Publicado en línea el Lunes 28 de noviembre de 2016, por jolube

“Este trabajo constituye la primera evidencia de que los organismos vivos pueden utilizar el agua de cristalización del yeso”, comenta la Dra. Sara Palacio.

Helianthemum squamatum en los yesos de laguna de la Playa de Bujaraloz (Z). Foto: JOLUBE

Helianthemum squamatum en los yesos de laguna de la Playa de Bujaraloz (Z). Foto: JOLUBE

Algunos minerales contienen agua en su estructura cristalina, es el caso del yeso, un mineral que aflora en zonas áridas y semiáridas y es muy abundante en la Península Ibérica. En condiciones naturales, el yeso puede perder el agua de cristalización –alrededor de un 20% de su peso– formando basanita (sulfato cálcico con media molécula de agua) o anhidrita (sulfato cálcico sin agua). Esta capacidad de hidratarse y deshidratarse podría ser la clave de la supervivencia de muchas especies de plantas en épocas de sequía.El uso de esa agua cristalizada podría ser una fuente de agua para la vida, hasta ahora poco estudiada, crítica en condiciones de sequía.

“Los resultados demuestran que el agua de cristalización del yeso es una fuente de agua fundamental para las plantas de raíz poco profunda que habitan en terrenos yesosos, especialmente en verano, cuando puede llegar a representar el 90 % del agua absorbida por las plantas”, detalla la Dra. Palacio.

El estudio ha sido liderado por científicos del IPE-CSIC junto al Centre Agrotecnic de la Universitat de Lleida. Los resultados se han publicado en la revista Nature Communications.

Para comprobar la hipótesis de que las plantas podrían usar el agua de la estructura del yeso, los investigadores han usado las diferencias de la composición isotópica entre el agua libre de lluvia y el agua cristalizada en yesos. Así, la composición de la savia del xilema –la llamada savia bruta, que es extraída del suelo por la planta– de las plantas de yesos durante el verano, muestra valores más próximos a los del agua cristalizada en yesos que al agua libre del suelo. El agua cristalizada representa una fuente de agua significativa para organismos que crecen en yesos, especialmente en verano, cuando supone el 70-90 % del agua usada por plantas de raíces poco profundas. Dada la extensión del yeso en las tierras secas en la Tierra y Marte, esos resultados podrían tener importantes implicaciones para la recuperación de tierras áridas y exobiología.

El estudio lo han realizado con Helianthemum squamatum (planta gipsícola con raíces someras que no alcanzan el nivel freático) en la zona de Villamayor-Alfajarín (Zaragoza), estudiando la diferente composición en isótopos del agua cristalizada en los yesos y el agua libre en el suelo procedente de lluvia, y comparándola con la composición del agua en la savia de las plantas. El resultado es que en verano, el 90 % del agua contenida en la savia sería de composición similar a la del agua cristalizada en los yesos, mientras que en primavera la composición del agua correspondería al 50% de ambos tipos. Igualmente se hicieron experimentos con plantas en macetas.

Los resultados obtenidos parecen ser comunes a otras plantas que crecen en la zona y que muestran una composición hídrica similar a la de Helianthemum squamatum.

¿Cómo consiguen las plantas obtener ese agua? Se proponen dos mecanismos complementarios: 1. Captación pasiva a través del calentamiento del suelo; 2. Extracción activa a través de cambios en la química del suelo. Así se ha visto en experimentos que la trasformación del yeso en anhidrita se inicia a 42-60ºC, incluso a menores temperaturas en suelos de yeso no puro. En esas circunstancias, el yeso de las capas superficiales puede ser fácilmente deshidratado liberando moléculas de agua aprovechables por las plantas y otros organismos. La anhidrita resultante es muy inestable y se rehidrata a basanita en unos minutos tras ser expuesto al aire. Esa basanita puede deshidratarse más rápido y a temperaturas más bajas que el yeso y a continuación rehidratarse, sobre todo por la noche cuando disminuye la temperatura y la presión de vapor del agua, creándose así ciclos de deshidratación-rehidratación.

Por su parte, las plantas y los microorganismos asociados a ellas pueden modificar la química del suelo en contacto con sus raíces, dando lugar a cambios del pH del suelo a consecuencia de los ácidos orgánicos liberados por los microorganismos y así incrementar la disponibilidad de componentes inorgánicos a las plantas. Líquenes, algas libres, hongos, cianobacterias, etc., pueden crecer como organismos endolíticos en el yeso, disolviendo rocas. También algunas plantas como H. squamatum tienen capacidad de disolver el yeso, siendo capaces sus raíces de crecer en horizontes del suelo de roca de yeso. Esta capacidad de disolver el yeso podría explicar el uso del agua en primavera, cuando el yeso es termodinámicamente estable.

También en Marte

Aunque estos mecanismos requieren más investigación, estos resultados son la primera evidencia del uso del agua en la estructura de los cristales de yeso como fuente para la vida, modificando el paradigma del uso de agua por las plantas. Dada la abundancia de suelos de yeso en regiones áridas y semiáridas y también en Marte, estas conclusiones pueden tener importantes implicaciones para la búsqueda de adaptaciones a la vida en ambientes extremos, tal vez incluso en otros planetas.

Sara Palacio, José Azorín, Gabriel Montserrat-Martí & Juan Pedro Ferrio (2014) The crystallization water of gypsum rocks is a relevant water source for plants. NATURE COMMUNICATIONS, 5 | DOI: 10.1038/ncomms5660


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