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5.2.1 Las plantas del desierto: adaptación y oportunismo

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La aridez de los desiertos hace que sólo puedan instalarse en ellos plantas muy especializadas (plantas “xerófilas”) bien adaptadas para soportar la sequía evitando pérdidas excesivas de agua y capaces de sobrevivir en medios con una elevada salinidad. 

Las plantas xerófilas han desarrollado mecanismos de adaptación que tienden a repetirse por convergencia evolutiva en todos los desiertos del mundo pese a que, frecuentemente, las especies que los habitan no guardan ninguna relación entre sí. Los sistemas utilizados por estas plantas son muy variados:

 

07.Euphorbia-canariensis,-Mogan,GC,-08-89   25.Stenocereus-thurberi,-Organ-Pipe-cactus,-Az,USA,-08-98 

Gracias a un proceso de convergencia evolutiva las plantas de todas las zonas áridas del mundo han desarrollado mecanismos de adaptación comparables y presentan aspectos similares a pesar de no guardar necesariamente relación entre sí tal como ocurre con el cardón (Euphorbia canariensis) y el organ pipe cactus (Stenocereus thurberi)

Fotos: Mogán (Gran Canaria-España) y Organ Pipe N.P (Arizona- EEUU).

 

 

Por una parte, numerosas plantas xerófilas han desarrollado una serie de ADAPTACIONES FISIOLÓGICAS destinadas a reducir la transpiración a través de la cutícula (logrando su práctica desaparición en las plantas suculentas). Además, cuando las temperaturas son excesivas, cierran los estomas lo que limita las pérdidas de agua pero reduce en la misma proporción el intercambio de gases con la atmósfera y el tiempo durante el que se puede desarrollar la fotosíntesis.

Otras plantas han logrado elevar la presión osmótica de los líquidos celulares con el objetivo de favorecer la absorción de agua a través de las raíces: en algunos armuelles (Atriplex sp) se han registrado presiones del orden de 100 atmósferas.

La reproducción por semillas implica una dificultad adicional para las plantas: si la germinación se produce tras una lluvia pasajera, la plántula resultante puede morir al cabo de unos días por falta de agua. De ahí que muchas semillas se recubran con sustancias que inhiben la germinación. Cuando las lluvias son más persistentes, el agua acaba disolviendo o arrastrando estas sustancias garantizando que el nacimiento va a producirse en un suelo suficientemente húmedo para que la planta pueda vivir.

Pero las más evidentes, hasta el punto de imprimir un inconfundible carácter a las zonas áridas, son las ADAPTACIONES MORFOLÓGICAS por lo que es muy frecuente que las plantas xerófilas presenten una morfología original en alguna o en el conjunto de sus partes.

Lo primero que llama la atención de las plantas xerófilas es su forma ya que predominan las de porte almohadillado o esférico. Esta disposición, a la que se suma la gran densidad que alcanzan las ramillas, hojas y/o espinas, permite reducir al máximo la superficie expuesta por unidad de volumen y hacer frente a la insolación generando un ambiente más húmedo y fresco en el centro de la planta (donde se sitúan, protegidas, las yemas, flores y semillas).

Algunas especies, como la rosa de Jericó (Anastatica hierochuntica), forman “bolas” enmarañadas que permanecen secas y aparentemente muertas durante los periodos secos (que pueden prolongarse a lo largo de varios años) pero se abren, liberando unas semillas que germinan en ese mismo episodio, en cuanto cae la más mínima precipitación. 

 

404,-Sallum,-desierto 

Las formas esféricas, tallos leñosos y hojas pequeñas pero gruesas o suculentas facilitan la supervivencia de las plantas en el desierto por ser las más eficaces para hacer frente al calor y a la deshidratación.

Foto: Salloum (Egipto).

 

  

Adaptaciones morfológicas en las RAÍCES:

Al disponer de menos agua por unidad de superficie, las plantas necesitan desarrollar mayores sistemas de raíces de forma que a medida que se incrementa la aridez, se reducen las partes aéreas, expuestas al calor y a la deshidratación, mientras que las subterráneas crecen. En los desiertos, la mayor parte de la biomasa vegetal se encuentra bajo el suelo.

