Introducción

Muchas especies exóticas invasoras se han convertido en un problema mundial, ya que modifican la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas receptores (Pysek et al., 2020), alteran la biodiversidad, las propiedades edáficas, los ciclos biogeoquímicos y los servicios ecosistémicos (Vilá et al., 2010; Milanovic et al., 2020) modificando y homogeneizando en muchos casos los paisajes (Parker et al., 1999; Mack et al., 2000; Brooks et al., 2004; Simberloff, 2004) e incluso ocasionado costos económicos a la población humana (Reynolds et al., 2020).

Tal es el caso de varios representantes del género Ligustrum L. (Oleaceae), el cual comprende alrededor de 50 especies de Europa, norte de África, Asia y Australia, con su centro de diversidad en China, Himalaya, Japón y Taiwán (Mack et al., 2000; Theoharides & Dukes, 2007). Entre ellas, la ligustrina (Ligustrum sinense Lour.) es una especie arbustiva o arbórea de origen asiático, nativa de China, Vietnam y Laos, que crece en valles, bordes de arroyos, quebradas y en bosques mixtos entre los 200 y 2700 m s.n.m. (Batcher, 2000). Fue introducida en Europa, África, América y Australia con fines ornamentales (Weber, 2003). En Argentina, junto a otras especies leñosas como el ligustro (L. lucidum W. T. Ait.) (Fernández et al., 2020), la acacia negra (Gleditsia triacanthos L.) (Ceballos et al., 2020), los espinillos (Pyracantha coccinea M. Roem y Cotoneaster horizontalis Decne.), la mora blanca (Morus alba L.) y la zarzamora (Rubus ulmifolius Schott), es considerada invasora sobre áreas nativas y protegidas (Giorgis et al., 2011; Montti et al., 2017; Cash et al., 2020; Yansen & Biganzoli, 2022).

La ligustrina ha sido poco estudiada en ambientes naturales de nuestro país (Lacoretz et al., 2022). En el Parque Nacional Aconquija (provincia de Tucumán, Argentina) convive con otras especies del bosque nativo, ocupando la denominada franja de la selva basal (provincia fitogeográfica de las Yungas) hasta aproximadamente los 1000 m s.n.m. (Cabrera, 1976). En este ambiente la tala selectiva eliminó ejemplares adultos de cedros (Cedrela angustifolia DC.) y tipas (Tipuana tipu (Benth.) Kuntze), entre otras especies maderables, creando claros donde la ligustrina se desarrolla con éxito y dando lugar a la formación de bosques secundarios de esta especie introducida (APN, 2016). Justamente en estos sitios se ha registrado una densidad de entre 4-10 renovales de ligustrina m-2 (Podazza, 2019). También en el sotobosque nativo, donde la radiación incidente es muy baja tanto en verano como en invierno, se desarrollan renovales y ejemplares adultos de ligustrina, compitiendo con especies nativas (deciduas y perennes) como el nogal criollo (Juglans australis Griseb.), el chal-chal (Allophylus edulis (A. St.-Hil., A. Juss. & Cambess.) Hieron. ex Niederl.), cedros y tipas (Podazza, 2019). Sin embargo, hasta la fecha se desconoce la superficie afectada y la velocidad de expansión de la especie.

El éxito de L. lucidum y L. sinense en la conquista de diferentes espacios estaría relacionado a altas tasas de dispersión de semillas mediada por animales (Montaldo, 1993), a su elevado poder germinativo (^{Aragón & Groom, 2003}; Lichstein et al., 2004; Tecco et al., 2007) y a su gran plasticidad bajo diferentes condiciones ambientales de baja intensidad lumínica (Vergara-Tabares et al., 2016) y de estrés hídrico (Toscano et al., 2018), entre otras causas (Fernández et al., 2020).

