Eloisa Lasso de Paulis

 Los ecosistemas de alta montaña son extremadamente importantes para la regulación y el mantenimiento del recurso hídrico de varias ciudades y veredas. En un panorama de cambio climático el páramo es particularmente vulnerable tanto por el aumento en la temperatura como por el cambio en los patrones de lluvia. Si bien se piensa que en el páramo la variación espacial en el microclima puede proveer refugios, es importante entender como la vegetación de este ecosistema reaccionará a una reducción en la precipitación como se predice ocurrirá en gran parte de los páramos colombianos. Mi proyecto plantea contestar dos preguntas: 1) Cuáles son los rasgos fisiológicos y morfológicos que nos ayudarían a entender mejor el estado hídrico y la vulnerabilidad a la sequía de las plantas de páramo? y 2) de acuerdo con esto deducir cuál de los grupos funcionales o formas de crecimiento (roseta, arbusto o hierba) es más susceptible a la sequía en posibles escenarios de cambio climático. Para resolverlas, trabajaré con los tres grupos funcionales mencionados, todos dentro de la familia Asteraceae, para tener cierto control filogenético. Con base en los trabajos fisiológicos realizados en páramos Venezolanos que han mostrado a las rosetas gigantes como evasoras, a los arbustos con estrategias que pueden variar entre tolerantes a evasores y las hierbas como tolerantes al déficit hídrico, esperaría que las más sensibles a la sequía fueran las rosetas gigantes y las más tolerantes las hierbas, mientras los arbustos presentarían rangos intermedios.

Los ecosistemas de alta montaña se están calentando mas rápido que los ecosistemas de tierras bajas y se piensa que son mas sensibles al cambio climático. De ahí que predecir la respuesta al cambio climático de los ecosistemas de montaña se ha vuelto una prioridad. Para los Andes tropicales las proyecciones sugieren un aumento de 3 ± 1.5°C en este siglo, y unas tendencias a un descenso en la precipitación en el norte de los Andes en Colombia y Venezuela. La evidencia de estudios fisiológicos, incluyendo los nuestros, sugiere que las plantas de paramo pueden lidiar con temperaturas más altas pero que sus respuestas al déficit hídrico si podría ser muy variable entre especies y determinante en la respuesta de la comunidad de plantas de paramo a cambios futuros en la precipitación y disponibilidad de agua. De hecho, la combinación de una menor precipitación y un aumento en temperatura aumentarían la demanda evaporativa del aire y reducirían el contenido de agua en el suelo, afectando las relaciones hídricas y el intercambio de CO2 de las plantas. En los paramos mas secos como el de Venezuela, se ha visto que muchos arbustos y pastos son tolerantes al déficit hídrico y en consecuencia la comunidad de pastos/arbustos típica del paramo podría mostrar algo de resiliencia. Sin embargo, las rosetas gigantes que parecen ser poco tolerantes al déficit hídrico sufrirían mucho en un futuro mas seco y caliente. En los paramos colombianos más húmedos, se ha trabajado poco con la fisiología a la tolerancia al déficit hídrico y sabemos muy poco sobre las estrategias que tienen las plantas en nuestros páramos.  Los datos que tenemos hasta ahora sugieren que las rosetas son poco eficientes en el uso de agua, y se comportan como evasores, lo que las hace potencialmente vulnerables al déficit hídrico. Hemos visto que algunas especies de arbustos podrían ser mas tolerantes, pero no sabemos que tanto. Del trabajo de una de mis estudiantes de maestría que estudió sólo dos especies de arbustos del genero Hypericum sabemos que, inclusive las especies aparentemente más tolerante a la sequía están viviendo en el borde de su margen de seguridad y que su xilema cavita a valores relativamente altos de potencial hídrico, es decir en plantas relativamente bien hidratadas. Qué pasará si aumentan los episodios de sequía o la duración de la estación seca con el paramo es una pregunta que necesita ser enfrentada y es lo que proponemos hacer en estos dos años. Queremos estudiar la vulnerabilidad al déficit hídrico de mas especies de páramo en vista que probablemente este sea la amenaza mayor en los paramos bajo escenarios de cambio climático.

 Los ecosistemas de alta montaña son extremadamente importantes para la regulación y el mantenimiento del recurso hídrico de varias ciudades y veredas. En un panorama de cambio climático el páramo es particularmente vulnerable tanto por el aumento en la temperatura como por el cambio en los patrones de lluvia. Si bien se piensa que en el páramo la variación espacial en el microclima puede proveer refugios, es importante entender como la vegetación de este ecosistema reaccionará a una reducción en la precipitación como se predice ocurrirá en gran parte de los páramos colombianos. Mi proyecto plantea contestar dos preguntas: 1) Cuáles son los rasgos fisiológicos y morfológicos que nos ayudarían a entender mejor el estado hídrico y la vulnerabilidad a la sequía de las plantas de páramo? y 2) de acuerdo con esto deducir cuál de los grupos funcionales o formas de crecimiento (roseta, arbusto o hierba) es más susceptible a la sequía en posibles escenarios de cambio climático. Para resolverlas, trabajaré con los tres grupos funcionales mencionados, todos dentro de la familia Asteraceae, para tener cierto control filogenético. Con base en los trabajos fisiológicos realizados en páramos Venezolanos que han mostrado a las rosetas gigantes como evasoras, a los arbustos con estrategias que pueden variar entre tolerantes a evasores y las hierbas como tolerantes al déficit hídrico, esperaría que las más sensibles a la sequía fueran las rosetas gigantes y las más tolerantes las hierbas, mientras los arbustos presentarían rangos intermedios.

