Esta tesis doctoral aborda el estudio del transporte de agua y la ecohidrología de distintas especies que componen los ecosistemas forestales de la cuenca mediterránea. El objetivo general consiste en evaluar su respuesta a las sequías y la aridez como aproximación para entender los posibles efectos del cambio climático en estos ecosistemas. En concreto, se analiza el rol de distintas estrategias de uso de agua (isohídrica vs. anisohídrica), la influencia del decaimiento inducido por sequía, y la capacidad de aclimatación de rasgos funcionales que determinan el uso de agua. Para ello, en primer lugar, se realiza una revisión del estado del arte actual sobre el balance hídrico en bosques de Pinus halepensis y Quercus ilex, así como su respuesta a la variabilidad climática y a las condiciones previstas por distintos modelos de cambio climático. En segundo lugar, se analiza la transpiración en individuos de Pinus halepensis y Quercus coccifera en climas mediterráneos secos y subhúmedos, evaluando su sensibilidad a los cambios en la humedad del suelo y la demanda hídrica de la atmósfera, así como su contribución a la evapotranspiración y al balance hídrico del sistema. A continuación, se realiza un seguimiento estacional de variables hidrológicas y fisiológicas en individuos de Pinus halepensis y Quercus ilex en un bosque mixto de ambas especies, analizando su respuesta a las variaciones de humedad del suelo y demanda hídrica de la atmósfera, e incluyendo individuos sanos y decaídos de Quercus ilex. Por último, se estudia cómo varían 11 rasgos funcionales que controlan el uso de agua en 6 poblaciones de Fagus sylvatica localizadas en un amplio gradiente de temperatura y precipitación, desde la zona más árida y mediterránea de su distribución geográfica, hasta su límite más húmedo y frío en la región de los Alpes franceses. / Tesis financiada con una ayuda FPI-MINECO (Referencia: BES-2016-078686)

La apertura del dosel del bosque generada por disturbios antrópicos o naturales provoca una alteración en las condiciones ambientales del sistema ecológico, modificando la cantidad y calidad de luz, las precipitaciones, y la temperatura. Los estudios realizados en este trabajo de tesis determinaron algunos de los cambios morfo-fisiológicos que permiten el crecimiento, desarrollo y reproducción de tres especies herbáceas, Osmorhiza depauperata, Phleum alpinum y Poa pratensis, en los ambientes boscosos modificados. Estas especies aumentan su cobertura luego de la cosecha forestal, y podrían evitar la erosión del suelo, y facilitar o competir con las plántulas que podrían contribuir a regenerar el bosque. En el bosque aprovechado forestalmente mediante la prescripción de retención variable se identificaron tres situaciones donde crecieron las plantas de las especies herbáceas: dentro de la retención agregada (RA), en el borde de la retención dispersa con influencia del agregado (BRA), y en la retención dispersa (RD). Además, se seleccionaron plantas del bosque primario (BP). Por otro lado, P. alpinum y P. pratensis fueron expuestas en el invernáculo a tres niveles de radiación incidente (I4: 4%; I26: 26%; I64: 64% de la luz solar incidente fuera del bosque en los diferentes ambientes), y dos niveles de contenido de humedad del suelo (M30: 30-50% y M60: 60-80% de capacidad de campo). Las intensidades lumínicas medidas siguieron el orden: RD > BRA > RA > BP. Las plantas de todas las especies modificaron su morfo-fisiología en los distintos ambientes. Estos cambios incluyeron modificaciones en el largo de las hojas, y por consiguiente su área foliar, aumentando en los ambientes con menor radiación (BP y RA). Asimismo, en estos ambientes disminuyeron el macollaje o la cantidad de tallos. Las plantas también incrementaron la densidad de longitud de raíces en respuesta al incremento en la disponibilidad de luz. Las diferencias entre especies se podrían deber a sus hábitos de crecimiento y a la proporción de raíces finas que producen. En O. depauperata el grado de infección por micorrizas vesículo-arbusculares fue mayor que en las especies de gramíneas P. alpinum y P. pratensis. Para todas las especies se encontró que el grado de infección tendió a incrementarse al aumentar la luz, aunque solo se encontró que fue significativamente menor en BP que en el resto de los ambientes. Todas las especies produjeron mayor cantidad de biomasa por unidad de superficie iv a medida que aumentó la irradiación: el orden de las especies estuvo inversamente relacionado con el tamaño del área basal, fue mayor en O. depauperata que en P. alpinum y P. pratensis. La cantidad de inflorescencias por unidad de área basal siguió la misma tendencia que la biomasa, y no se encontraron cambios en la proporción de inflorescencias por unidad de biomasa excepto en P. alpinum. En esta especie, esta variable fue menor en BP que en el resto de los ambientes. En P. pratensis el esfuerzo reproductivo fue mayor que en O. depauperata y P. alpinum. En invernáculo se demostró que la variable más importante que modificó el crecimiento de estas plantas fue la luz. El crecimiento disminuyó considerablemente en I4. Al disminuir la irradiación aumentó la proporción de área foliar, mediante un aumento