Articulo de referencia

Raíz fina

Una raíz fina se define comúnmente como una raíz vegetal con un diámetro de dos milímetros o menos. [ 1 ] Las raíces finas pueden funcionar en la adquisición de recursos del sue...

Una raíz fina se define comúnmente como una raíz vegetal con un diámetro de dos milímetros o menos. [ 1 ] Las raíces finas pueden funcionar en la adquisición de recursos del suelo (p. ej., nutrientes, agua) y/o en el transporte de recursos, lo que las hace funcionalmente más análogas a las hojas y ramitas en el sistema aéreo de una planta . [ 1 ] Las características de las raíces finas varían entre especies y responden a las condiciones ambientales. [ 2 ] [ 3 ] En consecuencia, las raíces finas se estudian para caracterizar las estrategias de adquisición de recursos y la capacidad competitiva de las especies vegetales. Se han desarrollado categorías de raíces finas basadas en el diámetro de la raíz, la posición en la jerarquía de ramificación de un sistema radicular y la función principal. Las raíces finas a menudo se asocian con hongos simbióticos y desempeñan un papel en muchos procesos del ecosistema, como los ciclos de nutrientes y el refuerzo del suelo. [ 4 ] [ 2 ]

Descripción general

Las raíces finas, en conjunto, constituyen la mayor parte de la longitud total del sistema radicular en muchas plantas perennes y anuales. [ 5 ] A medida que envejecen y se desarrollan, su función cambia de adquirir principalmente recursos del suelo a transportar materiales a otras partes del cuerpo de la planta. [ 2 ] [ 1 ] [ 6 ] La función principal de una raíz fina se puede determinar en función de sus características funcionales. [ 1 ]

Se cree que los rasgos de las raíces finas de una especie vegetal son indicativos de la estrategia evolutiva de esa especie para la adquisición de recursos del suelo. [ 7 ] Ciertas características del crecimiento y la fisiología de las raíces finas son altamente plásticas , lo que permite que las raíces de una planta respondan a la naturaleza del entorno local del suelo. [ 2 ] [ 3 ] Se ha demostrado que las raíces finas responden a parches de nutrientes del suelo. [ 8 ] [ 7 ] Las respuestas incluyen el alargamiento de los segmentos de raíz y el aumento de la longitud total de las raíces finas, el aumento de la iniciación de raíces laterales y el aumento de la ramificación. [ 8 ] [ 9 ] El efecto de estas respuestas en la absorción de nutrientes de una planta no está claro. [ 8 ] En múltiples tipos de ecosistemas y edades de rodales forestales , se ha encontrado que la biomasa de raíces finas disminuye con el aumento de la profundidad del suelo. [ 7 ] De manera similar, se ha demostrado que la concentración de nitrógeno de las raíces finas es menor en suelos más profundos. [ 7 ] Estos cambios pueden reflejar cambios verticales en la naturaleza del suelo, ya que los suelos superficiales pueden tener un mayor contenido de nutrientes disponibles que los suelos profundos. [ 10 ] [ 11 ] Se han observado características que parecen ser cicatrices de ramas laterales en raíces finas, lo que indica que algunas raíces finas son caducas . [ 2 ]

Clasificación

Tradicionalmente, las raíces finas se definen como raíces de plantas con un diámetro de dos milímetros o menos. [ 1 ] Esta definición basada en el tamaño es arbitraria, ya que no define de forma clara ni lógica las raíces finas en función de su anatomía, morfología, fisiología y/o función. [ 2 ] [ 5 ] Los primeros estudios que utilizaron esta definición asumieron que todas las raíces de la clase de tamaño de dos milímetros son funcionalmente iguales, pero muchos estudios posteriores han demostrado que las raíces de esta clase de tamaño pueden tener diferentes características demográficas y funcionales. [ 1 ]

Dentro de la categoría de dos milímetros, las raíces pueden presentar una gran variabilidad en sus características y función. Para tener esto en cuenta, los biólogos especializados en raíces han comenzado a definir subcategorías de raíces finas según su diámetro, su posición en la jerarquía de ramificación y su función.