Los ecosistemas de alta montaña se están calentando mas rápido que los ecosistemas de tierras bajas y se piensa que son mas sensibles al cambio climático. De ahí que predecir la respuesta al cambio climático de los ecosistemas de montaña se ha vuelto una prioridad. Para los Andes tropicales las proyecciones sugieren un aumento de 3 ± 1.5°C en este siglo, y unas tendencias a un descenso en la precipitación en el norte de los Andes en Colombia y Venezuela. La evidencia de estudios fisiológicos, incluyendo los nuestros, sugiere que las plantas de paramo pueden lidiar con temperaturas más altas pero que sus respuestas al déficit hídrico si podría ser muy variable entre especies y determinante en la respuesta de la comunidad de plantas de paramo a cambios futuros en la precipitación y disponibilidad de agua. De hecho, la combinación de una menor precipitación y un aumento en temperatura aumentarían la demanda evaporativa del aire y reducirían el contenido de agua en el suelo, afectando las relaciones hídricas y el intercambio de CO2 de las plantas. En los paramos mas secos como el de Venezuela, se ha visto que muchos arbustos y pastos son tolerantes al déficit hídrico y en consecuencia la comunidad de pastos/arbustos típica del paramo podría mostrar algo de resiliencia. Sin embargo, las rosetas gigantes que parecen ser poco tolerantes al déficit hídrico sufrirían mucho en un futuro mas seco y caliente. En los paramos colombianos más húmedos, se ha trabajado poco con la fisiología a la tolerancia al déficit hídrico y sabemos muy poco sobre las estrategias que tienen las plantas en nuestros páramos.  Los datos que tenemos hasta ahora sugieren que las rosetas son poco eficientes en el uso de agua, y se comportan como evasores, lo que las hace potencialmente vulnerables al déficit hídrico. Hemos visto que algunas especies de arbustos podrían ser mas tolerantes, pero no sabemos que tanto. Del trabajo de una de mis estudiantes de maestría que estudió sólo dos especies de arbustos del genero Hypericum sabemos que, inclusive las especies aparentemente más tolerante a la sequía están viviendo en el borde de su margen de seguridad y que su xilema cavita a valores relativamente altos de potencial hídrico, es decir en plantas relativamente bien hidratadas. Qué pasará si aumentan los episodios de sequía o la duración de la estación seca con el paramo es una pregunta que necesita ser enfrentada y es lo que proponemos hacer en estos dos años. Queremos estudiar la vulnerabilidad al déficit hídrico de mas especies de páramo en vista que probablemente este sea la amenaza mayor en los paramos bajo escenarios de cambio climático.

Los Andes han sido señalados como promotores de diversificación en distintos taxa, debido a su acción como barrera geográfica vicariante o a través de eventos de no recurrentes dispersión. La evidencia de estos procesos proviene de estudios realizados mayoritariamente en vertebrados. A pesar de la cantidad de especies que existen en artrópodos, poco se sabe de la influencia de los Andes en la generación de su variación. Esto es particularmente enigmático en el caso de especies que presentan polimorfismo fenotípico, donde no se ha evaluado la conectividad genética y agrupamiento alélico a través de las depresiones altitudinales de su topografía, la cuales se han descrito desde 1917 como zonas de contacto de fauna. En este proyecto se pretende estudiar el polimorfismo de coloración y la conectividad de poblaciones de Gasteracantha cancriformis en distintos corredores interandinos, buscando entender los procesos geológicos y biológicos que generan su diversidad fenotípica. Es así como la presente propuesta pretende contribuir a entender la generalidad de los patrones de especiación asociados a los Andes, su efecto en el agrupamiento del polimorfismo, junto iniciar en dilucidar las bases genéticas de la coloración en arácnidos.

Los inselbergs son afloramientos rocosos precámbricos que forman islas terrestres dentro de sabanas o bosques secos tropicales. Estos se encuentran fragmentados en numerosas islas de vegetación en las que grupos de plantas o pequeñas comunidades crecen sobre un suelo superficial localizado en grietas y cavidades que varían en tamaño y profundidad. Las plantas que habitan estos ecosistemas deben lidiar en conjunto con estrés hídrico, lumínico y térmico producto de las extremas condiciones edáficas y microclimáticas. Sin embargo, el difícil acceso a estos ecosistemas ha impedido el estudio in situ de los rasgos fisiológicos que le permiten a las especies de plantas que allí habitan sobrevivir  en uno de los ambientes más hostiles del planeta. El objetivo de esta investigación es determinar cuál es la estraetegia hidráulica (isohídrica o anisohídrica) que tres de las especies más comunes de plantas vasculares de inselbergs de Puerto Carreño, Vichada (Colombia) han desarrollado para vivir en este ecosistema. Para esto, durante la época húmeda y seca mediré rasgos funcionales de las tres especies de plantas vasculares relacionados con la estructura de la hoja y las características de los estomas, el estatus hídrico, el intercambio gaseoso y la fluorescencia de la clorofila a.