del área foliar específica y un aumento de la proporción de biomasa foliar. Al mismo tiempo, aumentó la proporción de biomasa de tallo, y disminuyó la proporción de biomasa radical. Como resultado de estos cambios, las plantas en I26 lograron mantener una tasa de crecimiento relativa similar o superior a la de I64; sin embargo, dichos cambios no fueron suficientes para mantener la tasa de crecimiento relativa en I4. Asimismo, las especies mostraron cambios típicos a nivel fisiológico: al aumentar la irradiación aumentaron la tasa máxima de fotosíntesis y el punto de compensación lumínico. Se encontraron variaciones temporales que afectaron estos valores. Al aumentar la irradiación disminuyó el contenido de clorofila tanto por unidad de área como de peso fresco, y aumentaron las relaciones clorofila a/b y carotenoides/clorofila. Todos estos resultados indican que O. depauperata, P. alpinum y P. pratensis son capaces de aclimatarse a varias situaciones ambientales. Sin embargo, O. depauperata mostró una mejor capacidad de aclimatación a niveles de irradiación muy bajos, mientras que las especies de gramíneas apenas lograron sobrevivir dado que su crecimiento fue muy lento. / Canopy openings, whether they come from anthropic or natural disturbances, might change the environmental conditions of the ecological system, modifying light quantity and quality, precipitation and temperature. Some morpho-physiological changes that determine growth, development and reproduction of the three study herbaceous species, Osmorhiza depauperata, Phleum alpinum, Poa pratensis, were evaluated in the forest, modified environments. These species increase their coverage after forest harvesting, and could prevent soil erosion, and either facilitate or compete with seedlings that could contribute to regenerate the forest. Three environments where the herbaceous species often grow were identified in a forest previously harvested following the variable retention system. They were: within the aggregate retention (RA); on the edge of the dispersed retention under the influence of the aggregate (BRA), and dispersed retention (RD). Plants were also selected from a primary forest (BP). Furthermore, P. alpinum and P. pratensis were exposed to three levels of incident radiation (I4: 4%; I26: 26%, or I64: 64% of ambient sunlight outside the forest in the various environments) and two levels of soil moisture content (M30: 30-50% or M60: 60-80% of field capacity) under greenhouse conditions. Measured light intensities showed the following order: RD > BRA > RA> BP. Plants of all species modified their morpho-physiology in the different environments. These changes included variations in blade length, and subsequently in leaf area, increasing in the environments with lower radiation (BP and RA). Also, tillering and stem numbers decreased in these environments. Plant root length density increased as light availability also increased. Species differences could be due to their growth habits and the proportion of fine roots that they produce. Vesicular-arbuscular mycorrhizae colonization was greater in O. depauperata than in P. alpinum and P. pratensis. It also tended to decrease as light availability decreased for all species. However, it was only significantly lower in BP than in the remaining environments. Increased light availability determined a greater biomass production per unit surface area in all species: the species order was inversely related to size of the basal area. It was greater in O. depauperata than in P. alpinum and P. pratensis. The number of inflorescences per unit basal area followed the same trend as biomass and no changes were found in the proportion of vi inflorescences per unit biomass, except in P. alpinum. In this species, this variable was lower in BP than in the other environments. Reproductive effort was greater in P. pratensis than in O. depauperata and P. alpinum. Greenhouse experiments showed that light was the major variable that modified growth of the study species. Growth decreased significantly in I4. Increases in specific leaf area and the proportion of leaf biomass determined an increased proportion of leaf area under lower light availability. At the same time, stem biomass proportion increased and that of root biomass decreased. As a result of these changes, plant relative growth rate was similar or greater in I26 than in I64; however, they were not enough to maintain plant relative growth rate in I4. Also, the species showed typical physiological changes: maximum photosynthetic rate and light compensation point increased as light availability also increased. Values for these variables varied with time. Chlorophyll content per unit surface and fresh weight decreased, and chlorophyll a/b and carotenoid/chlorophyll ratios increased, as light availability increased. The results obtained in this study indicate that O. depauperata, P. alpinum and P. pratensis are able to acclimate to various environmental situations. However, O. depauperata showed a better acclimation capacity than the other species to very low levels of light availability, while the grass species just were able to survive under these conditions because of their very slow growth.