Como norma general, la relación entre la proporción de la fitomasa aérea y subterránea se invierte entre las regiones húmedas y las áridas. El caso más notable que se conoce es el de Pachypodium bistorta, una planta sudafricana cuyo tubérculo alcanza 9 kg mientras que las hojas no superan 28 g (lo que da una proporción aproximada de 320/ 1).

 

 

Turkmenistan,-148,-Turkmenabat,-desierto-de-Kara-Kum   02.Adenia-glauca,-Africa-Oriental,-Jard.Cactus,-Lanz,-04-02 

En las plantas xerófilas las raíces forman tupidas marañas superficiales con objeto de poder absorber la máxima cantidad de agua tras cada precipitación y en algunas especies pueden adquirir, junto a la parte inferior de los tallos, un volumen o una longitud desmesurados destinados a alcanzar y almacenar el agua. 

Fotos: raíces expuestas por la excavación de una madriguera y Adenia glauca, planta de la República de Sudáfrica. 

 

 

Las raíces suelen ser muy extensas y superficiales formando una tupida red en los 2-3 primeros cm del suelo y permitiendo a la planta absorber el máximo de agua (al ser escasa, el agua de lluvia empapa los niveles superiores pero casi nunca los profundos). 

Esta tendencia se produce en la mayoría de los grupos de plantas aunque alcanza su máxima expresión en algunas cactáceas como el sahuaro (Carnegiea gigantea) cuyas raíces horizontales se extienden hasta 30 metros. 

Sólo en los desiertos con lluvias estacionales de cierta importancia y aguas subterráneas, algunas plantas han desarrollado raíces principales muy largas capaces de alcanzar el acuífero o de colarse a través de las diaclasas en busca de humedad. Andira humilis, un modesto arbusto brasileño, desarrolla raíces capaces de alcanzar 18 metros de profundidad en busca de agua.  

 

Adaptaciones morfológicas en las HOJAS:

Las hojas de las plantas xerófilas presentan rasgos muy característicos: 

 

06.-Thymelaea-hirsuta,-Petra,-Jordania,-01-93 

Las hojas resultan imprescindibles para la respiración y fotosíntesis de las plantas pero son muy frágiles frente a la deshidratación por lo que en las plantas xerófilas reducen al máximo su tamaño a la vez que se protegen con una gruesa cutícula.

Foto: Thymelaea hirsuta (Wadi Musa-Jordania).

 

  • Son muy pequeñas, o incluso inexistentes (la disminución del tamaño de la hoja supone también una reducción de la superficie transpirante y un menor riesgo de sufrir un calentamiento excesivo).
  • Coriáceas o carnosas lo que ayuda a mantener la humedad interior.
  • Muchas veces son sustituidas por espinas lo que no sólo constituye un elemento disuasorio contra los herbívoros sino que reporta diversas ventajas a la planta: reducción de la superficie transpirante, sección cilindro-cónica que impide que todo el órgano se encuentre expuesto al sol al mismo tiempo, almacenamiento de agua en su interior, etc. 

Muchas especies pierden la hoja (o incluso tallos jóvenes) cuando los periodos secos son muy prolongados. Esta caída puede presentar una cierta estacionalidad o ser totalmente irregular dependiendo de la existencia o no de ciclos pluviométricos a lo largo del año.

 

acacia-sudafrica 

La aparición de espinas junto a las hojas (o incluso en lugar de ellas) es normal en las plantas del desierto. No solo son una buena defensa contra los herbívoros sino que almacenan agua y, a veces, pueden desarrolar la fotosíntesis.

Foto: Acacia karroo, arbolito espinoso muy común en los desiertos del Sur de África.

 

Adaptaciones a la aridez: la SUCULENCIA

Un tipo particular de adaptación muy frecuente en las zonas áridas, aunque no exclusiva de ellas, es la suculencia. 

