Planta alpina

Una planta alpina es aquella que crece en un clima alpino , es decir, a gran altitud y por encima del límite arbóreo . Existen muchas especies y taxones de plantas diferentes que crecen como una comunidad vegetal en la tundra alpina . ^{[ 1 ]} Estos incluyen pastos perennes , juncos , hierbas , plantas en cojín , musgos y líquenes . ^{[ 2 ]} Las plantas alpinas están adaptadas a las duras condiciones del entorno alpino, que incluyen bajas temperaturas, sequedad, radiación ultravioleta, viento, sequía, suelo pobre en nutrientes y una corta temporada de crecimiento.

Algunas plantas alpinas sirven como plantas medicinales .

Las plantas alpinas se encuentran en la tundra : un tipo de región natural o bioma que carece de árboles. La tundra alpina se presenta en las montañas de todo el mundo. Transiciona a bosques subalpinos por debajo del límite arbóreo; los bosques raquíticos que se forman en el ecotono bosque-tundra se conocen como Krummholz . Con el aumento de la altitud, termina en la línea de nieve, donde la nieve y el hielo persisten durante el verano, también conocida como la Zona Nival.

Las plantas alpinas no se limitan a las elevaciones más altas . Sin embargo, las áreas de gran elevación tienen una ecología diferente a las que crecen en latitudes más altas. ^{[ 3 ]} Una de las mayores distinciones es que el límite inferior de un área alpina tropical es difícil de definir debido a una combinación de perturbaciones humanas, climas secos y una línea de árboles naturalmente ausente. ^{[ 4 ]} La otra diferencia importante entre la ecología tropical y la ártico-alpina son las diferencias de temperatura. Los trópicos tienen un ciclo de verano/invierno todos los días, mientras que las latitudes más altas permanecen frías tanto de día como de noche. En las latitudes del norte, el principal factor a superar es el frío. Los procesos de acción de las heladas tienen un fuerte efecto en el suelo y la vegetación de las regiones ártico-alpinas. ^{[ 5 ]} Las regiones alpinas tropicales también están sujetas a estas condiciones, pero rara vez ocurren. Debido a que las áreas alpinas del norte cubren un área enorme, puede ser difícil generalizar las características que definen la ecología. ^{[ 6 ]} Un factor en la ecología alpina es el viento en un área. La poda eólica es una vista común en las regiones alpinas del norte. Junto con la poda eólica, la erosión eólica de las esteras de vegetación es un espectáculo común en toda Alaska . ^{[ 7 ]}

Las hierbas perennes de larga vida son el tipo de planta más común en los ambientes alpinos, y la mayoría posee un sistema de raíces y/o rizomas grande y bien desarrollado. ^{[ 8 ]} Estos sistemas subterráneos almacenan carbohidratos durante el invierno, que luego se utilizan en primavera para el desarrollo de nuevos brotes. ^{[ 8 ]} Algunas especies de saxífragas tienen sistemas de raíces pequeños, pero son perennes . ^{[ 8 ]} Las hojas de estas plantas almacenan energía en forma de carbohidratos y lípidos . ^{[ 8 ]} Las plantas alpinas entran en dormancia vegetativa al final del período de crecimiento, formando yemas perennes con el acortamiento del fotoperíodo . ^{[ 8 ]}

El establecimiento de plántulas es muy lento y ocurre con menos frecuencia que la reproducción vegetativa . ^{[ 8 ]} En el primer año de crecimiento de las plantas alpinas perennes, la mayor parte de los fotosintatos se utilizan para establecer un sistema radicular estable que ayuda a prevenir la desecación y a almacenar carbohidratos durante el invierno. ^{[ 8 ]} En este año, la planta puede producir algunas hojas verdaderas, pero generalmente solo se producen los cotiledones . ^{[ 8 ]} Por lo general, las plantas tardan algunos años en establecerse bien. ^{[ 8 ]}