Se postuló que en general las especies invasoras deben gran parte de su éxito competitivo a una alta tasa de asimilación fotosintética (Pattison et al., 1998), a una alta eficiencia fotosintética en el uso del nitrógeno (ganancia de carbono por unidad de nitrógeno foliar) (Poorter & Evans, 1998; Funk et al., 2013) y a una alta eficiencia en el uso de los nutrientes y el agua (Matzek, 2011), lo cual se reflejaría a su vez en altas tasas de crecimiento (Kirschbaum, 2011). Estudios existentes para la Sierra de San Javier (Tucumán, Argentina), utilizando una estimación indirecta de la actividad fotosintética por medios satelitales (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada, NDVI), indican que los bosques dominados por L. lucidum, fotosintetizan todo el año, con una mayor actividad en los meses de verano (Zamora Nasca et al., 2014). Sin embargo, para el género Ligustrum, incluso para especies muy estudiadas como L. lucidum, existen pocas mediciones directas de fotosíntesis que permitan conocer su asimilación fotosintética neta u otras variables como la conductancia estomática y la transpiración foliar.

Teniendo en cuenta la relación estructura-función es interesante realizar estudios anatómicos foliares que permitan evaluar la asociación de características estructurales con las funciones de intercambio gaseoso y la captación de la luz, indispensables para el proceso fotosintético. Bajo condiciones hídricas, lumínicas y térmicas contrastantes, numerosas especies tienen la capacidad de aclimatarse desplegando una plasticidad fisiológica y anatómica estacional para mejorar la eficiencia en el intercambio de gases y en el uso del agua y el nitrógeno foliar. Con esto se lograría reducir la pérdida de agua por evapotranspiración y mantener un balance positivo de carbono (Terashima et al., 2006; ^{Aranda et al., 2007}; Dong et al., 2015; Wu et al., 2022; ^{Zou et al., 2022}).

En la región del Noroeste Argentino, no se han realizado estudios ecofisiológicos de ligustrina que permitan identificar su comportamiento fotosintético a lo largo del año. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo es determinar si los renovales de L. sinense, que compiten por su establecimiento en un ambiente de sotobosque de selva basal de Yungas, exhiben plasticidad fisiológica (en términos de intercambio de gases, asimilación fotosintética, eficiencia en el uso del agua y del nitrógeno foliar) y morfo-anatómica foliar para mantener un balance positivo de carbono durante estaciones contrastantes en luz, temperatura y humedad, como lo son la primavera-verano (PV) y el invierno (INV).

Materiales y Métodos

Sitio de estudio, clima y material vegetal

Sitio de estudio: El estudio se realizó en el Parque Nacional Aconquija, Tucumán (Argentina). El sitio seleccionado (Puesto Santa Rosa, 27° 17’ 07” S, 65° 52’ 20” O) se halla en la selva basal a 930 m s.n.m. en la provincia fitogeográfica de las Yungas (Cabrera, 1976), en la localidad de Alpachiri, departamento Chicligasta, provincia de Tucumán.

Clima de la zona: El clima del área de estudio es subtropical con estación seca. La temperatura media anual es de 19 °C. La temperatura promedio del mes más caliente (enero) es de 25 °C y la del mes más frío (julio) de 12 °C. La precipitación media histórica (1900-2001) es de 1385 mm anuales (Busnelli, 2009). La selva basal presenta un régimen pluvial monzónico (Bianchi & Yáñez, 1992), con un máximo en el verano y un mínimo invernal. El 85% del total de las precipitaciones anuales se concentra en el trimestre de verano (diciembre-marzo) y primavera (septiembre-diciembre). La evapotranspiración anual es de 900 mm con lo que la zona resulta con balance hídrico positivo. En condiciones de sotobosque, la radiación incidente medida al momento de la toma de datos de intercambio gaseoso fue muy baja tanto en verano con 126 (± 22) pmol fotones m-2 s-1, como en invierno con 95,6 (± 22,4) pmol fotones m-2 s-1.

Características de los ejemplares utilizados en el estudio: Para las mediciones del intercambio de gases se seleccionaron cinco ejemplares (renovales) de ligustrina (L. sinense) en una zona de sotobosque. Cada ejemplar fue identificado mediante etiquetas plásticas para realizar las mediciones y tomas de muestras sobre los mismos ejemplares y ramas a lo largo del estudio. Todos los ejemplares seleccionados poseían un porte aproximado de 2-2,5 m de altura, con un diámetro a la altura del pecho de aproximadamente 3-5 cm y se concentraban en un radio no mayor de 15 m. Dado que los ejemplares se encontraban dentro del bosque, cubiertos por el dosel superior, se los considera desarrollados en condiciones de sombra. Estos ejemplares crecían junto a otras especies juveniles de Eugenia uniflora L. (arrayán), Myrcianthespseudomato (D. Legrand) McVaugh (pseudomato) y J. australis (nogal criollo), entre otras.

