Tolerancia térmica fotosintética foliar de plantas del páramo y paramillo costarricense según su forma de crecimiento

Abstract

Resumen. Introducción: La limitada información sobre la respuesta fisiológica de las plantas del páramo representa un desafío para su conservación. El análisis de la tolerancia térmica fotosintética foliar es fundamental para comprender los límites funcionales de estas especies, identificar aquellas más susceptibles al aumento global de la temperatura y desarrollar estrategias de conservación basadas en su fisiología adaptativa. Objetivo: Analizar la tolerancia térmica fotosintética de las plantas del páramo según su forma de crecimiento para la identificación de formas de vida y especies sensibles al aumento de temperatura. Materiales y métodos: Se recolectaron hojas de seis individuos de 20 especies representativas de cinco formas de vida distintas en la región paramuna del Cerro de la Muerte, Costa Rica, con el propósito de evaluar su tolerancia térmica fotosintética foliar. Esta se determinó utilizando el índice de eficiencia cuántico del fotosistema II (Fv/Fm), medido 24 horas después de someter las muestras a un tratamiento de temperatura en laboratorio de 25 °C a 60 °C durante 15 minutos en baño de maría. Los valores de T50 y Tcrit se determinaron mediante un ajuste no lineal para su posterior análisis. Resultados: No se detectaron diferencias significativas en T50 (U-statistic: 5.0, p= 0.5714) y Tcrit (U-statistic: 10.0, p= 0.5714) entre las distintas formas de vida evaluadas. Sin embargo, los mayores valores de T50 se observaron en las formas de vida pasto (52.7 °C), roseta (50.1 °C) y árbol (47.9 °C). Chusquea subtessellata (52.7 °C), Puya dasylirioides (52.4 °C) y Comarostaphylis arbutoides (52.1 °C) destacaron como las más tolerantes. Por otro lado, las formas de vida con mayores valores de Tcrit fueron epífita (38.9 °C), arbusto (38.4 °C) y hierba (38.3 °C), mientras que las especies qué más destacaron fueron Fuchsia splendens (42.4 °C), Stellis sp. (41.9 °C) y Maianthemum gigas (41.0 °C). Conclusión: Las plantas de estas asociaciones de alta montaña tropicales subalpinas son altamente sensibles al cambio climático debido a su baja tolerancia térmica con respecto a plantas de otros pisos altitudinales, lo que pone en riesgo la estabilidad de este ecosistema. Por tanto, los páramos deben considerarse prioritarios en estrategias de conservación y mitigación climática.

Abstract. Introduction: The limited information on the physiological response of páramo plants represents a challenge for their conservation. The analysis of leaf photosynthetic thermal tolerance is fundamental to understand the functional limits of these species, to identify those more susceptible to global temperature increase and to develop conservation strategies based on their adaptive physiology. Objective: To analyze the photosynthetic thermal tolerance of páramo plants according to their growth form for the identification of life forms and species sensitive to temperature increase. Materials and methods: Leaves were collected from six individuals of 20 species representative of five different life forms in the Cerro de la Muerte paramo region, Costa Rica, in order to evaluate their leaf photosynthetic thermal tolerance. This was determined using the photosystem II quantum efficiency index (Fv/Fm), measured 24 hours after subjecting the samples to a laboratory temperature treatment from 25 °C to 60 °C for 15 minutes in a water bath. T50 and Tcrit values were determined by nonlinear adjustment for subsequent analysis. Results: No significant differences in T50 (U-statistic: 5.0, p= 0.5714) and Tcrit (U-statistic: 10.0, p= 0.5714) were detected among the different life forms evaluated. However, the highest T50 values were observed in the grass (52.7 °C), rosette (50.1 °C) and tree (47.9 °C) life forms. Chusquea subtessellata (52.7 °C), Puya dasylirioides (52.4 °C) and Comarostaphylis arbutoides (52.1 °C) stood out as the most tolerant. On the other hand, the life forms with the highest Tcrit values were epiphyte (38.9 °C), shrub (38.4 °C) and grass (38.3 °C), while the species that stood out the most were Fuchsia splendens (42.4 °C), Stellis sp. (41.9 °C) and Maianthemum gigas (41.0 °C). Conclusion: The plants of these subalpine tropical high mountain associations are highly sensitive to climate change due to their low thermal tolerance with respect to plants of other altitudinal levels, which puts the stability of this ecosystem at risk. Therefore, moorlands should be considered a priority in conservation and climate mitigation strategies.