Evalúa el efecto de la temperatura de aclimatación sobre las respuestas térmicas de juveniles de A. scapularis. Para ello se desarrollan sistemas en donde se aclimata a juveniles de A. scapularis a tres diferentes temperaturas (14, 17 y 22 ºC). La preferencia es estudiada usando el método de la temperatura preferida aguda (TPA). La tolerancia es estimada por la temperatura crítica máxima (TC Máx). Los resultados muestran que para las temperaturas de 14, 17 y 22 ºC se determinan valores de TPA de 15,7, 17,9 y 20,2 °C y de TCMáx de 29,4, 32,6 y 32,2 °C respectivamente. En base a los resultados se concluye que la temperatura de aclimatación afecta positivamente a las respuestas térmicas de juveniles de A. scapularis. El rango térmico óptimo para los procesos fisiológicos en juveniles de A. scapularis es de 18.7 ± 2 °C. La temperatura de máxima tolerancia para esta especie, aclimatada en un intervalo de 14 a 22°C es de 32,6°C.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Evalúa la adaptación del cultivo de quinua (Chenopodium quinoa Willd) al cambio climático en los andes del Perú. En el primer año se sembraron diez variedades de quinua (procedentes de la región Puno y de la Universidad Nacional Agraria La Molina [UNALM]) con características agronómicas de periodo vegetativo precoz, intermedio y tardío, de los cuales solo cinco variedades fueron consideradas para este estudio por su adaptación en las regiones de Áncash y Huancavelica bajo condiciones de campo. Los tratamientos fueron conducidos bajo un diseño de Bloques Completos al Azar con un arreglo factorial de cinco variedades con dos densidades de siembra. Las variables evaluadas fueron los componentes biométricos (altura de planta, altura de panoja y número de ramas) y los componentes de rendimiento (peso seco del grano de quinua). Los resultados de rendimiento de grano mostraron que la variedad de quinua Salcedo INIA presenta los mejores rendimientos y calidad de grano en el periodo experimental, en tanto los resultados de menor rendimiento se obtuvieron con la variedad San Juan (testigo). Los mejores valores de los componentes biométricos se alcanzaron con la variedad Salcedo INIA. Los caracteres elegidos para evaluar el cambio climático fueron la altura de planta, altura de panoja, numero de panoja y peso seco del grano de quinua. Para el factor densidad de plantas, el más alto valor de rendimiento promedio de quinua (2618.21 kg/ha) se alcanzó con la densidad de D2 (20 cm) 250 000 plantas/ha. Finalmente, el análisis económico indica que las variedades INIA Salcedo y Blanca Junín tuvieron el más alto rendimiento en producción en los años de estudio, mostrando un mejor comportamiento en la adaptación al cambio climático en los andes del Perú. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina la diversidad de los genes asociados a la tolerancia a heladas con aclimatación al frío en Solanum acaule. Para esto, se analizan 680 clones mediante distintos métodos bioinformáticos para conocer la predicción de sus características y funciones. Como resultado, se ha encontrado diez genes de interés potencial vinculados con la tolerancia a las heladas en S. acaule que, en experimentos posteriores, serán sometidos a otras pruebas para conocer sus funciones in vivo. Las heladas son el mayor factor limitante en la productividad de los cultivos ya que restringen la distribución de especies cultivables. En el Perú, el riesgo de daño severo por las heladas es uno de los factores predominantes de la producción de papa. No obstante, la gran variedad de papas que existe en nuestro país constituye una reserva de diversidad genética en donde se encuentran muchas características de interés económico aún no estudiadas. Dichas características nos permiten desarrollar nuevas variedades de papas resistentes al frio, sequía, entre otros factores limitantes. / Tesis

En la Pampa deprimida de la Provincia de Buenos Aires se ubica una de las principales zonas de cría de ganado vacuno, en la cual existen problemas de salinidad y alcalinidad en las partes más bajas. Allí se encuentra Lotus tenuis como especie herbácea naturalizada y muy valorada por su aporte a la oferta forrajera de los sistemas ganaderos de la región. Existe la necesidad de incrementar la producción de especies forrajeras adaptadas a condiciones edáficas cada vez más estresantes. En este sentido, en este trabajo se destacó la búsqueda, caracterización y selección de germoplasma productivo de Lotus tenuis, ya adaptado a dichas áreas marginales. Específicamente se evaluó la respuesta a estrés salino impuesto por shok y por aclimatación en dos estadíos de la etapa vegetativa, contemplando los cambios morfo-fisiológicos y bioquímicos resultantes. Se identificaron y seleccionaron individuos de una población con variabilidad en la tolerancia al estrés salino y se incrementó la búsqueda de recursos genéticos, incluyendo en las evaluaciones a distintas especies del género Lotus (las especies L.corniculatus y L. creticus, y especies consideradas modelo: Lotus japonicus MG20, Lotus japonicus Gifu, Lotus filicaulis, Lotus burtii), a varias poblaciones naturales de L. tenuis, y a tres variedades comerciales de L. tenuis, con el fin de ser utilizadas en un futuro en los programas de mejora. En ninguna de las especies evaluadas y en ninguno de los dos estados fenológicos estudiados, la salinidad provocó la muerte de las plantas. Las mayores disminuciones de peso fresco y de peso seco se detectaron cuando los tratamientos salinos se aplicaron en plantas de temprana edad (dos hojas verdaderas). Los parámetros de crecimiento que explicaron dicha disminución fueron, principalmente la disminución de la cantidad de tallos y ramificaciones por planta, y el diámetro del tallo principal. El área foliar bajo condiciones salinas sólo disminuyó en dos poblaciones de L. tenuis, de las 19 / Pesqueira, J. (2009). Cambios bioquímicos, morfológicos y ecofisiológicos en plantas del género Lotus bajo estrés salino [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/5765