Época de medición: Las mediciones se realizaron en primavera-verano (noviembre) y en invierno (agosto). En los cinco ejemplares seleccionados, todas las mediciones de intercambio gaseoso se realizaron en al menos tres hojas completamente desarrolladas ubicadas a una altura entre 1,7 y 2 metros de altura, con orientación norte (N). Para asegurar la selección de hojas en edad similar, en los ejemplares seleccionados, se usó el criterio el color de la hoja, sanidad y su ubicación en la rama. En todos los casos se escogió el segundo par de hojas contando desde la porción apical de la rama.

Parámetros relacionados con el intercambio de gases y nitrógeno foliar

Variables medidas y equipamiento utilizado: Se midió asimilación fotosintética neta (An, pmol m-2 s-1), conductancia estomática (gs, mol m-2s-1), transpiración foliar (E, mmol m-2s-1) y concentración interna de CO2 (Ci pmol CO2 mol-1), utilizando un analizador infrarrojo de CO2 portátil (LI-6400

XT, LiCor Inc. Nebraska, USA), equipado con una fuente de luz interna (10% azul y 90% rojo). Todas las mediciones mencionadas se realizaron en los meses de agosto (INV) y noviembre (PV) en diferentes días soleados y entre las 9:00 y 13:00 h. La asimilación fotosintética máxima (A ) se midió bajo condiciones saturantes de luz y CO2 (1000 pmol m-2 s-1 y 400 pmol CO2 respectivamente) y temperatura foliar constante (25±0,5 °C).

Para conocer el efecto del aumento de la radiación fotosintéticamente activa (RFA) sobre la asimilación fotosintética neta (An) se expusieron las hojas a diferentes intensidades de radiación (1000, 750, 500, 400, 300, 200, 100, 50 y 0 pmol m'2 s'1). Este procedimiento genera curvas de respuestas (curvas An-RFA) que, analizadas mediante el procedimiento descrito por Schulte et al. (2003), permiten calcular la fotosíntesis máxima teórica (Amax), el punto de saturación por luz (PSL), el punto de compensación lumínica (PCL), la respiración nocturna (Rn) y la eficiencia cuántica de la fotosíntesis (0CO2).

Área foliar específica (AFE) y densidad de las hojas (DH): Para obtener el AFE, de las hojas utilizadas para medir las variables de intercambio gaseoso, se tomaron diez discos foliares de diámetro conocido a partir de dos hojas opuestas de cinco plantas diferentes. Los discos foliares se secaron en una termobalanza (Ohaus MB35) la cual permite evaporar el agua de los tejidos de manera continua y el registro continuo de la pérdida de peso, hasta que la muestra alcanza un peso constante registrado como peso seco (PS). El AFE resulta de dividir el valor del área foliar (AF) por el correspondiente valor de PS (AF/PS) expresándose en cm2 g-1. La masa foliar específica (MFE) resulta de la relación 1/AFE y se expresa en mg PS cm'2, es un indicador de la inversión en carbono que la planta hace para obtener una superficie determinada de área foliar.

La densidad de las hojas (DH, expresada en g/cm3) se calculó como el producto de la MFE expresada en g cm'2 x el espesor promedio de la lámina foliar expresado en centímetros (Wright & Westoby, 2002).