Las plantas suculentas son capaces de almacenar importantes reservas de agua en las hojas (casos del Aloe, Yucca, Agave…), en el tallo (cactáceas, Euphorbia...) o, menos frecuentemente, en las raíces (Asparagus, Pachypodium...) que, para ello, aumentan de volumen adquiriendo formas globosas y dando una fisonomía inconfundible a estas especies.

 

02.Ceropegia,-Agadir,M,-12-85 

Numerosas plantas xerófilas son capaces de almacenar agua en sus tejidos a través de la suculencia adquiriendo formas globosas (“de cácto”). En las plantas suculentas las hojas, cuando existen, suelen ser muy pequeñas o se sustituyen por espinas realizándose la fotosíntesis en el tallo.  

Foto: Ceropegia sp (Agadir-Marruecos).

 

 

Durante los periodos de lluvia las plantas suculentas absorben grandes cantidades de agua. Después, podrán vivir de las reservas consumiendo poco a poco ese líquido durante el tiempo de sequía. Gracias a ello, hay plantas suculentas capaces de mantenerse hasta dos años sin necesidad de lluvia.

En muchos casos la capacidad de acopio es sorprendente. Carnegia gigantea, el característico sahuaro de Arizona y México, puede almacenar hasta 3m3 procedentes de los primeros cm del suelo o incluso, directamente, de la atmósfera. 

Durante los periodos de sequía las suculentas van perdiendo agua pero también, en paralelo, materia orgánica con lo que consiguen mantener constante la concentración de sus jugos celulares. 

Las plantas suculentas más características son las cactáceas, plantas que cuentan con todo un abanico de recursos para adaptarse a la aridez y que pueden considerarse como la familia vegetal más representativa de los desiertos 

Las cactáceas (a las que pertenecen los cactus) no existen más que en América y no son exclusivas de las zonas áridas. Es incorrecto dar el nombre de “cactus” (o “cacto”), tal como se hace frecuentemente, a otras plantas suculentas comunes en jardinería y procedentes de África (Canarias...), Índico u otras regiones.

En las cactáceas,

  • Las hojas son sustituidas por espinas para minimizar su superficie por lo que efectúan la fotosíntesis en el tallo. 
  • Ciertas especies alargan mucho las espinas, que acaban convirtiéndose en una especie de pelo capaz de reflejar gran parte de la radiación solar. 
  • Los tallos tienen superficies curvadas (que reflejan bien la radiación) o una sección “en acordeón” que les permite cambiar de volumen para adaptarse a la cantidad de agua disponible. 
  • Los estomas están resguardados dentro de hoyitos superficiales o acanaladuras.
  • Algunas especies, como el sahuaro o el cactus candelabro, abren sus estomas para absorber el CO2 por la noche; durante el día, cuando las temperaturas son muy altas, los mantienen cerrados mientras que van asimilando ese CO2 gracias a la energía solar. De esta forma se produce el intercambio gaseoso evitando las pérdidas por transpiración.

 

05.Echinocactus-grussonii,-Mexico,-H.Cura,-Elche,-04-91 

Las cactáceas son plantas exclusivas del continente americano cuya morfología refleja sus numerosas adaptaciones para enfrentarse a la aridez: tallos columnares o globosos con costillas (sección “en acordeón”), hojas sustituidas por espinas, superficie recubierta por ceras impermeabilizantes, etc. 

Foto: asiento de suegra (Echinocactus grussonii) cacto característico del centro de México amenazado de extinción en estado salvaje.

 

  

Adaptaciones a la aridez: las plantas HALÓFILAS

Otro tipo de estrategia es la de las plantas que han desarrollado mecanismos originales para hacer frente a la salinidad del agua: las halófilas (que, muchas veces, son también suculentas). Se caracterizan porque sus jugos celulares contienen proporciones muy elevadas de sales lo que les permite compensar la elevada presión osmótica del agua salada del suelo y crear una fuerza de succión suficiente para su absorción.

