Según un estudio la diversidad fitoquímica y la herbivoría son mayores en los bosques tropicales

Está ampliamente aceptado que las interacciones biológicas son más fuertes o más importantes en la generación y mantenimiento de la biodiversidad en los trópicos que en las regiones templadas. Sin embargo, tal hipótesis no había sido completamente probada en ecología y biología evolutivas.

En un estudio publicado en Nature Ecology and Evolution, investigadores del Jardín Botánico Tropical de Xishuangbanna (XTBG por *Xishuangbanna Tropical Botanical Garden) de la Academia China de Ciencias (CAS por Chinese Academy of Sciences) brindaron un fuerte apoyo a aquella predicción fundamental al examinar la diversidad fitoquímica y la herbivoría¹ en 60 comunidades de árboles que van desde bosques tropicales ricos en especies hasta bosques subalpinos pobres en especies.

Fueron investigadas las comunidades de árboles en Yunnan, uno de los puntos florísticos del mundo que contiene un gradiente de elevación desde la selva tropical hasta el bosque subtropical y el bosque subalpino en una distancia relativamente corta. En 2011 y 2012, establecieron 60 parcelas de inventario forestal a largo plazo que van desde el bosque tropical rico en especies hasta el bosque subalpino pobre en especies a lo largo del gradiente.

Utilizando enfoques metabolómicos comunitarios, probaron las predicciones de que la diversidad fitoquímica es mayor dentro y entre las comunidades de los bosques tropicales en comparación con los bosques subtropicales y subalpinos menos ricos en especies. También midieron el daño causado por los herbívoros y la especialización de las hojas.

Combinando esos datos, probaron la predicción de que estas variables son más altas en los trópicos. A continuación, cuantificaron la señal filogenética en la similitud fitoquímica entre especies para comprobar si las especies estrechamente relacionadas divergían más de lo esperado en sus fitoquímicos.

Hallaron que la diversidad fitoquímica era mayor dentro de las comunidades de árboles tropicales en comparación con las comunidades subtropicales y subalpinas. Junto con el aumento de la diversidad fitoquímica alfa y beta en las hojas de las comunidades de árboles tropicales, encontraron un aumento en la herbivoría de las hojas y el grado de herbivoría especializada en los trópicos. Además, la presión herbívora y la especialización fueron más altas en los trópicos.

Luego, los investigadores construyeron una filogenia que incluía a todas las especies de su sistema y cuantificaron la señal filogenética en similitud fitoquímica. Encontraron poca señal filogenética en la similitud fitoquímica de los árboles, lo que sugiere una rápida divergencia entre especies estrechamente relacionadas.

Los resultados también ponen de relieve múltiples dimensiones de la biodiversidad tropical que a menudo no están cuantificadas y son valiosas para la sociedad humana, pero que están amenazadas por el cambio global en curso. Los bosques tropicales no sólo contienen más especies que los bosques templados, sino también niveles espectaculares de diversidad fitoquímica. Es probable que existan numerosas covariables abióticas (p. ej., temperatura y precipitación) y covariables bióticas (p. ej., herbívoros, patógenos, composición y diversidad de vecindarios) que pueden estar asociadas con la diversidad fitoquímica y no se pueden separar claramente para dilucidar mecanismos específicos.

“Nuestro estudio proporciona múltiples líneas de evidencia, de comunidades arbóreas enteras, desde los trópicos hasta los subalpes, de que es probable que las interacciones bióticas desempeñen un papel cada vez más importante en la generación y el mantenimiento de la diversidad de árboles en latitudes cada vez más bajas”, señaló Yang Jie de XTBG.

¿Cómo afecta la diversidad fitonutriente a los ecosistemas?

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La diversidad fitonutriente tiene un impacto significativo en los ecosistemas. Los fitonutrientes son compuestos químicos producidos por las plantas que no son esenciales para su supervivencia, pero que desempeñan un papel importante en la salud y el bienestar de los organismos que interactúan con ellas. Aquí hay algunas formas en que afectan los ecosistemas:

1. Resistencia a plagas y herbívoros: Los fitonutrientes pueden actuar como defensas naturales contra plagas y herbívoros. Algunas plantas producen compuestos tóxicos o amargos que disuaden a los insectos y otros animales de alimentarse de ellas. Cuanta mayor sea la diversidad de fitonutrientes en un ecosistema, más resistente será frente a las plagas.

2. Interacciones simbióticas: Los fitonutrientes también pueden influir en las interacciones simbióticas entre plantas, microorganismos y otros organismos. Por ejemplo, algunos fitonutrientes promueven la simbiosis con hongos beneficiosos en las raíces, lo que mejora la absorción de nutrientes y la salud de las plantas.

3. Ciclos de nutrientes: La diversidad fitonutriente afecta los ciclos de nutrientes en el suelo. Diferentes plantas liberan diferentes compuestos al sustrato a medida que crecen y se descomponen. Esto influye en la disponibilidad de nutrientes para otras plantas y organismos del ecosistema.

