Las plantas alpinas son plantas que crecen en un clima alpino , que ocurre en elevaciones elevadas y por encima de la línea de árboles . Hay muchas especies de plantas y taxones diferentes que crecen como una comunidad vegetal en esta tundra alpina . [1] Estos incluyen pastos perennes , juncos , hierbas , plantas en cojín , musgos y líquenes . [2] Las plantas alpinas están adaptadas a las duras condiciones del ambiente alpino, que incluyen bajas temperaturas, sequedad, radiación ultravioleta, viento, sequía, suelo pobre en nutrientes y una temporada de crecimiento corta.
Algunas plantas alpinas sirven como plantas medicinales .
Las plantas alpinas se encuentran en una tundra : un tipo de región natural o bioma que no contiene árboles. La tundra alpina se encuentra en las montañas de todo el mundo. Pasa a bosques subalpinos debajo de la línea de árboles ; Los bosques atrofiados que se encuentran en el ecotono de bosque-tundra se conocen como Krummholz . A medida que aumenta la elevación, termina en la línea de nieve donde la nieve y el hielo persisten durante el verano, también conocida como Zona Nival.
Las plantas alpinas no se limitan a elevaciones más altas . Sin embargo, las áreas de gran altitud tienen una ecología diferente a las que crecen en latitudes más altas. [3] Una de las mayores distinciones es que el límite inferior de un área alpina tropical es difícil de definir debido a una mezcla de perturbaciones humanas, climas secos y una línea de árboles naturalmente ausente. [4] La otra diferencia importante entre la ecología tropical y la ártica-alpina son las diferencias de temperatura. Los trópicos tienen un ciclo verano/invierno todos los días, mientras que las latitudes más altas permanecen frías tanto de día como de noche. En las latitudes septentrionales, el principal factor a superar es el frío. Los intensos procesos de acción de las heladas tienen un profundo efecto en el poco suelo que hay y en la vegetación de las regiones ártico-alpinas. [5] Las regiones alpinas tropicales también están sujetas a estas condiciones, pero rara vez ocurren. Debido a que las áreas alpinas del norte cubren un área enorme, puede resultar difícil generalizar las características que definen la ecología. [6] Un factor en la ecología alpina es el viento en un área. La poda por viento es algo común en las regiones alpinas del norte. Junto con la poda eólica, la erosión eólica de las capas vegetales es un fenómeno común en toda Alaska . [7]
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Las hierbas perennes de larga vida son el tipo de planta más común en ambientes alpinos, y la mayoría tiene un sistema de raíces y/o rizomas grandes y bien desarrollados . [8] Estos sistemas subterráneos almacenan carbohidratos durante el invierno que luego se utilizan en la primavera para el desarrollo de nuevos brotes. [8] Algunas especies de saxífragas tienen sistemas de raíces pequeños, pero son de hoja perenne . [8] Las hojas de estas plantas almacenan energía en forma de carbohidratos y lípidos . [8] Las plantas alpinas entran en latencia vegetativa al final del período de crecimiento, formando cogollos perennes con el fotoperíodo acortado . [8]
El establecimiento de las plántulas es muy lento y ocurre con menos frecuencia que la reproducción vegetativa . [8] En el primer año de crecimiento de las plantas alpinas perennes, la mayor parte del fotosintato se utiliza para establecer un sistema de raíces estable que se utiliza para ayudar a prevenir la desecación y para el almacenamiento de carbohidratos durante el invierno. [8] En este año, la planta puede producir algunas hojas verdaderas, pero generalmente solo se producen los cotiledones . [8] Por lo general, las plantas tardan algunos años en establecerse bien. [8]
Las plantas alpinas pueden existir en elevaciones muy altas, de 300 a 6.000 metros (1.000 a 20.000 pies), según la ubicación. [8] [9] Por ejemplo, hay un musgo que crece a 6.480 m (21.260 pies) en el Monte Everest . [9] Arenaria bryophylla es la planta con flores más alta del mundo, y se encuentra a una altura de hasta 6.180 m (20.280 pies). [10]
Para sobrevivir, las plantas alpinas se adaptan a las condiciones de las grandes altitudes, incluido el frío, la sequedad, los altos niveles de radiación ultravioleta y la dificultad de reproducción. Estas condiciones están vinculadas a la pendiente topográfica y, en última instancia, afectan la diversidad y distribución de las plantas. [11] Esto se debe a que las pendientes más pronunciadas provocan una erosión más rápida del suelo, lo que a su vez impide el crecimiento de las plantas, la distribución y el asentamiento de las semillas. Además, la pendiente de la topografía afecta directamente muchos otros factores abióticos, como la temperatura, la radiación solar, el contenido de humedad y el contenido nutricional del suelo.
