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Planta anual

Los guisantes son una planta anual.

Una planta anual es una planta que completa su ciclo de vida , desde la germinación hasta la producción de semillas , dentro de una temporada de crecimiento , y luego muere. A nivel mundial, sólo el 6% de todas las especies de plantas y el 15% de las plantas herbáceas (excluidos árboles y arbustos) son anuales. [1] El ciclo de vida anual ha surgido de forma independiente en más de 120 familias de plantas diferentes a lo largo de toda la filogenia de las angiospermas. [2]

Los impulsores evolutivos y ecológicos del ciclo de vida anual.

Tradicionalmente, ha prevalecido la suposición de que las anuales han evolucionado a partir de ancestros perennes. Sin embargo, investigaciones recientes cuestionan esta noción y revelan casos en los que las plantas perennes han evolucionado a partir de ancestros anuales. [3] Curiosamente, los modelos proponen que las tasas de transición de un ciclo de vida anual a uno perenne son dos veces más rápidas que la transición inversa. [4]

La teoría de la historia de vida postula que las plantas anuales se ven favorecidas cuando la mortalidad de los adultos es mayor que la mortalidad de las plántulas (o semillas), [5] es decir, las plantas anuales dominarán ambientes con perturbaciones o alta variabilidad temporal, reduciendo la supervivencia de los adultos. Esta hipótesis encuentra apoyo en las observaciones de una mayor prevalencia de plantas anuales en regiones con veranos calurosos y secos, [1] [4] [6] con una elevada mortalidad de adultos y una alta persistencia de semillas. Además, la evolución del ciclo de vida anual bajo un verano caluroso y seco en diferentes familias lo convierte en uno de los mejores ejemplos de evolución convergente . [1] [4] [3] Además, la prevalencia anual también se ve afectada positivamente por la variabilidad de un año a otro. [1]

A nivel mundial, la prevalencia de plantas anuales muestra una tendencia ascendente con una huella humana cada vez mayor. [1] Además, se ha identificado que el pastoreo doméstico contribuye a la mayor abundancia de plantas anuales en los pastizales. [7] Los disturbios vinculados a actividades como el pastoreo y la agricultura, particularmente después del asentamiento europeo, han facilitado la invasión de especies anuales de Europa y Asia al Nuevo Mundo.

En varios ecosistemas, la dominancia de las plantas anuales es a menudo una fase temporal durante la sucesión secundaria , particularmente después de las perturbaciones. Por ejemplo, una vez abandonados los campos, las plantas anuales pueden colonizarlos inicialmente, pero eventualmente son reemplazadas por especies de larga vida. [8] Sin embargo, en ciertos sistemas mediterráneos, se desarrolla un escenario único: cuando las anuales establecen su dominio, las perennes no necesariamente las suplantan. [9] Esta peculiaridad se atribuye a estados estables alternativos en el sistema: tanto los estados de dominancia anual como los perennes resultan estables, y el estado final del sistema depende de las condiciones iniciales. [10]

Rasgos de las plantas anuales y sus implicaciones para la agricultura.

Las plantas anuales comúnmente exhiben una tasa de crecimiento más alta, asignan más recursos a las semillas y menos recursos a las raíces que las plantas perennes. [11] A diferencia de las plantas perennes, que presentan plantas de vida larga y semillas de vida corta, las plantas anuales compensan su menor longevidad manteniendo una mayor persistencia de los bancos de semillas del suelo . [12] Estas diferencias en las estrategias del ciclo de vida afectan profundamente el funcionamiento y los servicios de los ecosistemas. Por ejemplo, las plantas anuales, al asignar menos recursos bajo tierra, desempeñan un papel menor en la reducción de la erosión, el almacenamiento de carbono orgánico y el logro de menores eficiencias en el uso de nutrientes y agua que las plantas perennes. [13]

Las distinciones entre plantas anuales y perennes son notablemente evidentes en contextos agrícolas. A pesar de constituir una parte menor de la biomasa mundial, las especies anuales destacan como la principal fuente de alimento para la humanidad, probablemente debido a su mayor asignación de recursos a la producción de semillas, mejorando así la productividad agrícola. En la época del Antropoceno, marcada por el impacto humano sobre el medio ambiente, ha habido un aumento sustancial en la cobertura global de plantas anuales. [14] Este cambio se atribuye principalmente a la conversión de sistemas naturales, a menudo dominados por plantas perennes, en tierras de cultivo anuales. Actualmente, las plantas anuales cubren aproximadamente el 70% de las tierras de cultivo y contribuyen a alrededor del 80% del consumo mundial de alimentos. [15]

Genética molecular

En 2008, se descubrió que la inactivación de sólo dos genes en una especie de planta anual conduce a su conversión en una planta perenne . [16] Los investigadores desactivaron los genes SOC1 y FUL (que controlan el tiempo de floración) de Arabidopsis thaliana . Este cambio estableció fenotipos comunes en plantas perennes, como la formación de madera .

