Altitudinal variation of morpho-physiological traits in two High-Andean plant species and its effects against the photoinhibition | Variación altitudinal de los atributos morfo-fisiológicos en dos especies de plantas alto-andinas y sus implicancias contra la fotoinhibición

Inglés. High-mountain environments are characterized by stressful climatic conditions for the development of plants. Some of these conditions are low temperatures of air and soil, high radiation, and water shortage. It has been documented that high radiation and low temperatures are favorable conditions for inducing photoinhibition. Nevertheless, there are plant species that successfully live on extended altitudinal gradients, suggesting the presence of strategies to cope with stressful climatic conditions. In this study we assessed the different photoprotective strategies, both morphological and physiological in Taraxacum officinale G.Weber ex F.H.Wigg. (Asteraceae) and Phacelia secunda F.J.Gmel. (Hydrophyllaceae) growing in two populations. Physiological and morphological traits were recorded in both species growing at 2,600 y 3,600 m, in Los Andes of Central Chile. Overall, results indicate that T. officinale showed variations in four of the six morphological traits recorded between altitudes; however, P. secunda showed high morphological variations among populations in all of its traits. On the other hand, T. officinale individuals growing in the upper population significantly showed a higher amount of pigments involved in xanthophyll cycle, while P. secunda showed no differences, suggesting that T. officinale has most capacity for dissipation of the solar energy as heat. In both species, the desepoxidation status was significantly higher in those individuals from upper populations. Results suggest that while T. officinale has mainly a physiological strategy to cope with the photoinhibitory conditions in the high-mountain, P. secunda has a strategy mainly based in morphological variations. Therefore, the presence of specific plant species in the high-mountain habitats should be related with the different strategies for avoiding fotoinhibition by high radiation and low temperature, which are typical from the high-mountain habitats of Central Chile.

Español; castellano. Los ambientes de alta-montaña se caracterizan por presentar condiciones climáticas adversas para el desarrollo de las plantas. Dentro de estas condiciones climáticas destacan las bajas temperaturas del aire y del sustrato, la alta radiación lumínica y el déficit hídrico. Se ha documentado que la alta radiación lumínica y las bajas temperaturas típicas de la alta-montaña serían propicias para la fotoinhibición. No obstante, existen muchas plantas que pueden distribuirse de manera exitosa sobre gradientes altitudinales, sugiriendo la presencia de estrategias para lidiar con las condiciones climáticas adversas. En el presente estudio se evaluaron diferentes estrategias fotoprotectoras tanto morfológicas como fisiológicas que poseen las especies Taraxacum officinale G.Weber ex F.H.Wigg. (Asteraceae) y Phacelia secunda F.J.Gmel. (Hydrophyllaceae) creciendo en dos poblaciones. Se midieron los atributos morfológicos y fisiológicos en individuos de ambas especies creciendo a los 2.600 y 3.600 m, en Los Andes de Chile central. Los resultados muestran que en T. officinale variaron cuatro de los seis atributos morfológicos medidos entre las dos altitudes, no obstante P. secunda presentó variación con la altitud en todos sus atributos morfológicos. Por otro lado, los individuos de T. officinale que crecen a mayor altitud presentaron significativamente una mayor concentración de pigmentos implicados en el ciclo de las xantófilas, mientras que P. secunda no presentó diferencias, sugiriendo que T. officinale tiene una mayor capacidad para disipar la energía solar como calor. En ambas especies, el estado de desepoxidación fue mayor en aquellos individuos provenientes de la población de mayor altitud. Los resultados sugieren que mientras T. officinale posee una estrategia principalmente fisiológica para lidiar con las condiciones fotoinhibitorias de la alta-montaña, P. secunda posee una estrategia principalmente morfológica. No obstante estas estrategias más que ser excluyentes parecen ser complementarias. De esta manera, la presencia de una determinada especie en la zona de la alta-montaña dependerá en gran medida de las estrategias particulares que posea cada una de ellas para evitar la fotoinhibición por alta radiación y bajas temperaturas típica de las zonas de la alta-montaña de Chile central.