Clases basadas en el diámetro

Como grupo, las raíces finas se definen de manera más consistente por un diámetro límite de dos milímetros. En reconocimiento de la variedad de características y funciones de las raíces dentro de esta categoría y la relación entre el diámetro y la función, se han utilizado clases de diámetro más pequeñas en investigaciones recientes. Los estudios que se centran solo en raíces que funcionan en la adquisición de recursos han examinado raíces de menos de un milímetro o 0,5 milímetros. [ 1 ] Las raíces con un diámetro menor a 0,5 milímetros se han denominado "raíces muy finas". [ 2 ] [ 12 ] Debido a que las características de las raíces finas [ 13 ] como el diámetro varían según la especie, y la investigación que examina la función de diferentes tamaños de raíces en diferentes especies es limitada, las clases de raíces finas basadas en el diámetro son en su mayoría arbitrarias y complican las comparaciones entre especies. [ 6 ] [ 1 ] Por ejemplo, las raíces finas de dos milímetros de diámetro pueden aparecer en árboles, pero serían raíces muy grandes en muchas especies de cultivos anuales y perennes. [ 14 ]

Clases basadas en el orden

Este sistema de clasificación asigna un número de orden a una raíz según su posición en la jerarquía de ramificación del sistema radicular, y se basa en el esquema de Horton-Strahler para ordenar los afluentes de los arroyos . [ 15 ] Los segmentos más distales del sistema radicular (segmentos de raíz no ramificados que terminan en puntas de raíz) se clasifican como raíces de primer orden. Cuando dos raíces del mismo orden convergen, a la raíz resultante de su combinación se le asigna el siguiente orden de raíz más alto (por lo que dos raíces de primer orden se fusionan para formar una raíz de segundo orden). [ 2 ] Cuando dos segmentos de raíz de órdenes diferentes se encuentran, a la raíz resultante se le da el orden más alto de las dos raíces que se fusionaron (por lo que una raíz de segundo orden y una de primer orden se combinan para formar una raíz de segundo orden). [ 2 ] Este sistema de clasificación es común en la investigación moderna de raíces, ya que muchos estudios han demostrado que se pueden detectar diferencias significativas en los rasgos de las raíces finas al distinguir las raíces por orden. [ 1 ] Entre los rasgos que se ha demostrado que aumentan con el orden de las raíces se incluyen el diámetro de la raíz, la longevidad y el crecimiento secundario , mientras que el contenido de nitrógeno de la raíz, la colonización micorrícica y la renovación han mostrado disminuciones con el aumento del orden de las raíces. [ 1 ]

Diagrama de una estructura ramificada con números asignados a cada segmento. Todos los segmentos distales están numerados con el "1". Cuando dos segmentos del mismo orden se encuentran, el segmento resultante de su combinación recibe el orden inmediatamente superior. Cuando dos segmentos de órdenes diferentes se encuentran, el segmento resultante recibe el orden superior de los dos segmentos que se combinan.
Órdenes asignadas a segmentos de flujo utilizando el esquema de ordenación de Horton-Strahler. Las órdenes raíz se asignan utilizando este esquema.

Clases basadas en funciones

Según este sistema, las raíces finas se clasifican en raíces finas absorbentes o raíces finas de transporte. [ 1 ] Las raíces finas absorbentes funcionan principalmente para adquirir recursos del suelo y comprenden los segmentos más distales de un sistema radicular (segmentos de orden inferior). [ 1 ] Las raíces finas de transporte resultan de la fusión de las raíces finas absorbentes y, por lo tanto, son de orden superior. Principalmente, las raíces finas de transporte transportan materiales vegetales y sostienen la estructura de la planta, pero también pueden almacenar materiales vegetales. [ 1 ] Estas clases funcionales a menudo se pueden distinguir visualmente en los árboles, pero no en los cultivos. [ 14 ]

Rama de la raíz que muestra asociaciones con hongos ectomicorrícicos.
Las raíces finas del abeto de Douglas se asocian con hongos ectomicorrícicos.

Ecología

asociaciones micorrícicas

En los árboles, las raíces finas generalmente están colonizadas exclusiva o predominantemente por un solo tipo de micorriza , ya sean micorrizas arbusculares o ectomicorrizas . [ 2 ]

Competencia

Las plantas suelen competir con las plantas circundantes por espacio para las raíces y recursos. La capacidad de una planta para competir, y su estrategia para la competencia, se pueden determinar examinando las características, la abundancia, la distribución y las funciones de las raíces finas y sus micorrizas asociadas. [ 2 ] [ 16 ]

Ciclo de materiales

Micorriza arbuscular vista al microscopio. Células corticales de la raíz de lino que contienen arbúsculos pareados.
Las raíces del lino se asocian con hongos micorrícicos arbusculares.

