Abstract

Los factores limitantes para el desarrollo de las plantas en La Península Antártica, tales como: baja temperatura estival, estación de crecimiento corta, baja disponibilidad de agua y suelo, están siendo dramáticamente modificados por el acelerado calentamiento regional (la temperatura promedio del aire ha incrementado en 2,6ºC en los últimos 50 años). Este cambio ambiental se ha correlacionado con un aumento significativo del tamaño de las plantas, cobertura y tamaño de las poblaciones de Deschampsia antarctica y Colobanthus quitensis. A pesar de una serie de publicaciones que describen el efecto del cambio climático regional en las poblaciones de plantas antárticas, hay sólo información limitada sobre las bases ecofisiológicas y bioquímicas que explican el crecimiento y expansión de dichas poblaciones vegetales. Así el objetivo general de este proyecto es: 1. Crear un grupo de investigación internacional en Ecofisiología Vegetal que estudie y divulgue las respuestas de las plantas frente al incremento de temperatura y CO2 con la finalidad de esclarecer las bases biológicas de la expansión de las poblaciones vegetales en el actual escenario de cambio climático en la Antártica Marítima. Los objetivos específicos son: 1. Estudiar el efecto del calentamiento de la península Antártica sobre la maduración de las semillas, la germinación, establecimiento y crecimiento de plantas en el campo y en condiciones de laboratorio. Estos efectos se asociarán con el desempeño fisiológico de las plantas como por ejemplo absorción de nutrientes, cambios en el metabolismo, y balance de carbono. 2. Evaluar el efecto de la disponibilidad de agua en plantas expuestas a calentamiento local en campo y laboratorio. 3. Evaluar el efecto combinado de calentamiento y enriquecimiento de CO2 bajo condiciones de laboratorio y biotrón. 4. Estudiar el efecto del calentamiento en la diversidad microbiológica de la rizósfera de plantas vasculares antárticas y asociar los cambios de diversidad de la microbiota producidos por el calentamiento con la disponibilidad de nutrientes en el suelo. Se realizarán experimentos de campo y laboratorio aplicando un aumento de temperatura (3-5°C) en dos estaciones de crecimiento. Por la complejidad, condiciones climáticas adversas (Ej. alta velocidad del viento) y otras dificultades logísticas en campo, los estudios del efecto combinado del enriquecimiento en CO2 e incremento de temperatura serán realizados en cámaras de cultivo y en BIOTRON donde se simularán las condiciones previamente estudiadas en campo. Los estudios se enfocarán en comprender el efecto de dichos tratamientos a diversos niveles: reproductivo (formación, maduración y germinación de semillas), crecimiento y desarrollo de las plantas, metabólico (fotosíntesis y respiración), y nutricional (cambios la disponibilidad de nutrientes del suelo y de la absorción de nutrientes por la planta). Adicionalmente, se evaluará la influencia del calentamiento en la biodiversidad de los microorganismos del suelo mediante una aproximación metagenómica y se estudiará el efecto del posible cambio climático en la microbiota del suelo en la disponibilidad de nutrientes. Esta propuesta inter-institucional (UFRO, UdeC, UM) que involucra a ecólogos, fisiólogos, biólogos moleculares, químicos de suelo y microbiólogos creará un grupo de investigación multidisciplinario con masa crítica y una visión amplia para abordar la ecofisiología de las plantas antárticas en forma profunda y sinérgica. La externalización de nuestras actividades se realizará a través de talleres para profesores de la enseñanza secundaria y grupos de ciencia escolar usando las redes establecidas de Explora y el programa educacional de INACH. Adicionalmente, estableceremos contacto con la red de museos de Chile, especialmente con el museo de Historia Natural para instalar una exhibición sobre cambio climático en Antártica y se exhibirán los resultados de nuestras experiencias. Finalmente, buscaremos cooperación internacional más allá de los investigadores asociados a este proyecto usando los canales establecidos, tales como los programas de investigación de SCAR, como AntETR (Antarctic Ecosystems: Adaptations, 2 Thresholds and Resilience) y también con UNIS (University of Centre Svalbard) que tienen una gran experiencia en ecología terrestre en el Ártico.