Las plantas de hoja caduca de sequía o semicaducifolias de sequía se refieren a las plantas que pierden sus hojas durante los períodos de sequía o en la estación seca. Este fenómeno es un proceso natural de las plantas y se debe a la limitación de agua alrededor del entorno donde se encuentra la planta. [1] En el espectro de la botánica, caducifolio se define como una cierta especie de planta que realiza la abscisión, el desprendimiento de hojas de una planta o árbol, ya sea debido a la edad u otros factores que hacen que la planta considere estas hojas como inútiles o que no vale la pena mantenerlas durante el transcurso de un año. Las plantas de hoja caduca también se pueden clasificar de manera diferente a su adaptación a la sequía o las estaciones secas, que pueden ser caducifolias templadas durante las estaciones frías y, en contraste con las plantas de hoja perenne que no pierden hojas anualmente, poseen hojas verdes durante todo el año.
En botánica, caducifolio es una descripción de plantas que llevan a cabo un proceso que conduce a la pérdida de hojas durante un tiempo determinado al año. Este proceso de caída de hojas se conoce como abscisión. [2] Las plantas caducifolias representan una variedad de especies de plantas entre árboles, arbustos y hierbas. Las causas de este fenómeno pueden variar según dónde se encuentre la planta o todo el ecosistema. Las características de la estación, el clima, la temperatura y las precipitaciones de una determinada región se consideran factores que pueden haber influido en que las plantas sean caducifolias o que hayan influenciado en que las plantas hayan evolucionado como plantas caducifolias.
Las especies de hojas caducas frías incluyen especies de plantas de hoja caduca que sufrirán abscisión anualmente o de forma estacional. Las especies de plantas de hojas caducas frías se centran en conservar sus nutrientes para sobrevivir a las condiciones extremas del invierno. Las especies de hojas caducas de sequía, dependiendo de la región en la que se encuentren, sufrirían abscisión no necesariamente debido al clima frío, pueden sufrir este proceso debido a la escasez de agua que puede ser limitada debido a las precipitaciones relativamente bajas y veranos con una temperatura relativamente más alta o una temporada inesperadamente prolongada. Por el contrario, las especies de plantas de hoja perenne realizan la abscisión en una escala menor de forma continua en cualquier estación del año.
Los mecanismos que desencadenan la caída de las hojas son un proceso que incluye vías fisiológicas y químicas que ocurren dentro de las plantas. Estos incluyen cambios hormonales para reducir gradualmente el uso de clorofila y la generación de ciertos pigmentos que se utilizan normalmente para generar energía a través de la fotosíntesis en verano, lo que da el color otoñal de las hojas. Los carotenoides son la pigmentación responsable del color amarillo o marrón de las hojas a medida que comienzan a perder la presencia de clorofila. La antocianina es otro tipo de pigmentación que es responsable de dar color rojo o púrpura a las hojas. [3] Estas pigmentaciones o el color de las hojas son generados por diferentes concentraciones de carbohidratos, nitrógeno y clorofila. [4] En relación con la decoloración de las hojas, las especies de plantas de hoja caduca pueden reabsorber nutrientes de las hojas a medida que avanzan hacia la abscisión.
La formación de la capa de abscisión entre el tallo y el pecíolo de la hoja significa el inicio de la abscisión. La capa de abscisión es
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la región de separación entre las hojas y la planta o la lámina y la base de la hoja dependiendo de la especie de planta, que se conoce en colaboración como la zona de abscisión. Dentro de las zonas de abscisión los tipos de células son los mismos que en las otras partes de la planta, pero con ligeras diferencias en abundancia o calidad. Las células del esclerénquima parecen ser menos abundantes o débilmente desarrolladas, las células del parénquima tienen paredes delgadas y están dispuestas de forma compacta sin espacios intracelulares y no habrá presencia de células del colénquima. Esta combinación de células hace que la zona de abscisión sea particularmente sensible a la hormona vegetal conocida como auxina. [5] En condiciones normales, el flujo de auxina permanece constante en todas las estructuras de la planta. Cuando la planta está bajo estrés, ya sea debido al clima o factores ambientales, el flujo de auxina se interrumpirá o se detendrá afectando los niveles de auxina que llegan a la capa de abscisión de las hojas, lo que desencadena el alargamiento de las células vegetales dentro de la zona. Posteriormente, la zona de abscisión se romperá permitiendo que la hoja se separe de la planta.
Las plantas de hoja caduca experimentan el proceso de abscisión estacionalmente o debido al estrés externo causado por el medio ambiente. Al hacerlo, existen ventajas y desventajas para la planta al perder sus hojas en lugar de conservar únicamente nutrientes y agua. Muchas especies de plantas de hoja caduca hacen uso de su período sin hojas de manera eficiente al desencadenar procesos reproductivos como la floración. La abscisión permite a la planta realizar la diseminación de los cuerpos reproductivos, que incluyen semillas, frutos y polen, [6] algunas especies de plantas de hoja caduca prefieren florecer después de sufrir la abscisión. Esto permite que la planta aproveche más la perspectiva reproductiva, ya que la planta requiere mucha menos energía para mantenerse y sobrevivir sin la presencia de hojas, la planta puede utilizar la transmisión del polen por el viento de manera efectiva. [7] Sin la presencia de hojas, la planta también puede utilizar la transmisión del polen por el viento de manera más efectiva o aumentar la visibilidad de las flores, lo que permite que los insectos detecten y accedan a las flores más fácilmente, polinizando así las plantas. [8]
Debido a la estructura natural de las especies de plantas caducifolias, tienen una mayor tolerancia a los factores de estrés ambiental que pueden causar daños como la rotura de ramas y troncos en comparación con las especies de hoja perenne. La abscisión también se puede considerar como la autopoda de la planta, [6] ya que la planta perderá hojas junto con ramas, partes florecidas, frutos y partes dañadas. Es una función excretora de las plantas, ya que elimina los materiales de desecho que acumuló durante todo el año. La autopoda también cumple el propósito original de la planta caducifolia, que es eliminar las partes excesivas que la planta considera innecesarias y que podrían ser competitivas por el agua y los nutrientes. Sin la presencia de hojas se puede reducir el exceso de energía necesaria para reparar los daños de las hojas para mantenerlas funcionales, que pueden ser causados por la depredación de insectos u otros factores físicos. Como las especies de plantas caducifolias se comprometerían a la abscisión total para sobrevivir al estrés ambiental, deben gastar la energía adicional que las especies de hoja perenne nunca necesitarán para volver a generar un follaje nuevo completo cuando las duras condiciones ambientales se calmen o se acerquen a la siguiente temporada de crecimiento.
