Los trabajos recogidos en la presente memoria de tesis doctoral abordan las interacciones planta-planta a través de una ruta de aprendizaje y conocimiento que busca contribuir a la demanda de nuevos enfoques en los estudios sobre interacciones y diversidad. Específicamente, partiendo del estado del arte reciente sobre el tema y de forma incremental, se aborda el papel de las combinaciones de varios factores y especies en el control del resultado de las interacciones planta-planta, sus efectos en el ensamblaje de comunidades, la biodiversidad y función del ecosistema, así como en sus aplicaciones en el manejo y conservación de ecosistemas vulnerables. La investigación doctoral se estructura en los siguientes estudios científicos: - El efecto combinado de la disponibilidad de nutrientes y agua, la edad y el estrés individual como moduladores de las interacciones arbusto-herbácea en estepas semiáridas. Se basa en un experimento manipulativo a largo plazo realizado en zonas semiáridas de Alicante. El objetivo específico de este estudio es investigar el efecto de varias combinaciones de disponibilidad de agua y nutrientes en el balance neto de la interacción entre plantones de Olea europaea var. sylvestris y macollas de Stipa tenacissima L., así como el efecto modulador de la edad y la variación en el estrés individual de los plantones en el resultado de dicha interacción. - El efecto relativo de la proximidad filogenética y funcional en las interacciones entre especies herbáceas semiáridas. Es un estudio bajo condiciones controladas en invernadero (en los módulos invernaderos de la Universidad de Alicante), consistente en un ensayo de cultivos mono y bi-específicos de tres especies de gramíneas comunes en ecosistemas semiáridos (Lygeum spartum L., Brachypodium retusum L. y Stipa tenacissima L.), bajo condiciones contrastadas de disponibilidad hídrica. El objetivo principal del ensayo es la comparación de la intensidad de la interacción entre individuos de la misma especie e individuos de dos especies diferentes en función de sus diferencias funcionales y su distancia filogenética y el impacto de esta interacción en la productividad de los cultivos. - La diversidad genética como modificador de las relaciones diversidad-productividad y como facilitadora de especies raras. A través de experimentos manipulativos en invernadero, usando comunidades vegetales con diferentes niveles de diversidad genotípica de cebada (Hordeum vulgare) y de diversidad específica de “malas hierbas”, se evalúan los efectos independientes y combinados de ambos tipos de diversidad y el papel relativo en las relaciones diversidad-productividad del efecto de muestreo y el efecto de complementariedad, así como el potencial de la diversidad de cultivos para influir en el éxito de “malas hierbas”.

Este trabajo está enfocado en la relación entre la productividad y la riqueza de especies de helechos terrestres, y en la disponibilidad de nutrientes a través de un gradiente altitudinal en Ecuador. El trabajo de campo fue realizado durante tres años entre 2009 y 2011, el cual fue llevado a cabo en 8 niveles altitudinales entre 500m y 4000m en la Cordillera Oriental de los Andes ecuatorianos. Diversidad, biomasa, productividad y caracteres funcionales de las hojas de los helechos terrestres fueron estudiados en tres cuadrantes permanentes de 400m2 por cada elevación. Se reportaron un total de 91 especies de helechos terrestres en 32 géneros y 18 familias. A través del gradiente altitudinal, el pico más alto de riqueza de especies se registró en elevaciones medias y la riqueza de especies estuvo débilmente relacionada a medidas de productividad del ecosistema y más fuerte relacionado a la productividad de los hehechos terrestres, lo cual podría estar determinado por un incremento en el número de individuos de helechos y por la disponibilidad de nichos. Sin embargo, en cada nivel altitudinal la relación entre la riqueza de especies de helechos y la productividad de helechos fue negativa, lo cual principalmente se debe a la competencia interespecífica; es decir, en ambas escalas espaciales de este estudio, la diversidad de helechos parece estar limitada por el número de nichos disponibles y la competencia para ocupar estos nichos. Al comparar los caracteres funcionales de las hojas de helechos y árboles a través del gradiente altitudinal se observó similaridades entre ellos. Sin embargo, se encontró una diferencia en el área específica de las hojas entre helechos y árboles, lo cual refleja los diferentes niveles de luz de ambas formas de vida. Respecto los cambios altitudinales en biomasa y productividad de helechos y árboles se encontró una notable diferencia entre estas dos formas de vida, lo cual apoya la hipótesis de que ambos grupos de plantas están creciendo limitados por diferentes factores.