Ver también

Referencias

  1. ^ abcde Poppenwimer, Tyler; Mayrose, Italia; DeMalach, Niv (8 de noviembre de 2023). "Revisión de la biogeografía global de plantas anuales y perennes". Naturaleza . 624 (7990): 109–114. arXiv : 2304.13101 . doi :10.1038/s41586-023-06644-x. ISSN  1476-4687. PMID  37938778. S2CID  260332117.
  2. ^ Friedman, Jannice (2 de noviembre de 2020). "La evolución de las historias de vida de las plantas anuales y perennes: correlatos ecológicos y mecanismos genéticos". Revisión anual de ecología, evolución y sistemática . 51 (1): 461–481. doi :10.1146/annurev-ecolsys-110218-024638. ISSN  1543-592X. S2CID  225237602.
  3. ^ ab Hjertaas, Ane C.; Preston, Jill C.; Kainulainen, Kent; Humphreys, Aelys M.; Fjellheim, Siri (2023). "Evolución convergente del síndrome de historia de vida anual de ancestros perennes". Fronteras en la ciencia vegetal . 13 . doi : 10.3389/fpls.2022.1048656 . ISSN  1664-462X. PMC 9846227 . PMID  36684797. 
  4. ^ a b C Boyko, James D.; Hagen, Eric R.; Beaulieu, Jeremy M.; Vasconcelos, Thais (noviembre 2023). "Las respuestas evolutivas de las estrategias de la historia de vida a la variabilidad climática en las plantas con flores". Nuevo fitólogo . 240 (4): 1587-1600. doi : 10.1111/nph.18971 . ISSN  0028-646X.
  5. ^ Charnov, Eric L.; Schaffer, William M. (noviembre de 1973). "Consecuencias de la selección natural en la historia de vida: revisión del resultado de Cole". El naturalista americano . 107 (958): 791–793. doi :10.1086/282877. ISSN  0003-0147. S2CID  264255777.
  6. ^ Taylor, Amanda; Weigelt, Patricio; Denelle, Pierre; Cai, Lirong; Kreft, Holger (noviembre de 2023). "La contribución de la vida vegetal y las formas de crecimiento a los gradientes globales de diversidad de plantas vasculares". Nuevo fitólogo . 240 (4): 1548-1560. doi : 10.1111/nph.19011 . ISSN  0028-646X. PMID  37264995.
  7. ^ Díaz, Sandra; Lavorel, Sandra; McIntyre, Sue; Falczuk, Valeria; Casanovés, Fernando; Milchunas, Daniel G.; Skarpe, Cristina; Rusch, Graciela; Sternberg, Marcelo; Noy-Meir, Imanuel; Landsberg, Jill; Zhang, Wei; Clark, Harry; Campbell, Bruce D. (febrero de 2007). "Respuestas de los rasgos de las plantas al pastoreo: una síntesis global". Biología del cambio global . 13 (2): 313–341. Código Bib : 2007GCBio..13..313D. doi :10.1111/j.1365-2486.2006.01288.x. hdl : 11336/42236 . ISSN  1354-1013. S2CID  84886127.
  8. ^ Clark, Adam Thomas; Knops, Johannes MH; Tilman, Dave (marzo de 2019). Bardgett, Richard (ed.). "Los factores contingentes explican la divergencia promedio en la composición funcional durante 88 años de sucesión de campos antiguos". Revista de Ecología . 107 (2): 545–558. Código Bib : 2019JEcol.107..545C. doi :10.1111/1365-2745.13070. ISSN  0022-0477.
  9. ^ Uricchio, Lawrence H.; Daws, S. Carolina; Lanza, Erin R.; Mardoqueo, Erin A. (febrero de 2019). "Los efectos de prioridad y la competencia no jerárquica dan forma a la composición de especies en una comunidad de pastizales compleja". El naturalista americano . 193 (2): 213–226. doi :10.1086/701434. ISSN  0003-0147. PMC 8518031 . PMID  30720356. 
  10. ^ DeMalach, Niv; Shnerb, Nadav; Fukami, Tadashi (1 de agosto de 2021). "Estados alternativos en comunidades vegetales impulsados ​​por una compensación de la historia de vida y una estocasticidad demográfica". El naturalista americano . 198 (2): E27-E36. arXiv : 1812.03971 . doi :10.1086/714418. ISSN  0003-0147. PMID  34260874. S2CID  226191832.
  11. ^ Vico, Julia; Manzoni, Stefano; Nkurunziza, Libère; Murphy, Kevin; Weih, Martín (enero de 2016). "Compensaciones entre la producción de semillas y la duración de la vida: una comparación cuantitativa de rasgos entre especies congenéricas anuales y perennes". Nuevo fitólogo . 209 (1): 104-114. doi :10.1111/nph.13574. ISSN  0028-646X. PMID  26214792.
  12. ^ DeMalach, Niv; Kigel, Jaime; Sternberg, Marcelo (1 de marzo de 2023). "Dinámica contrastante de los bancos de semillas y la vegetación en pie de plantas anuales y perennes a lo largo de un gradiente de precipitaciones". Perspectivas en ecología, evolución y sistemática de las plantas . 58 : 125718. arXiv : 2301.12696 . doi :10.1016/j.ppees.2023.125718. ISSN  1433-8319. S2CID  256389403.
  13. ^ Glover, Jerry D.; Reaganold, John P.; Cox, Cindy M. (septiembre de 2012). "Plantar plantas perennes para salvar los suelos de África". Naturaleza . 489 (7416): 359–361. doi :10.1038/489359a. ISSN  1476-4687. PMID  22996532.
  14. ^ Foley, Jonathan A.; De Fries, Ruth; Asner, Gregorio P.; Barford, Carol; Bonán, Gordon; Carpintero, Stephen R.; Chapín, F. Stuart; Coe, Michael T.; Diario, Gretchen C.; Gibbs, Holly K.; Helkowski, Joseph H.; Holloway, Tracey; Howard, Erica A.; Kucharik, Christopher J.; Monfreda, Chad (22 de julio de 2005). "Consecuencias globales del uso de la tierra". Ciencia . 309 (5734): 570–574. Código Bib : 2005 Ciencia... 309.. 570F. doi : 10.1126/ciencia.1111772. ISSN  0036-8075. PMID  16040698. S2CID  5711915.
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enlaces externos

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