Anatomía foliar

Para los estudios anatómicos, se fijaron porciones de hoja (tercio medio de la semilámina) en glutaraldehído (Karnovsky, 1965), y FAA (formaldehido, alcohol etílico, ácido acético, agua; 10:50:5:35), cuidando que fuesen las mismas hojas seleccionadas para las mediciones de AFE y variables fotosintéticas. El material fijado en glutaraldehído fue sometido a deshidratación en una serie de alcoholes y acetona y posteriormente incluido en resina tipo Spurr. Se realizaron cortes gruesos de 5 a 7 pm de espesor en ultramicrótomo con cuchilla de diamante, los cuales fueron posteriormente teñidos con azul de toluidina para la cuantificación del espesor de tejidos en la lámina foliar. El material fijado en FAA se utilizó para la determinación de la densidad estomática (DE), tamaño de las estomas (longitud por ancho) y superficie estomática. Para ello secciones de lámina de aproximadamente 3 cm2 fueron diafanizados según Dizeo De Strittmatter (1973) y clarificados con hipoclorito de Na 50%, lavados y teñidos con el colorante metacromático violeta de cresil (Zarlavsky, 2014). Los cortes y diafanizados realizados fueron observados en un microscopio óptico binocular Carl Zeiss Lab. A1 Axiolab con polarizador y cámara AxioCam ERc 5s Zeiss adosada (Carl Zeiss, Oberkochen, Germany). Las mediciones de espesores de tejidos se realizaron utilizando el programa Axio Vision release 4.8.2 (n=25 para cada parámetro analizado por muestra).

El porcentaje de mesófilo ocupado por espacios aéreos (% aire) se calculó para cinco individuos en cada estación, realizando cinco repeticiones por muestra, utilizando la herramienta de medición de superficies del software Axio Vision. Sobre microfotografías tomadas a idéntico aumento se calculó la superficie total ocupada por la lámina en transcorte (Slam) y luego la superficie ocupada por los espacios aéreos (Saire). Por la diferencia Slam-Saire se calculó la superficie ocupada por tejidos (Stej). Finalmente se transformó este valor utilizando la siguiente ecuación % aire = Saire*100/ Slam.

Resultados

Asimilación fotosintética máxima bajo condiciones saturantes de luz y CO2

La A „ (fotosíntesis máxima en condiciones de saturación) registrada en PV resultó significativamente mayor (24%) con respecto a la de INV (Tabla 1). Del mismo modo, los valores de gs, Ci y E fueron mayores (p< 0.05) en PV que en INV. Mientas que la tanto EC como la EUA resultaron mayores (26,1 y 33,8 % respectivamente) en INV en relación con PV (Tabla 1). En cuanto a la relación entre las variables de intercambio gaseoso, la A mostró una correlación significativa con gs para las dos estaciones estudiadas, encontrándose una mayor correlación en PV (r= 0,96) (Fig. 1A). Se observó que la A aumentó al incrementarse g pero, la relación de dicho aumento fue diferente según la estación analizada. La tasa de aumento (mayor pendiente) fue mayor en INV que en PV, mientras que el máximo observado fue mayor en PV (Fig. 1A, Tabla 1). Por otro lado, en ambas estaciones la E presentó una alta correlación con gs (Fig. 1B). En tanto que la EUAi mostró un alto coeficiente de regresión negativo con respecto a gs tanto en INV como en PV (Fig. 1C). Finalmente, la concentración de nitrógeno foliar de ligustrina no difirió de forma significativa en INV respecto a PV. Mientras que la EFUNf fue mayor en PV, registrando un incremento del 29% con respecto a INV (Tabla 1).

Respuesta de la asimilación fotosintética neta (A J a la radiación fotosintéticamente activa (RFA)

Las curvas de respuesta de la An respecto de la RFA creciente permiten calcular la capacidad

Tabla 1. Valores obtenidos para variables de intercambio gaseoso bajo condiciones saturantes de radiación y CO2 y asimilación fotosintética máxima (Amax) calculada a partir de las curvas de fotosíntesis vs radiación fotosintéticamente activa (RFA) creciente en renovales de L. sinense creciendo en un ambiente de sotobosque en dos estaciones contrastantes.