En los ambientes terrestres, las raíces finas absorben agua y nutrientes del suelo y los devuelven al suelo al morir y descomponerse. [ 1 ] Las raíces finas también liberan exudados , incluido carbono lábil, durante los procesos vitales y la renovación. Esto afecta directamente a las reservas de carbono orgánico del suelo e indirectamente a ellas al estimular la actividad microbiana. [ 1 ] Por lo tanto, las raíces finas desempeñan un papel en los ciclos del agua , el carbono y los nutrientes de los ecosistemas terrestres. [ 1 ] En los ciclos de carbono y nutrientes de los bosques, la formación, muerte y descomposición de las raíces finas pueden representar entre el 20 y el 80 % de la producción primaria neta total . [ 6 ]

Refuerzo del suelo

Las raíces de las plantas sostienen el suelo, lo que estabiliza los terrenos inclinados y limita la erosión . Las propiedades del tamaño de las raíces, incluido el diámetro, influyen en el refuerzo mecánico de una pendiente. [ 4 ] La estabilidad del suelo depende de la resistencia a la tracción de las raíces. La resistencia a la tracción de las raíces aumenta al disminuir el diámetro de las raíces, por lo que las raíces finas son más fuertes que las raíces gruesas. [ 17 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 McCormack, M. Luke; Dickie, Ian A .; Eissenstat, David M.; Fahey, Timothy J.; Fernandez, Christopher W.; Guo, Dali; Helmisaari, Heljä-Sisko; Hobbie, Erik A.; Iversen, Colleen M.; Jackson, Robert B.; Leppälammi-Kujansuu, Jaana (2015-03-10). "Redefiniendo las raíces finas mejora la comprensión de las contribuciones subterráneas a los procesos de la biosfera terrestre" . New Phytologist . 207 (3): 505– 518. Bibcode : 2015NewPh.207..505M . doi : 10.1111/nph.13363 . ISSN 0028-646X . PMID 25756288 .  
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Pregitzer, Kurt S.; DeForest, Jared L.; Burton, Andrew J.; Allen, Michael F.; Ruess, Roger W.; Hendrick, Ronald L. (mayo de 2002). "Arquitectura de raíces finas de nueve árboles norteamericanos". Ecological Monographs . 72 (2): 293. doi : 10.2307/3100029 . ISSN 0012-9615 . JSTOR 3100029 .  
  3. 1 2 Kumar, Amit; Shahbaz, Muhammad; Koirala, Manisha; Blagodatskaya, Evgenia; Seidel, Sabine Julia; Kuzyakov, Yakov ; Pausch, Johanna (2019-09-18). "Plasticidad de rasgos radiculares y adquisición de nutrientes de plantas en suelos limitados por fósforo" . Journal of Plant Nutrition and Soil Science . 182 (6): 945– 952. Bibcode : 2019JPNSS.182..945K . doi : 10.1002/jpln.201900322 . ISSN 1436-8730 . 
  4. 1 2 Schwarz, M.; Lehmann, P.; Or, D. (2010-03-15). "Cuantificación del refuerzo de raíces laterales en pendientes pronunciadas: de un haz de raíces a rodales de árboles". Earth Surface Processes and Landforms . 35 (3): 354– 367. Bibcode : 2010ESPL...35..354S . doi : 10.1002/esp.1927 . ISSN 0197-9337 . 
  5. 1 2 Pierret, Alain; Moran, Christopher J.; Doussan, Claude (2005-03-09). "La metodología de detección convencional está limitando nuestra capacidad para comprender los roles y funciones de las raíces finas" . New Phytologist . 166 (3): 967– 980. Bibcode : 2005NewPh.166..967P . doi : 10.1111/j.1469-8137.2005.01389.x . ISSN 0028-646X . PMID 15869656 .  
  6. 1 2 3 Hishi, Takuo (abril de 2007). "Heterogeneidad de las raíces individuales dentro de la arquitectura de raíces finas: vínculos causales entre las funciones fisiológicas y del ecosistema". Journal of Forest Research . 12 (2): 126– 133. Bibcode : 2007JFR....12..126H . doi : 10.1007/s10310-006-0260-5 . ISSN 1341-6979 . S2CID 12416950 .  
  7. 1 2 3 4 Ugawa, Shin; Miura, Satoru; Iwamoto, Kojiro; Kaneko, Shinji; Fukuda, Kenji (2010-06-04). "Patrones verticales de biomasa de raíces finas, morfología y concentración de nitrógeno en un bosque subalpino de abetos ondulados". Plant and Soil . 335 ( 1– 2): 469– 478. Bibcode : 2010PlSoi.335..469U . doi : 10.1007/s11104-010-0434-y . ISSN 0032-079X . S2CID 23620753 .  
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  • Base de datos de ecología de raíces finas
  • Imágenes de ectomicorrizas en raíces finas