Las especies de hoja perenne son lo opuesto a las especies de hoja caduca, las de hoja perenne poseen una cantidad sustancial de hojas durante todo el año. [9] Una de las características más diferenciadoras de estas plantas es que presentan raíces que penetran mucho más profundamente en el suelo [10] lo que permite que las de hoja perenne accedan a fuentes de agua subterráneas y sobrevivan durante una estación seca. [11] Las especies de plantas que poseen características que parecen estar entre las de hoja perenne y hoja caduca se pueden clasificar como semicaducifolias y semiperennes según su abscisión anual y patrones de floración. Las especies de hoja caduca poseen raíces que penetran mucho menos profundamente en el suelo en comparación con las de hoja perenne, por lo tanto, cuando una planta de hoja caduca se somete a estrés o cuando el acceso a los nutrientes y al agua es limitado debido a factores externos como el cambio climático estacional normal y la sequía. [12]
Las plantas de hoja caduca realizarán la abscisión en toda la planta por completo, lo que permite que la planta conserve sus nutrientes y energía para sobrevivir. [13] Las plantas de hoja caduca tienen una mayor eficiencia fotoquímica en comparación con las especies de hoja perenne durante las épocas en que tienen hojas durante la primavera y el verano. [14] Esto le permite tomar energía y nutrientes excesivos para almacenarlos y es la principal estrategia para sobrevivir durante los días sin la ayuda de la clorofila y las hojas para generar energía.
Además de prevenir la pérdida de agua y nutrientes, las especies de plantas caducifolias resistentes a la sequía pueden extraer nutrientes de las hojas que están a punto de caerse y almacenarlos como proteínas en la otra parte de la planta. [13] Pueden desprenderse de sus hojas; las especies caducifolias resistentes a la sequía pueden adaptarse para descargar nutrientes solo después del alivio de la sequía para la reconstrucción del dosel y el crecimiento de las hojas. Las especies de plantas caducifolias pueden reabsorber nitrógeno, fósforo y potasio, que son los elementos fundamentales requeridos por las plantas. Esto puede prevenir además impactos significativos debido a pérdidas de nutrientes causadas por la abscisión de las hojas. Durante el período posterior a la abscisión, las reservas de nitrógeno de las ramas en las especies caducifolias resistentes a la sequía cambian de acuerdo con la estación o el estrés externo, mientras que las especies perennes tenían un nivel constante de nitrógeno en las ramas durante todo el año. [15]
En botánica, la fenología de las plantas y las hojas de los ecosistemas situados en latitudes altas se puede predecir en función del ciclo estacional, donde las cuatro estaciones son muy distintivas. Los ecosistemas que se consideran semiáridos y de tipo sabana (SAST) son menos consistentes y la gama tanto del clima como de las especies de plantas dentro de estos ecosistemas varía significativamente. [16] Las especies de plantas caducifolias de sequía se encuentran a menudo en los ecosistemas SAST, ya que tienen una mayor tolerancia a factores de estrés externos imprevistos. Estas especies de plantas también son muy comunes en áreas que tienen estaciones relativamente secas, especialmente en los ecosistemas que se sitúan en los bordes de los desiertos.
Las especies de plantas caducifolias de sequía se pueden encontrar en la mayor parte de Europa, la parte oriental de América del Norte y del Sur, la parte sur de África y la parte sur y oriental de Asia, [17] particularmente en regiones templadas que requieren que las plantas hagan frente a la escasez de agua en el transcurso de las estaciones secas. [18] Las especies de plantas caducifolias comunes, ya sean templadas o de sequía, aparecerán en biomas de bosques caducifolios templados que se alternan continuamente. Por lo general, tienen diferencias estacionales claras, invierno, primavera, verano y otoño, y un contraste obvio entre invierno y verano.
Mientras que las especies de plantas de hoja caduca fría se encuentran comúnmente en regiones de latitudes más bajas del planeta, estas especies de plantas pueden hacer frente a condiciones climáticas más extremas en cuanto a temperatura.
Las plantas de hoja caduca resistentes a la sequía se encuentran muy comúnmente cerca de los límites de los desiertos o a lo largo de las áreas costeras en América del Norte. Encelia fairnosa (comúnmente conocida como brittlebush) es una especie de planta de hoja ancha caduca resistente a la sequía muy común que se encuentra cerca del desierto alrededor de la parte norte de México y a lo largo de la costa oeste de los Estados Unidos. Ambrosia Dumosa (comúnmente conocida como Burroweed) es una especie de hoja caduca resistente a la sequía micrófila común que se encuentra cerca de esas mismas áreas, ya que vive dentro de ecosistemas similares al brittlebush. Aunque ambos ejemplos pueden sufrir abscisión en respuesta a sequías o estaciones secas, pertenecen a diferentes familias de plantas.