Abreviaturas: Amax sat: asimilación fotosintética máxima calculada bajo condiciones saturantes; Amax: Asimilación fotosintética máxima; Ci: concentración interna de CO2; E: transpiración foliar; EC: eficiencia o capacidad de carboxilación; EFUNf: eficiencia fotosintética en el uso del nitrógeno foliar; EUA eficiencia intrínseca en el uso del agua; gs: conductancia estomática; Nf: contenido de nitrógeno foliar; 0CO2: eficiencia fotosintética; PCL: punto de compensación por luz; PSL: punto de saturación por luz; Rn: respiración nocturna; INV: invierno; PV: primavera-verano. Los datos representan la media de 4-5 individuos diferentes con 4-5 mediciones por planta. Los valores entre paréntesis corresponden a la desviación estándar. Letras diferentes entre estaciones corresponden a diferencias estadísticas significativas. fotosintética o fotosíntesis máxima teórica (A ), el punto de saturación por luz (PSL), el punto de compensación lumínica (PCL), la respiración nocturna (Rn) y la eficiencia cuántica de la bajo condiciones saturantes; gs: conductancia estomática; E: transpiración foliar; EUAi: Eficiencia intrínseca del uso del agua. Símbolos= (•) INV: Invierno; A = 131,01*g + 2,19, r = 0,91; E =14,018*gs - 0,0156, r = 0,99; EUAi = -952,03*gs + 221,99, r = 0,89. (o) PV: Primavera-verano; A = 42,103*gs + 7,08, r = 0,96; E = 11,801*gs + 0,5175, r = 0,97; EUAi = -456,02*gs+161,4, r = 0,96 fotosíntesis (0CO2). Tanto la A como el PCL y Rn presentaron diferencias significativas (p<0,05) entre las estaciones analizadas, con valores mayores en PV que en INV (Fig. 2, Tabla 1). Sin embargo, la 0CO2, definida como el número de moles de fotones necesarios para fijar un mol de CO2, y el PSL no presentaron diferencias entre las estaciones (Tabla 1).

Fig. 1: Relación entre variables de intercambio gaseoso en renovales de L. sinense en un ambiente de sotobosque en dos estaciones contrastantes. Conductancia estomática (gs) vs A: Asimilación fotosintética máxima bajo condiciones saturantes de radiación y CO2 (Amax sat). B: Transpiración foliar (E). C: Eficiencia intrínseca del uso del agua (EUAi). Los valores representados corresponden a los valores promedio obtenidos para 4-5 individuos diferentes. Abreviaturas: A : asimilación fotosintética máxima

Rasgos anatómicos y estructurales de las hojas

Tanto el AFE como la MFE calculadas para PV e INV no mostraron diferencias significativas (p<0,05). Sin embargo, la DH resultó un 18% mayor en PV que en INV (Tabla 2).

El estudio anatómico foliar indicó que la ligustrina presenta hojas hipo-estomáticas (Fig. 3A y B), dorsiventrales con epidermis unistratas. Se observaron diferencias significativas en la densidad estomática, presentando una mayor densidad en PV (15% más que en INV) (Tabla 3). Las dimensiones estomáticas fueron similares considerando la longitud, aunque se registró un mayor ancho y en consecuencia una mayor área estomática en PV (Tabla 3). El espesor de la lámina foliar resultó mayor (41%) en INV (Fig. 4B) respecto del calculado para PV (Fig. 4A, Tabla 3). La Fig. 4 muestra claramente como hubo una redistribución de los tejidos entre ambas estaciones. En INV aumentaron en un 151% los espacios aéreos en el mesófilo y el número de células del tejido en empalizada, lo cual se vio reflejado en un mayor espesor foliar y una menor AFE con respecto a PV (Tabla 3).

Fig. 2: Respuesta de la asimilación fotosintética neta a la radiación fotosintéticamente activa creciente en renovales de L. sinense en un ambiente de sotobosque en dos estaciones contrastantes. Los valores representados corresponden a los valores promedio obtenidos para 4-5 individuos diferentes. Abreviaturas= A : asimilación fotosintética neta; RFA: radiación fotosintéticamente activa. Símbolos= (•) INV: Invierno: An = 9,82 -(exp(-0,0047*RFA)* 10,35, r= 0,98 p< 0.01); (o) PV: Primavera-verano: An = 12,54 -(exp(-0,0065* RFA) * 14,0895, r = 0,98

Tabla 2: Parámetros morfológicos foliares en renovales de L. sinense creciendo en un ambiente de sotobosque en dos estaciones contrastantes.

Tabla 3: Parámetros anatómicos foliares en renovales de L. sinense creciendo en un ambiente de sotobosque en dos estaciones contrastantes.

