El banco de semillas del suelo es el almacenamiento natural de semillas , a menudo latentes, dentro del suelo de la mayoría de los ecosistemas . [1] El estudio de los bancos de semillas del suelo comenzó en 1859 cuando Charles Darwin observó la aparición de plántulas utilizando muestras de suelo del fondo de un lago. El primer artículo científico sobre el tema se publicó en 1882 e informó sobre la aparición de semillas a diferentes profundidades del suelo. [2] Los bancos de semillas de malezas han sido estudiados intensamente en la ciencia agrícola debido a sus importantes impactos económicos; Otros campos interesados en los bancos de semillas de suelos incluyen la regeneración forestal y la ecología de restauración .
Henry David Thoreau escribió que la creencia popular contemporánea que explica la sucesión de un bosque talado, específicamente de árboles de especies diferentes a los árboles talados, era que las semillas se generaban espontáneamente en el suelo o brotaban después de permanecer inactivas durante siglos. Sin embargo, descartó esta idea y señaló que las nueces pesadas que no eran aptas para ser distribuidas por el viento eran distribuidas por animales. [3]
El banco de semillas es uno de los factores clave para la persistencia y las fluctuaciones de densidad de las poblaciones de plantas, especialmente para las plantas anuales . [4] Las plantas perennes tienen propágulos vegetativos para facilitar la formación de nuevas plantas, la migración a nuevos terrenos o el restablecimiento después de haber sido eliminadas, que son análogos al banco de semillas en su capacidad de persistencia bajo perturbación. Estos propágulos se denominan colectivamente "banco de yemas del suelo" e incluyen yemas latentes y adventicias en estolones , rizomas y bulbos . Además, el término banco de diásporas del suelo puede usarse para incluir plantas sin flores como helechos y briofitas . [ cita necesaria ]
Los bancos de semillas del suelo son una importante fuente de reproducción para la restauración de la vegetación [5] y la restauración de la vegetación rica en especies, [6] ya que proporcionan recuerdos de la vegetación pasada y representan la estructura de la población futura. [6] Además, la composición del banco de semillas es a menudo más estable que la vegetación a los cambios ambientales, [7] aunque una deposición crónica de N puede agotarlo. [8] [9] En muchos sistemas, la densidad del banco de semillas del suelo es a menudo menor que la de la vegetación, [4] y existen grandes diferencias en la composición de especies del banco de semillas y la composición de la vegetación aérea. [10] [11] [12] Además, es un punto clave que la relación entre el banco de semillas del suelo y el potencial original para medir el potencial de revegetación. [13] [14] En hábitats en peligro de extinción, como las marismas, pueden estar presentes especies raras y en peligro crítico de extinción en condiciones altas, la composición del banco de semillas suele ser más estable que la vegetación ante los cambios ambientales[7][7], [ 15]
Los bancos de semillas del suelo son una parte crucial de la rápida revegetación de sitios perturbados por incendios forestales, condiciones climáticas catastróficas, operaciones agrícolas y extracción de madera, un proceso natural conocido como sucesión secundaria . Los bancos de semillas del suelo suelen estar dominados por especies pioneras , aquellas especies que están especialmente adaptadas para regresar primero a un entorno después de una perturbación. [16] Los ecosistemas forestales y los humedales contienen una serie de especies de plantas especializadas que forman bancos de semillas persistentes en el suelo. [ cita necesaria ]
La ausencia de un banco de semillas en el suelo impide el establecimiento de vegetación durante la sucesión primaria , mientras que la presencia de un banco de semillas en el suelo bien abastecido permite el rápido desarrollo de ecosistemas ricos en especies durante la sucesión secundaria . [ cita necesaria ]
Muchos taxones se han clasificado según la longevidad de sus semillas en el banco de semillas del suelo. Las semillas de especies transitorias permanecen viables en el banco de semillas del suelo sólo hasta la siguiente oportunidad de germinar , mientras que las semillas de especies persistentes pueden sobrevivir más tiempo que la siguiente oportunidad, a menudo mucho más de un año. Las especies con semillas que permanecen viables en el suelo por más de cinco años forman el banco de semillas persistentes a largo plazo , mientras que las especies cuyas semillas generalmente germinan o mueren dentro de uno a cinco años se denominan persistentes a corto plazo . Una especie típica persistente a largo plazo es Chenopodium album (Lambs Quarters); sus semillas suelen permanecer viables en el suelo hasta 40 años y, en raras ocasiones, tal vez hasta 1.600 años. [17] Una especie que no forma ningún banco de semillas en el suelo (excepto en la estación seca entre la maduración y las primeras lluvias otoñales) es Agrostemma githago (Corncockle), que anteriormente era una maleza de cereales muy extendida. [ cita necesaria ]
La longevidad de las semillas es muy variable y depende de muchos factores. Las semillas enterradas más profundamente tienden a durar más. [18] Sin embargo, pocas especies superan los 100 años. [19] En suelos típicos, la longevidad de las semillas puede variar desde casi cero (germinan inmediatamente al llegar al suelo o incluso antes) hasta varios cientos de años. Algunas de las semillas más antiguas aún viables fueron las de Loto ( Nelumbo nucifera ) encontradas enterradas en el suelo de un estanque; Se estimó que estas semillas, mediante datación por carbono, tenían alrededor de 1.200 años. [20] Un cultivar de palmera datilera , la palmera datilera de Judea , brotó con éxito en 2008 después de un almacenamiento accidental durante 2000 años. [21]
Uno de los ensayos de viabilidad de semillas en suelo de mayor duración fue iniciado en Michigan en 1879 por James Beal . El experimento implicó enterrar 20 botellas que contenían 50 semillas de 21 especies. Cada cinco años, se recuperaba una botella de cada especie y se la hacía germinar en una bandeja de tierra esterilizada que se guardaba en una cámara de crecimiento. Más tarde, después de que se delegó la responsabilidad de gestionar el experimento en los cuidadores, el período entre recuperaciones se hizo más largo. En 1980, más de 100 años después de que se iniciara el ensayo, se observó que germinaban semillas de sólo tres especies: gordolobo polilla ( Verbascum blattaria ), gordolobo común ( Verbascum thapsus ) y malva común ( Malva negligencia ). [22] Se han realizado varios otros experimentos para determinar la longevidad a largo plazo de las semillas en bancos de semillas del suelo.
Se sabe que las especies de Striga (hierba bruja) dejan algunas de las mayores densidades de semillas en el suelo en comparación con otros géneros de plantas ; este es un factor importante que ayuda a su potencial invasivo. [28] Cada planta tiene la capacidad de producir entre 90.000 y 450.000 semillas, aunque la mayoría de estas semillas no son viables. [29] Se ha estimado que sólo dos hierbas brujas producirían suficientes semillas necesarias para rellenar un banco de semillas después de las pérdidas estacionales. [30] Antes de la llegada de los herbicidas, un buen ejemplo de especie persistente de banco de semillas era Papaver rhoeas , a veces tan abundante en los campos agrícolas de Europa que podía confundirse con un cultivo. [ cita necesaria ]
Los estudios sobre la estructura genética de las poblaciones de Androsace septentrionalis en el banco de semillas en comparación con las de plantas establecidas mostraron que la diversidad dentro de las poblaciones es mayor bajo tierra que sobre la superficie. [ cita necesaria ]