Mecanismos de defensa de la planta a la defoliación
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Mecanismos por los cuales las plantas pueden escapar o tolerar el pastoreo y permanecer por mas tiempo constituyendo una pradera.
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- 1. Mecanismos de defensa de la planta a la defoliación. Jonathan Jesús Mendoza Fernández. Fisiología de la Producción y Utilización de Forrajes. Universidad Austral de Chile Campus Isla Teja Valdivia
- 2. Introducción. DEFOLIACIÓN Efectos morfológicos y fisiológicos Vs Resistencia el pastoreo. Habilidad propia para sobrevivir y crecer en sistemas pastoriles. Estrategias de escape. Estrategias de tolerancia.
- 3. Estrategias de Resistencia a Defoliación 1. Estrategias de Escape 2. Estrategias de Tolerancia a) Mecanismos Constitutivos b) Mecanismos Espaciales c)Mecanismos Temporales “Mecanismos que reducen la probabilidad y severidad del pastoreo.”
- 4. a) Mecanismos constitutivos Impedimentos mecánicos. Atributos mecánicos de la planta aristas y callos afilados de las cariopsis (aunque no está bien documentada). Tricomas y ceras epidérmicas insectos herbívoros. Compuestos bioquímicos. Metabolitos secundarios contra B, H y V Distinta localización en la planta partes jóvenes o de reproducción. Taninos C Vo, Dig. Cianuro y glucósidos cianogénicos. Simbiosis defensiva. Hongos endofíticos metabolitos secundarios extrínsecos Alcaloides producidos son tóxicos para ganado y humanos. Estrategias de Escape
- 5. b) Mecanismos espaciales Formas de crecimiento y plasticidad arquitectónica. Hábito de crecimiento. Gramíneas altas vs de porte medio vs bajas (1). Más productivas las de crecimiento postrado de hojas cortas vs erectas de hoja larga. IAF residual es mayor en postradas más hojas expandidas y puntos de crecimiento indemnes. Fotosíntesis menor en hojas de mayor edad. Crecimiento decumbente. Biomasa menos accesible. Tejido meristemático y fotosintético intacto post defoliación. Estrategias de Escape (1) Belsky 1992.
- 6. c) Mecanismos temporales Evitar pastoreo durante estación de crecimiento y después de defoliación de la planta. Defensa inducida. Cuando aumenta intensidad del pastoreo. Producción de espinas en arbustos ramoneados (3). Sílice en células epidérmicas de las gramíneas. Inducido por pastoreo. Herbívoros invertebrados. Cianuro en Cynodon llega a concentraciones letales. C nlemfuensis Mayor cantidad en estadios jóvenes de desarrollo (1). C plectostachyus Primeros 18 horas de defoliación (2). Resistencia desarrollada. Cambios en la planta a medida que avanza en edad. Lolium perenne edad fibra proteína digestibilidad Estrategias de Escape (1) Ramos et al.1987.(2) Georgiadis y McNaughton 1988. (3) Milewski et al 1991.
- 7. Estrategias de Resistencia a Defoliación 1. Estrategias de Escape 2. Estrategias de Tolerancia a) Mecanismos Constitutivos b) Mecanismos Espaciales c)Mecanismos Temporales a) Mecanismos Morfológicos b) Mecanismos Fisiológicos “Mecanismos que promueven el crecimiento después de la defoliación”
- 8. a) Mecanismos morfológicos Número y fuente de meristemos. En gramíneas Crecimiento depende de meristemos. Crece hoja más rápido de meristemas intercalares que de meristema apical. El crecimiento más lento es desde las yemas. Estrategias de Tolerancia
- 9. b) Mecanismos fisiológicos Procesos compensatorios 1- Fotosíntesis compensatoria. Hojas de plantas defoliadas pueden tener mayor tasa fotosintética que las de las no defoliadas por edad de las hojas comparativamente. 2- Distribución de carbono. Crecimiento radical cesa después de eliminar 50% o más del sistema aéreo (1). Prioridad de C hacia ramas fue respuesta a defoliación (1). Se observó incremento en la distribución de C14 para crecimiento de ápices caulinares post defoliación (2). (1) Richards 1993. (2) Lemaire y Chapman 1998. Estrategias de Tolerancia
- 10. PROCESOS COMPENSATORIOS: 3- Reservas de carbohidratos. Carbohidratos no estructurales. Gramíneas templado sacarosa y fructosano Gramíneas tropicales sacarosa y almidón Almacenamiento en yemas basales del tallo, estolones, rizomas, bulbos y raíces. Sirven como fuente de energía para nuevo crecimiento post defoliación hasta que la fotosíntesis supere la respiración (1). Se movilizan las reservas para suplir la ausencia de síntesis que se produce post defoliación. (1) Huss et al. 1996. Estrategias de Tolerancia
- 11. Estrategias de Resistencia a Defoliación Estrategias de Escape Estrategias de Tolerancia Mecanismos Constitutivos Mecanismos Espaciales Mecanismos Temporales • Impedimentos mecánicos. • Compuestos bioquímicos. • Simbiosis defensiva. • Formas de crecimiento y plasticidad arquitectónica. • Defensa inducida. • Resistencia desarrollada. Mecanismos Morfológicos Mecanismos Fisiológicos • Número y fuente de meristemos • Procesos compensatorios • Fotosíntesis compensatoria • Distribución de carbono • Reservas de carbohidratos
- 12. Conclusión Defoliación afecta el desarrollo morfológico y fisiológico de las praderas por el pastoreo. La planta se defiende con estrategias ante la defoliación para perpetuarse en la pradera donde más de un tributo está involucrado. Conocer los mecanismos de resistencia puede ayudar a una optimización en el manejo de la pradera.