El balance hídrico negativo de las regiones áridas favorece la acumulación de sales en aquellos lugares en los que se produce la evaporación. Predomina el NaCl aunque aparecen también Na2SO4, MgCl2 y MgSO4 junto a otras menos solubles como CaCO3 y CaSO4 que forman costras calizas o cristales de yeso. La sal se acumula por ascendencia y cristalización cuando existen aguas subterráneas (en cuyo caso se forman encostramientos) o bien tras su disolución y transporte por las aguas de arroyada que tienden a concentrar la sal en las hondonadas y depresiones del terreno.

 

178.-Desierto-de-Mohave,-Amboy,-Bristol-Lake 

En los desiertos abundan las cuencas endorreicas que alojan lagos temporales con un elevado contenido de sal. Durante la mayor parte del tiempo esos lagos permanecen secos con sus fondos recubiertos de sal.  

Foto: desierto de Mojave: Bristol Lake (California, EEUU).

 

Las plantas halófilas acumulan grandes cantidades de sal en sus tejidos sin que ello les perjudique. Sin embargo, se trata de plantas altamente especializadas y cada especie es capaz de soportar una determinada sal pero no otras. De este modo hay halófilos de cloruros, halófilos de sulfatos... 

No obstante, algunas plantas se deshacen de la sal sin acumularla en sus células gracias a diversas glándulas salinas. Es el caso, entre otras, de los Tamarix, arbolitos capaces de separar la sal del agua y expulsarla a través de las hojas. Si se agita las ramas de uno de éstos se puede observar como se desprende un fino polvillo de sal (sal que, por otra parte, absorbe la humedad atmosférica generando gotitas de agua salada que el árbol aprovechará).

 

08.Mesembryanthemum-nodiflorum,-Arucas,-04-05 

Las plantas halófilas son capaces de soportar elevadas tasas de sal y aunque no son exclusivas de los desiertos se acomodan bien a ellos. Es frecuente que sean suculentas de pequeñas dimensiones y que presenten tonos rojos o púrpura (halófilas de cloruro sódico).  

Foto: cosco (Mesembryanthemum nodiflorum) planta procedente del desierto de Namibia que  ha sido llevada a numerosas zonas costeras de todo el mundo por su interés económico y que se ha naturalizado comportándose hoy como especie invasora.

 

Por fin, existen en el desierto plantas que no necesitan disponer de mecanismos especiales de adaptación, bien por limitarse a colonizar lugares favorables donde estos no resultan imprescindibles, bien por presentar unos ritmos vitales compatibles con la vida en el desierto.

Entre las primeras se encuentran numerosas palmeras, Tamarix, Acacia o la adelfa (Nerium oleander) que proceden de regiones vecinas pero pueden de vivir sin excesivos problemas en los oasis, valles u otros enclaves favorables.

 

007.Acacia-raddiana-Dj.Chemsi,-Tunez,-01-84 

En los lugares en los que existe suficiente agua prosperan numerosas plantas que no necesitan desarrollar estrictos mecanismos de adaptación a la sequía. 

Foto: Acacia raddiana en el lecho de un wed al pie del Djebel Chemsi (Túnez).

 

 

Las segundas constituyen un grupo muy numeroso de plantas capaces de completar sus ciclos vitales en periodos muy cortos de tiempo. Algunas, las denominadas “efímeras”, son incluso capaces de hacerlo tras un único episodio de lluvias. Las más habituales son las que aprovechan la breve estación húmeda que suele haber en la mayoría de los desiertos superando los largos periodos intermedios de sequía enterradas en el suelo (geófitas) o en forma de semilla (terófitas). Estas plantas tampoco necesitan adaptaciones complejas a la falta de agua ya que la velocidad de su desarrollo les permite vivir aquí o en cualquiera otra región del mundo.

En general, cuanto más seca es una región, más reducen las plantas su superficie transpirante y más separadas aparecen entre sí. 

