L’ecofisiòloga Margaux Didion-Gency treballa actualment al Centre de Recerca Ecològica i d’Aplicacions Forestals (CREAF), amb seu a Bellaterra, sobre patrons i mecanismes d’aclimatació tèrmica en matollars mediterranis. Un concepte essencial per entendre la tolerància a la calor de les espècies vegetals és el de llindar tèrmic. Un exemple de llindar tèrmic és la temperatura a partir de la qual la maquinària fotosintètica d’una espècie pateix un dany irreversible. En un article a Plant, Cell & Environment, amb Didion-Gency, fan una estimació del llindar tèrmic fotosintètic de tres espècies de coníferes: el xiprer (Cupressus sempervirens), el pi blanc (Pinus halepensis) i plançons de pi roig (Pinus sylvestris).
//embedr.flickr.com/assets/client-code.js
Branquilló de pi roig, collit a Cantonigrós el 21 d’octubre del 1994
El llindar tèrmic fotosintètic
Signen aquesta recerca Margaux Didion-Gency (CREAF; Plant Ecology Research Laboratory, PERL; Institut Federal Suís de Bosc, Neu i Paisatge, WSL), Alice Gauthey (Birmingham Institute of Forest Research), Kate M. Johnson (CREAF, PERL i WSL), Philipp Schuler (PERL i WSL) i Charlotte Grossiord (PERL i WSL). L’article fou tramès a la revista el 22 d’octubre del 2024. Després d’un procés de revisió, finalitzat el 28 de febrer del 2025, fou acceptat el 19 de març, i publicat el 3 d’abril.
La recerca vol comparar diferents metodologies de determinació del llindar tèrmic fotosintètic. Es refereixen al fotosistema II, complex proteic de la membrana tilacoide dels cloroplasts que captura fotons energitzant electrons que són transferits finalment a una plastoquinona i reposats mitjançant la dissociació d’aigua en ions hidrogen i oxigen molecular.
Temperatura crítica, temperatura de reducció-50 i temperatura màxima tolerable.
Didion-Gency et al. exploren tres conceptes de llindar tèrmic:
– la temperatura crítica (Tcrit).
– la temperatura que provoca una reducció del 50% del funcionament del fotosistema II (T50).
– la temperatura màxima tolerable (Tmax).
Tres espècies de coníferes mediterrànies
Didion-Gency et al. determinen aquests paràmetres en tres espècies de coníferes: el xiprer mediterrani (Cupressus sempervirens), el pi blanc (Pinus halepensis) i el pi roig (Pinus silvestris). En els dos primers casos es fixen en arbres adults, i en el tercer en plançons.
Tres condicions de mesura: in vivo, ex vivo i contínua
Aquestes determinacions es fan en tres condicions:
– en plantes vives (in vivo).
– en acícules extirpades de la planta viva (ex vivo).
– en acícules extirpades de planta viva i exposades de forma continuada a una temperatura elevada (ex vivo continu).
L’activitat del fotosistema II és examinada durant 15 o 30 minuts, obtenint una corba de calor-exposició en cadascuna de les tres condicions esmentades.
Després de la situació d’estrès tèrmic, les plantes o les acícules eren examinades durant 4 dies per seguir-ne la recuperació. Es mesurava en aquest període la fluorescència adaptada a la foscor (Fv/Fm) i el bescanvi de gasos.
La durada de l’estrès tèrmic
La durada de l’exposició a la calor era o bé d’un quart d’hora o bé de mitja hora. Les plantes i acícules exposades a 30 minuts de calor mostraven un llindars tèrmics (T50, Tmax) inferiors a l’exposició durant 15 minuts. De manera semblant la recuperació posterior, en termes de Fv/Fm) era menor quan l’exposició havia estat de 30 minuts en comparació a l’exposició de 15 minuts.
L’efecte de l’excisió
En les condicions ex vivo els llindars tèrmics (T50 i Tmax) eren inferiors a les condicions in vivo.
La temperatura crítica
Els valors de Tcrit eren semblants entre espècies, i no es veien afectats ni per la durada de l’exposició a la calor (15 o 30 minuts) ni pel mètode (in vivo o ex vivo).
Els valors de T50 rondaven els 45°C. Per sota d’aquesta temperatura hi ha una relativa recuperació del fotosistema II després de l’exposició a la calor, constatada tant per al bescanvi de gasos com per a la fluorescència.
Didion-Gency et al. remarquen, doncs, que la metodologia emprada i la durada de l’exposició a la calor poden alterar les estimacions del llindar tèrmic fotosintètic. En fulles isolades hom tendeix a mesurar uns llindars més baixos. També són més baixos els llindars que hom troba en exposicions perllongades. Cal doncs considerar aquestes variacions quan hom compara els llindars obtinguts en estudis diferents.
Pel que fa al debat sobre si la temperatura crítica reflecteix o no un llindar tèrmic irreversible, Didion-Gency et al. remarquen que a partir de la T50 difícilment hi ha una recuperació de la capacitat fotosintètica dels teixits exposats.
Lligams:
– Leaf Excision and Exposure Duration Alter the Estimates of the Irreversible Photosynthetic Thermal Thresholds. Margaux Didion-Gency, Alice Gauthey, Kate M. Johnson, Philipp Schuler, Charlotte Grossiord. Plant Cell Environ. (2025).
Des de la Mediterrània 