Abreviaturas: Espacios aéreos: porcentaje de transcorte ocupado por espacios aéreos. Tejidos: porcentaje de transcorte ocupado por tejidos; AE: ancho de los estomas o latitud estomática; DEI: densidad estomática epidermis inferior; Emp.: espesor de empalizada; Ep. Sup.: espesor de epidermis superior; Ep. Inf.: espesor de epidermis inferior; Esp.: espesor de esponjoso; Lámina foliar: espesor de la lámina foliar; LE: largo de los estomas o longitud estomática. INV: invierno; PV: primavera-verano. Los datos representan la media de 4-5 individuos diferentes. Letras diferentes entre estaciones corresponden a diferencias estadísticas significativas (p< 0.05).

Fig. 3: Epidermis de L. sinense. A: Epidermis superior. B: Epidermis inferior. Abreviaturas= e: estoma; tp: tricoma peltado. Escalas= A-B: 50 pm.

Fig. 4: Cortes transversales de renovales de L. sinense creciendo en un ambiente de sotobosque en dos estaciones contrastantes. A: Primavera-Verano (PV). B: Invierno (INV). Abreviaturas= e: estoma; emp: mesófilo en empalizada; epi: epidermis inferior; eps: epidermis superior; esp: mesófilo esponjoso; hv: haz vascular; tp: tricoma peltado. Escalas= A-B: 50 pm.

Discusión

Nuestros resultados indican que los renovales de L. sinense, creciendo en un ambiente de sotobosque de la selva basal de Yungas, fotosintetizan todo el año manteniendo su capacidad de asimilar carbono en invierno, donde la temperatura, humedad e intensidades lumínicas son más bajas que en primavera-verano. Estos resultados coinciden con otras investigaciones donde se ha demostrado que algunas especies arbóreas exhiben una tasa fotosintética ligeramente inferior en invierno en comparación con la estación de crecimiento primavera-verano (Flexas et al., 2001; Medlyn et al., 2002; Awada et al., 2003). En base a estos datos se considera que la fotosíntesis de las especies siempre-verdes en invierno, con condiciones de temperatura y radiación solar sub-óptimas, juega un rol importante en la ganancia anual de carbono para el mantenimiento del crecimiento entre otras funciones (Miyazawa & Kikuzawa, 2005). Si bien en nuestro estudio se describen los cambios morfológicos a nivel de hoja asociados a la función fotosintética que esta especie despliega en ambas estaciones (INV y PV) se desconocen otros detalles metabólicos que acompañarían a estos cambios como por ejemplo la actividad de las enzimas ligadas al ciclo de Calvin.

Según varios autores, las especies invasoras tendrían rasgos morfológicos (Van Kleunen et al., 2010; Te Beest et al., 2015; Kaushik et al., 2022) y fisiológicos (Lambers & Poorter, 1992; Baruch & Goldstein, 1999; Durand & Goldstein, 2001; Stratton & Goldstein, 2001; ^{Cavaleri & Sack, 2010}) particulares entre los que destacan una mayor área foliar específica (AFE), mayor velocidad de crecimiento y altura de las plantas, mayor densidad de las hojas (DH), altas tasas de asimilación fotosintética neta (An), una mayor conductancia estomática (gs) y una mayor eficiencia intrínseca en el uso del agua (EUAi), entre otros, que influirían en su capacidad competitiva (^{Drake et al., 1989}). Sin embargo, datos obtenidos para otras especies arbóreas que crecen en las Yungas demuestran que estas premisas no siempre son válidas. Así, la ligustrina manifestó una An en PV similar a la del nogal criollo (J. australis) (Amax entre 10 y 11 pmol CO2 m-2 s-1, datos propios), pero menor que las registradas para ejemplares jóvenes de aliso (Alnus acuminata Kunth) de 14 pmol CO2 m-2 s-1 (González et al., 2017). Cabe aclarar que tanto J. australis como A. acuminata son especies caducifolias frente a L. sinense que es una especie perennifolia, por lo que la comparación sólo es válida para la etapa de crecimiento en PV.