Las plantas alpinas pueden existir a altitudes muy elevadas, desde 300 hasta 6000 metros (1000 a 20 000 pies) , dependiendo de la ubicación. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Por ejemplo, hay un musgo que crece a 6480 m (21 260 pies) en el Monte Everest . ^{[ 9 ]} Arenaria bryophylla es la planta con flores que crece a mayor altitud en el mundo, llegando hasta los 6180 m (20 280 pies) . ^{[ 10 ]}     

Para sobrevivir, las plantas alpinas se adaptan a las condiciones de las altas altitudes, incluyendo el frío, la sequedad, los altos niveles de radiación ultravioleta y la dificultad de reproducción. Estas condiciones están vinculadas a la pendiente topográfica, lo que afecta la diversidad y distribución de las plantas. ^{[ 11 ]} Esto se debe a que las pendientes más pronunciadas provocan una erosión del suelo más rápida, lo que a su vez dificulta el crecimiento de las plantas, la dispersión de las semillas y su asentamiento. Además, la pendiente topográfica afecta directamente a muchos otros factores abióticos, como la temperatura, la radiación solar, el contenido de humedad y el contenido nutricional del suelo.

Sobrevivir a temperaturas extremadamente bajas

La mayoría de las plantas alpinas se enfrentan a temperaturas extremas en algún momento de su vida. Existen varias maneras en que una planta puede sobrevivir a estos extremos. Las plantas pueden evitar la exposición a bajas temperaturas mediante diferentes formas de fenología estacional , morfología o mediante la preferencia de formas de crecimiento variables. Una forma es ocultar la mayor parte de la planta en el suelo y dejar expuestas al aire únicamente las flores y las hojas. ^{[ 12 ]} También pueden evitar la congelación de sus tejidos expuestos aumentando la cantidad de solutos en ellos, lo que se conoce como depresión del punto de congelación . Otro método, algo similar, que las plantas pueden usar para evitar la congelación es el superenfriamiento , que impide la cristalización del hielo dentro de los tejidos vegetales. Estos métodos solo son suficientes cuando la temperatura es moderadamente fría. En la zona alpina, las temperaturas suelen ser lo suficientemente bajas como para que estos métodos no sean suficientes. ^{[ 13 ]} Cuando las plantas necesitan una solución más permanente, pueden desarrollar tolerancia a la congelación . Las plantas también pueden deshidratar sus células moviendo agua hacia los espacios intercelulares . Esto provoca la formación de hielo fuera de la célula , donde los cristales de hielo no causarán daño. Cuando todas estas estrategias no logran prevenir los daños por heladas , las plantas alpinas suelen tener la capacidad de reparar o reemplazar los órganos dañados. Dado que a menudo es difícil prevenir los daños, muchas plantas alpinas dependen del reemplazo de sus órganos. ^{[ 14 ]} Esto es posible gracias a que sus meristemos se ubican bajo tierra, donde las temperaturas suelen ser más cálidas. ^{[ 13 ]}

Evitar la desecación

En las zonas alpinas, la disponibilidad de agua suele ser variable. Los briófitos y líquenes presentan una alta tolerancia a la desecación , lo que contribuye a su abundancia en todos los hábitats de las zonas alpinas. ^{[ 16 ]} Entre las plantas superiores , la desecación de los tejidos es rara en altitudes elevadas. Si se produce, normalmente ocurre en plantas que crecen en lugares expuestos, donde aumenta el estrés hídrico . Las plantas alpinas evitan la pérdida de agua mediante raíces profundas y un mayor control estomático . Las plantas de baja altitud normalmente alcanzan la máxima apertura estomática por la mañana, mientras que las plantas alpinas la alcanzan al mediodía, cuando la temperatura es más alta. Las plantas suculentas alpinas suelen utilizar la fotosíntesis CAM para evitar la pérdida de agua.