La mayoría de las plantas alpinas se enfrentan a temperaturas extremas en algún momento de sus vidas. Hay varias formas en que una planta puede sobrevivir a estos extremos. Las plantas pueden evitar la exposición a bajas temperaturas utilizando diferentes formas de fenología y morfología estacionales o mediante una preferencia de forma de crecimiento variable. Una forma es esconder la mayor parte de la planta en el suelo y dejar que solo las flores y las hojas queden expuestas al aire. [12] También pueden evitar la congelación de sus tejidos expuestos aumentando la cantidad de solutos en sus tejidos, lo que se conoce como depresión del punto de congelación . Otro método, algo similar, que pueden utilizar las plantas para evitar la congelación es el sobreenfriamiento , que evita la cristalización del hielo dentro de los tejidos de las plantas. Estos métodos sólo son suficientes cuando la temperatura es moderadamente fría. En la zona alpina, las temperaturas suelen ser tan bajas que estos métodos no son suficientes. [13] Cuando las plantas necesitan una solución más permanente, pueden desarrollar tolerancia a la congelación . Las plantas también pueden deshidratar sus células moviendo agua hacia los espacios intercelulares . Esto provoca la formación de hielo fuera de la celda , donde los cristales de hielo no causarán daños. Cuando todas estas estrategias no logran prevenir el daño por heladas , las plantas alpinas a menudo tienen la capacidad de reparar o reemplazar los órganos dañados. Como a menudo es difícil prevenir daños, muchas plantas alpinas dependen de la sustitución de sus órganos. [14] Ayudan a que esto sea posible colocando sus meristemas bajo tierra, donde las temperaturas son generalmente más cálidas. [13]
Las tasas de fotosíntesis y respiración no son uniformes durante la temporada de crecimiento. [15] Al comienzo de la temporada de crecimiento, los nuevos brotes tienen tasas netas de fotosíntesis bajas y altas tasas de respiración debido al rápido crecimiento de los nuevos brotes. [15] A medida que aumenta la temperatura en el microclima de una planta , las tasas netas de fotosíntesis aumentarán siempre que haya suficiente agua disponible y alcanzarán su punto máximo durante la floración. [15] Las plantas alpinas pueden comenzar a realizar la fotosíntesis y alcanzar tasas máximas de fotosíntesis a temperaturas más bajas en comparación con las plantas adaptadas a elevaciones más bajas y climas más cálidos. [15] Esto se debe a los efectos combinados del genotipo y los factores ambientales. [15]
En las zonas alpinas, la disponibilidad de agua suele ser variable. Los briófitos y los líquenes exhiben una alta tolerancia a la desecación , lo que contribuye a su abundancia en todos los hábitats de las zonas alpinas. [16] Entre las plantas superiores , la desecación del tejido es rara en altitudes elevadas. Si ocurre, normalmente le ocurre a las plantas que crecen en sitios expuestos, donde aumenta el estrés del viento . Las plantas alpinas evitan la pérdida de agua mediante un enraizamiento profundo y un mayor control de los estomas . Las plantas a baja altura normalmente alcanzan la apertura máxima de los estomas por la mañana, mientras que las plantas alpinas alcanzan la apertura máxima al mediodía, cuando la temperatura es mayor. Las plantas suculentas alpinas suelen utilizar la fotosíntesis CAM para evitar la pérdida de agua.
Debido a que la radiación ultravioleta tiende a aumentar con la elevación, a menudo se supone que es un factor de estrés entre las plantas alpinas. En el pasado, ha habido muchos intentos de investigar cómo la radiación ultravioleta puede influir en las formas de las plantas alpinas. Sin embargo, no se sabe si el crecimiento y desarrollo de las plantas se ven afectados por la radiación ultravioleta. Tampoco está claro si la radiación es responsable de promover la diferenciación genética, lo que lleva a formas de crecimiento atrofiadas. [13]
Las plantas alpinas utilizan tanto la reproducción sexual como la reproducción asexual . La reproducción sexual tiene límites en las zonas alpinas altas, especialmente en áreas con una temporada de crecimiento corta en zonas alpinas de latitudes altas. En las zonas alpinas tropicales con una temporada de crecimiento durante todo el año, como los Andes del norte , las plantas pueden florecer durante todo el año. Independientemente de cuándo florecen las plantas alpinas, los polinizadores suelen ser escasos. La actividad de los polinizadores disminuye al aumentar la elevación. [17] Los polinizadores más comunes en la zona alpina son los abejorros y las moscas . [17] Las plantas utilizan diferentes estrategias para lidiar con estos límites, incluido el tiempo de floración alternativo y la propagación clonal.