Esto es importante para entender la vegetación de las zonas áridas: la superficie transpirante por litro de agua útil y m2 es parecida en todas las regiones del mundo. La producción total de biomasa por Ha depende directamente del agua disponible (aunque el desarrollo de cada planta, considerada de manera aislada, no varía excesivamente).

De este modo, la producción de los olivos cultivados en el Norte de África es comparable a las de los europeos (lo que indica que la disponibilidad de agua de cada uno de ellos es similar)... a costa de disponer de mayor superficie: mientras que en el Norte del Mediterráneo es común encontrar 200 olivos por Ha, en Egipto o Túnez no se superan los 25.

 

187.-Petra,-plantas-geofitas 

Cuando existe una estación lluviosa bien marcada las plantas geófitas, que acumulan grandes reservas de agua y nutrientes en sus bulbos, pueden sincronizar sus ritmos y acomodarse bien a las condiciones de los desiertos. 

Foto: desarrollo invernal de albarranas (Urginea maritima) en el desierto arábigo.

 

La reducción de la cubierta vegetal es bastante regular hasta que se alcanzan, aproximadamente, los 100 mm de precipitación. A partir de este umbral, la típica... 

...vegetación "difusa" del desierto (que se distribuye por la totalidad de la superficie) da paso a... 

...vegetación "contraída" (que se concentra en las diaclasas, depresiones o puntos concretos favorables desapareciendo del resto del territorio).  

 

Bou-Saada,-estepa-de-esparto 
281,-Masada 

En las áreas con vegetación difusa, típica de las regiones áridas, las plantas se reparten de manera regular por la totalidad del territorio espaciándose más o menos en función del agua disponible (arriba) mientras que en las regiones hiperáridas la vegetación se limita a los enclaves más favorables desapareciendo del resto del territorio (abajo).

Fotos: Bou Saada (Argelia) y Masada- Mar Muerto (Israel).

 

El paso de uno a otro tipo de vegetación marca el límite biogeográfico de las "regiones hiperáridas".

En las regiones hiperáridas la roca desnuda aflora en la mayor parte de la superficie por lo que la infiltración es prácticamente nula y la escorrentía adquiere una gran importancia. Gracias a eso, las depresiones y fondos de los valles reciben no sólo el agua de su propia precipitación sino también la de su entorno lo que les permite albergar una vegetación relativamente densa y variada.

Esta concentración del agua en vaguadas y cubetas ha sido aprovechada para la práctica tradicional de la agricultura: 

  • Construyendo diques que retienen el agua y mantienen la humedad (Sur de Túnez, Egipto o Israel, donde se está intentando revitalizar). 
  • Sembrando en las “daïas” (pequeñas depresiones, a veces dolinas, parcialmente rellenas de tierra en medio de grandes llanuras rocosas) en Argelia.
  • Captando el agua que circula esporádicamente por estos lugares...

En todos estos casos se logra la creación de islas de "vegetación contraída" con rendimientos agrarios no desdeñables en entornos que no llegan a los 200 mm de precipitación. Estas manchas de vegetación ofrecen cobijo a numerosa fauna y tienen un gran interés ambiental a pesar de estar totalmente artificializadas y presentar un aspecto muy diferente del que pudo haber originalmente.

 

valle-del-Ziz 

La intensa utilización humana de los oasis y lugares más favorables ha transformado totalmente su vegetación originando entornos de gran interés cultural pero también ambiental. 

Foto: palmeral en al valle del Ziz (Marruecos).

 
Copyright 2014, por los autores de los cursos. Cite/attribute Resource. Codron, J. C. G., Codron, J. C. G. (2011, May 26). 5.2.1 Las plantas del desierto: adaptación y oportunismo. Retrieved November 23, 2014, from OCW Universidad de Cantabria Web site: http://ocw.unican.es/ciencias-sociales-y-juridicas/biogeografia/materiales/tema-5/5.2.1-las-plantas-del-desierto-adaptacion-y. Esta obra se publica bajo una licencia Creative Commons 4.0. Creative Commons 4.0