Bajo condiciones saturantes de luz y CO2, las plantas expresan su máxima asimilación fotosintética (Amax sat) por lo que este parámetro puede ser utilizado para comparaciones rápidas de eficiencia fotosintética entre especies, de la misma edad y bajo el mismo hábitat (^{Ainsworth et al., 2003}). Sin embargo, dadas las interacciones existentes entre las diferentes variables que intervienen en el intercambio de gases, se estima que un mejor análisis surge de estudiar las relaciones entre las variables. Si se analizan la eficiencia intrínseca en el uso del agua (EUAi; resultante de A / gs) y la eficiencia de carboxilación (EC; resultante de A 7Ci), L. sinense ajusta estas variables para enfrentar el cambio de las condiciones micro meteorológicas y sus efectos sobre la fotosíntesis y transpiración en los meses de INV con respecto a los de PV

Los datos obtenidos a partir de las mediciones realizadas indican que la A „ en ambas estaciones se encuentra limitada en parte por la gs, lo que es esperable, ya que la disminución en el valor de este factor implica una menor captación de CO2. Sin duda, esta no es la única interpretación ya que podría haber también otras limitantes, como las metabólicas, que surgirían a partir de otras mediciones, como por ejemplo del estudio de la respuesta de la asimilación fotosintética en función de distintas concentraciones internas de CO2 (curvas A-Ci) que no fue el objetivo de este estudio. Por otro lado, los coeficientes de regresión altos encontrados entre E/gs demostraron un fuerte control estomático en la pérdida de agua por transpiración. El rango de variación en la variable gs fue mayor en PV respecto a INV, resultando que a medida que la gs incrementaba, se perdía más agua por transpiración en PV que en INV, esto significaría que la ligustrina puede capturar más moléculas de CO2 por molécula de agua pérdida en la estación fría que en la cálida. Los datos de transpiración foliar (E) corroboran esta hipótesis ya que en INV transpira casi la mitad que en PV. Estas diferencias se encuentran asociadas también a otros factores como la demanda atmosférica relacionada con la temperatura y la humedad ambiental. Por ejemplo, en invierno, cuando existe una menor disponibilidad de agua (Busnelli, 2009), gs disminuyó, en consecuencia, disminuyó E y el valor de la EUAi se incrementó. De forma contraria en PV, se observó una menor pendiente de la recta de la relación A /g posiblemente por la demanda atmosférica, la mayor humedad relativa ambiental influyó en el aumento de la gs, pero las temperaturas mayores propias de la estación aumentaron la E, disminuyendo la EUAi y por consiguiente aumentando el riesgo de desecación al mantener los estomas abiertos.

Por otro lado, la eficiencia fotosintética en el uso del nitrógeno foliar (EFUNf) fue mayor en PV que en INV, lo que se relaciona de forma directa con la mayor A de la estación.

Los datos derivados de las curvas de asimilación fotosintética neta (An) indican que en PV, al aumentar la radiación incidente (RFA), la ligustrina posee una A mayor que en INV. Los datos bibliográficos para Amax de otras especies de Ligustrum en diferentes condiciones ambientales, difieren ampliamente con los valores registrados en las estaciones bajo estudio. Así, por ejemplo, plántulas de L. lucidum, cultivadas bajo condiciones controladas presentaron valores de 5,3 qmol CO2 m-2 s"1 (Zhou et al., 2018; Liang et al., 2019), mientras que en condiciones de campo y bajo dos regímenes de luz (sol y sombra) se informaron valores entre 3,4 y 1,4 qmol CO2 m-2 s-1 respectivamente (Larcher et al., 2015). Zhang et al. (2013), informaron para L. lucidum valores de campo de 9 qmol CO2 m-2 s-1 en los meses junio-julio correspondientes a la temporada de primavera-verano en China.

Se conoce que, en las especies tolerantes de sombra, tanto el PCL como la respiración nocturna (Rn) presentan valores muy bajos (Craine & Reich, 2005). En Swietenia macrophylla King y Dipteryx odorata (Aubl.) Willd. (Marenco et al., 2001) se encontró que el PCL resultó ser más elevado en “hojas de sol” que en “hojas de sombra”. En nuestro estudio en un ambiente de sotobosque, quizás equivalente a una condición de sombra o semisombra aún más pronunciada en invierno, el valor de PCL de INV fue 48% menor que en PV, mientras que la Rn disminuyó en un 62%. La disminución del PCL y de la Rn, en ambientes de sombra y en INV, podría ser interpretada como un cambio que experimenta la especie para lograr un mayor aprovechamiento de la menor radiación solar incidente en el sotobosque, así como para lograr un manejo más eficiente en el balance de carbono.