Algunas plantas florecen inmediatamente después de que la nieve se derrita o el suelo se derrita. Estas plantas de floración temprana siempre forman sus flores en la temporada anterior, lo que se denomina preformación. Este primordio floral se produce de uno a tres años antes de la floración, lo que garantiza que la floración no se retrase después del deshielo y que, con las condiciones ambientales adecuadas, habrá tiempo suficiente para que las semillas cuajen. [8] En consecuencia, corren el riesgo de que las heladas dañen la inflorescencia preformada . [17] Para minimizar el daño por heladas, las flores preformadas a menudo están rodeadas de brácteas apretadas que están densamente cubiertas de tricomas . Esto ayuda a mantener caliente el interior de un capullo de flor . [18] Debido a la limitación de los polinizadores tempranos, las plantas que florecen temprano generalmente tienen una baja tasa de éxito reproductivo. [17] Una ventaja de la floración temprana es que las semillas que se producen tienen una mayor probabilidad de desarrollarse hasta la madurez antes de la próxima helada. También tienen una alta tasa de cruzamiento , lo que ayuda a aumentar la diversidad genética . [17] La velocidad y el tiempo de floración dependen del momento del deshielo, la temperatura y el fotoperíodo, pero generalmente ocurre de 10 a 20 días después del deshielo. [8] La campanilla alpina es una planta con un metabolismo lo suficientemente alto como para que el calor pueda derretir la nieve circundante. [19]
Aproximadamente la mitad de todas las especies alpinas florecen a mitad de temporada. La floración en el pico estacional combina algunas de las ventajas y riesgos de las plantas de floración temprana y tardía. Algunas plantas de mitad de temporada preforman sus inflorescencias, pero no todas lo hacen. [17]
La floración tardía ocurre después de que finaliza la temporada de crecimiento principal. Tienen una alta producción de semillas, pero sus semillas tienen una tasa de maduración reducida debido a limitaciones de tiempo. Estas plantas tienden a la autopolinización , la apomixis y la viviparidad . [17]
Debido a que la inversión en flores y producción de semillas puede ser costosa para las plantas alpinas, a menudo utilizan la propagación clonal . Esta estrategia se vuelve cada vez más frecuente a medida que aumenta la elevación, y es más común entre criptógamas y gramíneas . [17] Algunas plantas alpinas lo utilizan como método predominante de reproducción. En estas plantas, la reproducción sexual es rara y no contribuye significativamente al rendimiento reproductivo. Un ejemplo de una planta de este tipo es Carex curvula , que se estima que tiene una edad clonal de aproximadamente 2000 años. [20]
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Después del establecimiento, cada año se produce rápidamente un nuevo crecimiento de brotes a partir de la yema permanente que generalmente se encuentra cerca de la superficie del suelo. [8] Este crecimiento se produce después del deshielo cuando la temperatura del suelo es superior a 0 °C. [8] Algunas especies, como Erythronium grandiflorum , pueden comenzar a desarrollar nuevos brotes antes de que se derrita la nieve, ya que tienen sus cogollos permanentes ubicados en bulbos enterrados profundamente en el suelo. [8] A medida que las hojas nuevas sobresalen de la nieve, los nuevos brotes desprenden calor por rerradiación térmica y/o calor respiratorio que derrite la nieve circundante. [8] Esto expone más suelo a la radiación solar , calentándolo y permitiendo que se acelere el nuevo crecimiento. [8]
Hay una serie de plantas alpinas que se utilizan de forma económica . En el Himalaya , se comercializan cientos de especies para usos medicinales y aromáticos. Se estima que el comercio anual de estas plantas asciende a millones de dólares estadounidenses. Muchos hogares de las zonas rurales de Nepal y la India dependen del comercio de plantas medicinales alpinas como fuente de ingresos. [21] [22] Esto crea una mayor necesidad de centrarse en la conservación de las plantas en estas áreas, garantizando una cosecha sostenible y la sostenibilidad del ecosistema . Algunas de las especies recolectadas en Nepal incluyen Neopicrorhiza scrophulariiflora , Nardostachys grandiflora , Aconitum spicatum , Dioscorea deltoidea , Aconitum heterophyllum , Rheum australe y Bergenia . [22] En el Himalaya indio, las plantas medicinales alpinas como Dactylorhiza hatagirea , Picrorhiza kurrooa , Aconitum heterophyllum , Fritillaria roylei y Podophyllum hexandrum se encuentran bajo una fuerte presión debido a la sobreexplotación con fines comerciales. [23]
