Tesis entregada a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al grado de Magíster en Ciencias Biológicas. / Los cambios climáticos durante los últimos 16,000 años antes del presente (AP: antes
del presente), han sido impulsados en gran medida por cambios en la concentración de
CO2 en la atmósfera [CO2]. El recambio de especies y los cambios en la distribución
espacial de las comunidades de plantas, han sido indicadores claves que dan cuenta del
efecto de estos cambios sobre las biotas terrestres en el sur de Sur América. Las
tendencias globales de las respuestas de las plantas a los cambios de [CO2] a lo largo del
tiempo, han mostrado el impacto de estos sobre las características morfológicas y
fisiológicas de las plantas y, a su vez, importantes consecuencias para el funcionamiento
de estas. En el presente trabajo, características morfológicas (densidad estomática (SD),
tamaño del estoma (SS), longitud del poro (pl), y ancho de las células de guardas (gcw))
y fisiológicas (conductancia estomática máxima (δc(max)), composición isotópica de
carbono (δ13C), discriminación isotópica del carbono (∆δ13C), la relación entre la
concentración de CO2 intracelular y la concentración de CO2 en la atmósfera (Ci/Ca)) de
muestras fósiles de Nothofagus dombeyi fechadas para finales del Pleistoceno tardío
(~15,300 – 13,200 cal años AP), y para el Holoceno medio (~6700 – 4900 cal años AP).
Adicionalmente, muestras de poblaciones modernas han sido analizadas para determinar
los ajustes adaptativos de esta especie a las condiciones ambientes cambiantes desde el Pleistoceno tardío hasta la actualidad, marcadas por concentraciones contrastantes de
CO2 en la atmósfera.
Se observó una reducción de la SD, pl, gc (max), ∆δ13C y Ci/Ca desde finales del
Pleistoceno tardío hasta la actualidad, mientras que el δ13C mostró una respuesta
opuesta; SS y gcw no cambiaron a través del tiempo. Las correlaciones entre las
características de la hoja revelaron que la variación en gc(max) podría explicarse por los
cambios en SD y pl, que a su vez se correlacionan con el aumento de las
concentraciones de CO2 en la atmósfera. A través del Pleistoceno tardío y el Holoceno,
las poblaciones de N. dombeyi experimentaron una atmósfera baja en CO2, y los ajustes
en sus características morfológicas y fisiológicas permitieron a estos individuos superar
condiciones adversas, promoviendo su funcionamiento en forma diferente de aquel
exhibido por poblaciones modernas expuesta a mayor [CO2]. La composición del
isótopo de carbono de las muestras fósiles y modernas de N. dombeyi, ha sido una
herramienta importante para comprender los cambios ambientales durante los últimos
15,300 años AP y cómo esta especie se ha adaptado para sobrevivir en ambientes con
una disponibilidad de carbono inferior a los niveles actuales. / Climatic changes during the last 16,000 years before present (BP: Before present), have
been attributed in part to the noteworthy changes of atmospheric CO2 concentrations
[CO2]. Plant populations turnover, and changes in the spatial distribution of plant
communities are the main indicators of the effect of these changes on terrestrial biotas of
the southern part of South America. Global trends on plant responses to changes of
[CO2] through time, have shown the impacts of these changes on plant’s morphological
and physiological characteristics and, in turn, important consequences for plant
functioning. Here, morphological (stomatal density (SD), stomatal size (SS), pore length
(pl), and guard cell width (gcw)) and physiological (anatomical maximum stomatal
conductance (gc(max)), stable carbon isotope ratio (δ13C), carbon isotope discrimination
(∆δ13C), and the inter-cellular to atmospheric CO2 ratio (ci/ca)) characteristic of fossil
samples of Nothofagus dombeyi which spanned within the late Pleistocene (~15,300 –
13,200 cal yr BP), and the mid-Holocene (~6,700 – 4,900 cal yr BP), as well as data
from modern populations have been analyzed to assess the adaptive adjustments of this
species to the novel environments, marked by contrasting concentrations of CO in the
atmosphere.
Here, it was observed that SD, pl, gc(max), ∆δ13C, and ci/ca, have decreased over the last
15,300 yr BP, while δ13C showed an opposite response; SS and gcw did not change through time. Correlations between the leaf features reveled that variation in gc(max)
could be explained by changes in SD and pl, which in turn correlate with the increase of
atmospheric CO2 concentrations. Through late Pleistocene and mid-Holocene, N.
dombeyi populations underwent a low-CO2 atmosphere, and adjustments to their
morphological and physiological characteristic have lead individuals to come up in this
way to defeat adverse conditions, promoting plant functioning different from those of
modern population exposed to higher [CO2]. The carbon isotope composition of both
fossil and extant N. dombeyi samples have been an important tool in understanding the
environmental changes since the late Pleistocene, and how N. dombeyi has adapted to
live in carbon availability lower than current levels. / Laboratorio de Paleoecología, Universidad de Chile, Proyectos FONDECYT-1150690, Anillo ACT172099 (PIA, Conicyt), AFB170008-IEB, Facultad de Ciencias, Universidad de Chile por el financiamiento brindado. / Julio del 2020.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/169915 |
| Date | 04 1900 |
| Creators | Londoño Ortiz, Liliana |
| Contributors | Hinojosa Opazo, Luis, González Vásquez, Alejandra, Villa, Rodrigo, Universidad de Chile. Facultad de Ciencias. Escuela de Postgrado |
| Publisher | Universidad de Chile. |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | English |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
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