Clusia es un género Neotropical de amplia diversidad en cuanto a formas de vida y vías fotosintéticas. A nivel mundial presenta unas 300 especies (Gehrig et al., 2003), de las cuales hay 160 reportadas para Colombia. Este género es muy diverso y versátil lo que permitiría explorar bajo que condiciones como por ejemplo humedad, altitud, temperatura y formas de vida se favorece un tipo de fotosíntesis sobre otro, entre las vías C3,  CAM o alguna de sus formas intermedias. Para explorar esta pregunta se realizarán análisis de isótopos de Carbono (δ13C) de muestras de 5mg de hojas secas de herbario para las cuales no necesitamos permiso de colectas pues ya han sido colectadas y están en colecciones. Sin embrago, si haremos algunas colectas en campo para titulación de tejido macerado en dos especies de Clusia que presenta diferentes formas de vida (epifita y terrestre) para explorar si existe una relación entre las formas de vida y la expresión de las vías fotosintéticas. Nuestra hipótesis es que CAM se expresará más frecuente en condiciones donde el agua puede escasear, donde la temperatura es alta y principalmente en tierras bajas. Finalmente, se esperaría que se favorezca esta ruta metabólica en el hábito epífito con respecto al terrestre debido a las diferencias en accesibilidad al agua entre habitos.

Orchidaceae es la familia más extensa en términos de especies. Éstas han colonizado una gran variedad de ecosistemas con diferentes condiciones ambientales. Para lograrlo, esta familia de plantas ha adquirido distintas adaptaciones ecofisiológicas, especialmente la vía fotosintética CAM que permite fijar carbono mientras ahorra agua, distintos hábitos como el epífito y terrestre que les han permitido explorar distintos nichos ecológicos, y la asociación con hongos micorrízicos que les permite germinar, crecer y establecerse en distintos ambientes. Sin embargo, poco se ha estudiado respecto a la relación que puede existir entre el ambiente, la altitud y el hábito epífito sobre el tipo de metabolismo fotosintético en un país tan diverso a nivel de ecosistemas, como lo es Colombia. Además, respecto a la influencia de la vía fotosintética CAM sobre las especies de hongos micorrízicos nada se ha hecho. Por lo tanto, en esta investigación se plantea hacer un muestreo extensivo de muestras de herbario de orquídeas epífitas y terrestres de diversos ecosistemas, en un rango de altitud que va desde el nivel del mar hacia los páramos para determinar el metabolismo fotosintético por medio de espectrofotometría de masas y titulación de tejidos, teniendo en cuenta el rango de precipitación. Asimismo, identificar a nivel molecular las especies de hongos micorrízicos asociados a orquídeas terrestres y epífitas del género Epidendrum, en ecosistemas de tierras bajas. Finalmente, establecer la afinidad filogenética entre las orquídeas y sus hongos. En este sentido, se espera que la prevalencia de CAM disminuya con la altitud, pero que aumente en orquídeas epífitas que en terrestres y en ecosistemas con rangos de precipitación bajo. Asimismo que las especies de hongos micorrízicos sean distintas pero relacionadas filogenéticamente entre orquídeas epífitas y terrestres, y CAM y no CAM. Además que haya mayor cantidad de especies de hongos en orquídeas epífitas y CAM.

Los modelos climáticos predicen que la temperatura aumentará entre 2 y 5°C en los próximos 50 años impactando la productividad de los cultivos, los ecosistemas, la biodiversidad, y las dinámicas de carbono. De particular interés son los ecosistemas de alta montaña como el Páramo que almacena grandes cantidades de carbón en sus suelos y contienen especies extremadamente vulnerables al cambio climático. Un aumento en la temperatura en este ecosistema podría acelerar la descomposición de la materia orgánica en el suelo y aumentar así la liberación de carbono (CO2) a la atmósfera, lo que a su vez podría retroalimentar el efecto invernadero y contribuir a aumentar la temperatura global. Por otro lado, muchas especies de paramo son especialistas de montaña y ante un aumento de temperatura tendrían que emigrar, adaptarse a las nuevas condiciones, o desaparecer. Nuestros proyecto busca evaluar ambos aspectos; los servicios del paramo como sumidero de carbono y los rasgos funcionales de especies de paramo y su relación con su susceptibilidad al cambio climático mediante experimentos en campo y laboratorio de calentamiento y sequia para identificar cuales serian bueno predictores de la vulnerabilidad de las especies al cambio climático. Dentro de este  proyecto general tenemos actualmente una estudiante doctoral, Marisol Cruz realizando su tesis y proyecto semilla, y varios estudiantes de Maestria y pregrado que han realizdo tesis en el tema o estan por realizarla. Tambien una propuesta sometida a colciencia que adjuntamos como archivo asociado