4. Funcionamiento del ecosistema: En general, una mayor diversidad fitonutriente contribuye al funcionamiento saludable del ecosistema. Las plantas interactúan con otros componentes del ecosistema, como los microorganismos del suelo, los polinizadores y los depredadores, y los fitonutrientes desempeñan un papel clave en estas relaciones.

Así, la diversidad fitonutriente es fundamental para la salud y la resiliencia de los ecosistemas, y su preservación es crucial para mantener la biodiversidad y la estabilidad ambiental.

¿Cómo se estudia la diversidad de fitonutrientes en los ecosistemas?

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Se realiza de variadas maneras para comprender el impacto en la salud humana y el funcionamiento del entorno natural. Algunas estrategias utilizadas en la investigación son:

A. Análisis de composición de los alimentos: Los científicos analizan la composición de alimentos vegetales, como verduras de hojas verdes, frutas, nueces y legumbres, para identificar los fitonutrientes presentes. Estos análisis proporcionan información sobre los compuestos beneficiosos y su concentración en diferentes alimentos.

B. Estudios epidemiológicos: Se realizan estudios a nivel de población para evaluar la relación entre la ingesta de fitonutrientes y la salud humana. Estos estudios examinan cómo los fitonutrientes afectan el riesgo de enfermedades crónicas, como enfermedades cardiovasculares y cáncer.

C. Cohortes comunitarias: Investigaciones basadas en cohortes de comunidades humanas permiten evaluar el impacto de la ingesta de fitonutrientes en la salud a largo plazo. Estos estudios requieren bases de datos de composición de alimentos para relacionar la ingesta de fitonutrientes con resultados de salud.

D. Métodos analíticos avanzados: Se emplean métodos de alto rendimiento para medir los fitonutrientes en alimentos y evaluar su contenido. Además, se buscan marcadores moleculares para seleccionar clones de cultivos superiores basados en información genómica.

5. Estudios de microverdes: La diversidad fitonutriente en microverdes se investiga a través de análisis de composición, capacidad antioxidante y contenido de nutrientes. Estos estudios ayudan a comprender cómo diferentes genotipos y condiciones de cultivo afectan los fitonutrientes.

Entonces, la investigación sobre la diversidad fitonutriente combina análisis químicos, estudios epidemiológicos y enfoques genéticos para comprender su papel en la salud y el funcionamiento de los ecosistemas.

Algunos ejemplos de fitonutrientes

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Los fitonutrientes son compuestos naturales producidos por las plantas que ofrecen beneficios para la salud. Algunos ejemplos de fitonutrientes y los alimentos en los que se encuentran:

• Carotenoides: Estos pigmentos dan a las frutas y verduras sus colores brillantes. Algunos tipos comunes de carotenoides son:

  • Beta-caroteno: Presente en zanahorias, espinacas, calabazas y tomates.
  • Licopeno: Encontrado en tomates y sandías.
  • Luteína y zeaxantina: Beneficiosos para la salud ocular y presentes en espinacas, col rizada y maíz.

• Ácido elágico: Este fitoquímico reduce el riesgo de cáncer y ayuda a controlar el colesterol. Las frambuesas son una excelente fuente de ácido elágico, y también se encuentra en fresas, moras, uvas y nueces.

• Resveratrol: Principalmente presente en la piel de las uvas y en el vino tinto, el resveratrol apoya la salud cardiovascular y cognitiva. También se encuentra en maníes, pistachos, fresas y chocolate negro.

• Flavonoides: Estos compuestos tienen propiedades antioxidantes y anticancerígenas. Algunos alimentos ricos en flavonoides son:

  • Quercetina: En manzanas, cebollas y té.
  • Catequinas: Presentes en el té verde.
  • Antocianinas: En bayas, uvas y cerezas.

• Glucosinolatos: Se encuentran principalmente en verduras crucíferas como el brócoli, la col rizada y las coles de Bruselas. Ayudan a eliminar toxinas del cuerpo y previenen el cáncer.

Resumen

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• Diversidad fitonutriente: Los árboles tropicales muestran una mayor diversidad de fitoquímicos debido a la presión de los herbívoros.
• Interacciones bióticas: Estas interacciones son más intensas en los trópicos, lo que contribuye a la diversidad de especies de árboles.
• Evolución rápida: Hay poca señal filogenética en la similitud fitoquímica, indicando una rápida divergencia entre especies cercanas.

Importante

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El artículo “Tree phytochemical diversity and herbivory are higher in the tropics fue publicado en Nature Ecology & Evolution, el 27 de junio de 2024. Los autores son: Lu Sun, Yunyun He, Min Cao, Xuezhao Wang, Xiang Zhou, Jie Yang & Nathan G. Swenson.

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