Desde una perspectiva estructural y funcional, se conoce que la difusión de CO2 dentro de la hoja depende de forma directa de la estructura interna de la misma, siendo una limitante importante para la fotosíntesis (Parkhurst, 1986; Mo et al., 2020; Whitewoods, 2021). La variación en el tamaño de las células del mesófilo y en el tamaño y la arquitectura de los espacios aéreos influyen en la superficie efectiva de intercambio gaseoso de las células (Ren et al., 2019) y en la conductancia del

CO2 en este tejido (Flexas et al., 2012; Lundgren & Fleming, 2020). Se ha establecido que los espacios aéreos favorecen el intercambio gaseoso al presentar un mayor coeficiente de difusión del CO2 (aproximadamente 10.000 veces mayor), respecto a la barrera que ofrece la fase líquida contenida en las paredes celulares, las membranas plasmáticas, el citoplasma celular y el estroma de los cloroplastos (Théroux-Rancourt et al., 2021). En las hojas de INV de ligustrina reducir el tamaño de las células del mesófilo y aumentar el volumen de los espacios aéreos permitiría una difusión facilitada del CO2 y una mayor relación de superficie de intercambio disponible, resultando en un aumento neto en las tasas de suministro de CO2 a los cloroplastos (Théroux-Rancourt et al., 2021). Estos importantes factores estructurales podrían explicar, al menos en parte, la mayor eficiencia de carboxilación (EC) observada en INV (35% mayor) con respecto a PV. Al mismo tiempo, el desarrollo de un mesófilo esponjoso con grandes cavidades de aire en INV mejoraría la difusión de la luz dentro de la hoja. Según Niinemets (1999) y Vogelmann & Gorton (2014) este cambio estructural favorece la reflexión de la luz dentro del tejido, lo que facilitaría la fotosíntesis.

Frente al escenario invernal de bajas temperaturas, baja humedad e intensidades lúminicas, L. sinensis debe maximizar la toma de CO2 atmosférico para mantener un cierto flujo de C. Al menos dos estrategias parecen haber sido desarrolladas para enfrentar esta situación, una fisiológica relacionada al manteniendo de la actividad fotosintética optimizando su eficiencia intrínseca en el uso del agua, su eficiencia en la carboxilación y ajustando el punto de compensación lumínica; y una morfológica, relacionada con el incremento en el espesor del mesófilo caracterizado por una disminución del tamaño celular, un aumento en el número de capas de células en la empalizada y un aumento de los espacios aéreos que favorecerían una mayor superficie de intercambio de CO2 y de reflexión de la luz.

Conclusiones

Se ha demostrado que L. sinensis presenta una plasticidad morfológica y fisiológica foliar, la cual le permite mantenerse fotosintéticamente activa a lo largo de las cuatro estaciones del año en el ambiente de sotobosque de selva basal de Yungas. Aunque las tasas de asimilación fotosintética son ligeramente menores en invierno, las hojas de esta especie invasora ajustan su anatomía y metabolismo fotosintético para maximizar la toma de C atmosférico por unidad de agua perdida por transpiración. Esto le otorgaría una ventaja competitiva bajo condiciones de baja radiación solar en el ambiente de sotobosque y en la estación invernal cuando la baja intensidad lumínica, humedad y temperatura se convierten en factores limitantes.

Contribución de los Autores

MIM, SEB y JAG: diseño de la investigación, toma de datos, elaboración de figuras y análisis estadístico. DG, PP, MIM, SEB y JAG participaron en la interpretación de datos y redacción del manuscrito.

Agradecimientos

A la Fundación Miguel Lillo (FML) por el apoyo a este tipo de investigaciones bajo el proyecto “Estudios ecofisiológicos en especies que se repiten en gradientes altitudinales y latitudinales” (B-0005-1). A la Administración de Parques Nacionales que concedió el permiso para poder realizar los estudios planificados. A la Dra. Daniela Cano, Parque Nacional Aconquija, por su apoyo en las tareas de campo. A los guardaparques del Puesto Santa Rosa.

Recibido: 23 Feb 2023

Aceptado: 9 May 2023