incremento de la radiación solar,especialmente UV-B, originado por la altura(Schumaker et al., 1997; Hilal et al., 2004;Amiard et al., 2005; Ely et al., 2005). Sin

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embargo, esta aseveración no puede aplicar-se en el presente estudio dado que las espe-cies analizadas, por el entorno donde se de-sarrollan, no reciben dosis elevadas de ra-diación UV-B. Consecuentemente, las varia-ciones observadas probablemente sean el re-sultado de algún tipo de plasticidad anató-mica presente en ambas especies, relaciona-da al ambiente en el cual se desarrollan. Noobstante, estudios adicionales resultan nece-sarios para dilucidar esta cuestión.

Temperatura y precipitaciones.— El efecto dela temperatura sobre la anatomía foliar deP. tucumanum y P. hieronymi, no pudo serinterpretado apropiadamente en base a losdatos disponibles en la literatura; por cuan-to, mientras algunos autores comunicaronincrementos en el espesor foliar con la dis-minución de la temperatura (Charles-Ed-wards et al., 1974; Pieters, 1974; Chabot &Chabot, 1977; Bruno, 2006), otros informa-ron lo contrario, es decir, disminución aldescender la temperatura en presencia debaja intensidad luminosa, o muy poco cam-bio cuando la intensidad de la luz fue alta(Ballantine & Forde, 1970; P’yankov & Kon-drachuk, 2003). Por otra parte, respecto a lalluvia debe tenerse presente que aunque enla estación seca (invierno) el nivel de lasprecipitaciones (lluvia vertical) es bastantebajo, existe un aporte extra proveniente delas neblinas (lluvia horizontal) que puedenafectar en mayor o menor medida las varia-bles anatómicas, sobre todo las correspon-dientes a la población de 1320 m.s.n.m; porcuanto en dicha altitud los bancos de nebli-na son mucho más frecuentes y de mayorduración que en los otros sitios de muestreo,llegando el volumen de agua aportado poresta precipitación a sobrepasar el provenien-te de la lluvia vertical (Hunzinger, 1995).Por esta razón, consideramos que los cam-bios anatómicos observados en este estudiono dependen de un único factor climáticosino que son el resultado de todos ellos ac-tuando en forma conjunta.

Como conclusión de este trabajo podemosdecir que P. tucumanum y P. hieronymi exhi-ben adaptaciones osmóticas destinadas a

contrarrestar el déficit hídrico de la estaciónseca (invierno) bastante similares. Asimis-mo, aunque los pigmentos fotosintéticos yprotectores de UV-B así como los caracteresanatómicos foliares mostraron ciertas dife-rencias interespecíficas y algunas dependien-tes de la estacionalidad, en conjunto no tu-vieron gran significación para establecer di-ferencias adaptativas entre ambas especies.Finalmente, en base a la información dispo-nible en la literatura sobre especies perenni-folias, puede considerarse a ambos Pipercomo especies bien adaptadas a las condicio-nes imperantes en el gradiente estudiado.

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