- 13. Por su atención muchas gracias.
Notas del editor
- La defoliación tiene efectos morfológicos y fisiológicos sobre la pradera, donde estos efectos van a depender de factores como el tiempo y severidad del pastoreo y la resistencia que ejerce la pradera a esta imposición. La resistencia al pastoreo la definiremos como la habilidad de la planta a sobrevivir y crecer en sistemas pastoriles, para lo cual la planta usa Estrategias: La estrategia de escape está constituida por atributos arquitectónicos, impedimentos mecánicos y compuestos bioquímicos de la planta que reducen el acceso y aceptabilidad de los tejidos. Por otro lado, la de tolerancia está determinada por la disponibilidad y fuente de meristemos residuales y procesos fisiológicos capaces de promover el crecimiento después de la defoliación.
- La habilidad para sobrevivir es la combinación de estas dos categorías, pero bajo condiciones especiales una, va a predominar cobre la otra.
- Tanino: Químicamente son metabolitos secundarios de las plantas, fenólicos, no nitrogenados, solubles en agua y no en alcohol ni solventes orgánicos. Esto se debe a que estos compuestos son altamente reactivos y, por tanto, interaccionan con las proteínas de las plantas, disminuyendo su accesibilidad a las enzimas digestivas de los herbívoros, así como la digestibilidad de la materia orgánica. Actúan con las microproteínas de la saliva o directamente con los receptores gustativos, y provocan la sensación de astringencia característica de los taninos, y consecuentemente, la baja aceptabilidad de las plantas que los contienen (Ramos et al. 1998). Met secundarios frenan el consumo.
- Esto se debe a que en las especies postradas, el índice de área foliar residual es mayor que en las erectas, quedando después de la defoliación (Briske 1991) mayor cantidad de hojas expandidas y puntos de crecimiento indemnes. Sin embargo, se conoce que después de la defoliación, la fotosíntesis en las hojas de mayor edad tiene menor intensidad que en las hojas recién formadas. Las cubiertas decumbentes resisten mejor el pastoreo porque de esta forma la biomasa está menos accesible para los herbívoros, y una mayor cantidad de tejido meristemático y fotosintético permanece intacto para facilitar el crecimiento después de la defoliación.
- Cianogénesis fue en respuesta al pastoreo y alcanzó niveles suficientes como para ser letales al ganado. RES DES: pueden cambiar el comportamiento, crecimiento y supervivencia de los mamíferos que consumen dichos tejidos.
- La formación de la hoja es más rápida desde los meristemos intercalares, debido a la división celular que ocurre en los primordios foliares, y luego aparece rápidamente el crecimiento, debido a la expansión celular. El crecimiento foliar, a partir de los meristemos apicales, ocurre en menor grado debido al tiempo requerido para la diferenciación celular, previo a la expansión celular. De la misma forma el crecimiento foliar es mucho menor a partir de yemas axilares, debido al tiempo requerido para la activación de las yemas y la diferenciación de los primordios foliares.
- Estos se refieren a la capacidad de compensar daños derivados de una situación de estrés. Están formados por procesos compensatorios. Los mayores rangos fotosintéticos se observaron unos días después de la defoliación, por lo que se atribuyen, en parte, las menores tasas de fotosíntesis a la mayor edad y la senescencia de las hojas no defoliadas. Se plantea que ningún proceso compensatorio simple explica la respuesta diferencial entre gramíneas sensibles y tolerantes al pastoreo.