Functional diversity of the mechanism of winter photoinhibition across the Plant Kingdom

Abstract

Muchos organismos vegetales tienen que enfrentarse a las duras condiciones invernales, sobreviviendo a la combinación de bajas temperaturas y alta irradiación. Para evitar daños en el aparato fotosintético, deben presentar sistemas antioxidantes, así cómo procesos que disipen el exceso lumínico. Entre estos destaca la disipación térmica que consiste en la reemisión del exceso lumínico que llega a la superficie de la planta en forma de calor. Un aumento en la disipación térmica conlleva una disminución de la eficiencia fotosintética. Este proceso es conocido como fotoinhibición, en invierno, más concretamente se la denomina fotoinhibición invernal (WPI). Hasta ahora, la WPI ha sido caracterizada principalmente en leñosas y en algunos cultivos, pero poco se sabe de lo que ocurre en otras especies que también viven de forma natural en zonas con condiciones invernales extremas como son algunas herbáceas, helechos, líquenes, briófitos y algas terrestres. Por ello, en esta tesis, el objetivo principal ha sido conocer la extensión adaptativa de la WPI en el Reino Vegetal. Los principales resultados muestran que: (i) aunque las leñosas son las que presentan valores de WPI más elevados, éste no es un proceso exclusivo de este grupo funcional; (ii) el umbral térmico al que se activa la WPI es 0ºC; (iii) antioxidantes como la zeaxantina son acumulados en innumerables especies durante el invierno, independientemente de su grado de fotoinhibición; (iv) los patrones de fotoinhibición de los tallos son muy parecidos a los de las hojas; (v) en general, las algas de vida libre presentan una WPI mayor que los líquenes; (vi) el efecto positivo que tiene la simbiosis liquénica, va más allá de un simple sombreamiento por parte del hongo al alga; (vii) los cambios en las proteínas tilacoidales durante el invierno no siguen un patrón común en todas las especies estudias. El estudio de la WPI es de gran relevancia, para conocer el comportamiento de ciertas especies bajo las condiciones de cambios climático del planeta.