Reproducción

Las plantas alpinas utilizan tanto la reproducción sexual como la asexual . La reproducción sexual tiene limitaciones en las zonas alpinas altas, especialmente en áreas con una corta temporada de crecimiento en zonas alpinas de altas latitudes. En zonas alpinas tropicales con una temporada de crecimiento durante todo el año, como los Andes septentrionales , las plantas pueden florecer durante todo el año. Independientemente de cuándo florezcan las plantas alpinas, los polinizadores suelen ser escasos. La actividad de los polinizadores disminuye con el aumento de la altitud. ^{[ 17 ]} Los polinizadores más comunes en la zona alpina son los abejorros y las moscas . ^{[ 17 ]} Las plantas utilizan diferentes estrategias para lidiar con estas limitaciones, incluyendo la alternancia de la época de floración y la propagación clonal.

Plantas de floración temprana

Algunas plantas florecen inmediatamente después del deshielo o descongelación del suelo. Estas plantas de floración temprana siempre forman sus flores en la temporada anterior, llamada preformación. Este primordio floral se produce de uno a tres años antes de la floración, lo que asegura que la floración no se retrase después del deshielo y que, con las condiciones ambientales adecuadas, habrá tiempo suficiente para la formación de semillas. ^{[ 8 ]} En consecuencia, corren el riesgo de sufrir daños por heladas en la inflorescencia preformada . ^{[ 17 ]} Para minimizar los daños por heladas, las flores preformadas suelen estar rodeadas de brácteas muy juntas que están densamente cubiertas de tricomas . Esto ayuda a mantener caliente el interior de un botón floral . ^{[ 18 ]} Debido a la limitación de polinizadores a principios de temporada, las plantas que florecen temprano generalmente tienen una baja tasa de éxito reproductivo. ^{[ 17 ]} Una ventaja de florecer temprano es que las semillas que se producen tienen una mayor probabilidad de desarrollarse hasta la madurez antes de la siguiente helada. También tienen una alta tasa de polinización cruzada , lo que ayuda a aumentar la diversidad genética . ^{[ 17 ]} La velocidad y el momento de la floración dependen del momento del deshielo, la temperatura y el fotoperiodo, pero generalmente ocurre de 10 a 20 días después del deshielo. ^{[ 8 ]} La campanilla de nieve alpina es una planta con un metabolismo lo suficientemente alto como para que el calor pueda derretir la nieve circundante. ^{[ 19 ]}

Floración de mediados de temporada

Aproximadamente la mitad de todas las especies alpinas florecen a mediados de la temporada. La floración en el pico estacional combina algunas de las ventajas y riesgos de las plantas de floración temprana y tardía. Algunas plantas de floración a mediados de la temporada preforman sus inflorescencias, pero no todas lo hacen. ^{[ 17 ]}

Floración tardía

La floración tardía ocurre después de que termina la temporada principal de crecimiento. Tienen una alta producción de semillas, pero estas tienen una tasa de maduración reducida debido a limitaciones de tiempo. Estas plantas tienden a la autopolinización , la apomixis y la viviparidad . ^{[ 17 ]}

Propagación clonal

Debido a que la inversión en la producción de flores y semillas puede ser costosa para las plantas alpinas, a menudo utilizan la propagación clonal . Esta estrategia se vuelve cada vez más frecuente a medida que aumenta la altitud y es más común entre las criptógamas y las gramíneas . ^{[ 17 ]} Algunas plantas alpinas la utilizan como su método de reproducción predominante. En estas plantas, la reproducción sexual es rara y no contribuye significativamente a la producción reproductiva. Un ejemplo de tal planta es Carex curvula , cuya edad clonal se estima en aproximadamente 2000 años. ^{[ 20 ]}

Tras su establecimiento, cada año se produce un rápido crecimiento de nuevos brotes a partir de la yema perenne, que suele estar ubicada cerca de la superficie del suelo. ^{[ 8 ]} Este crecimiento se produce después del deshielo, cuando la temperatura del suelo supera los 0  °C. ^{[ 8 ]} Algunas especies, como Erythronium grandiflorum , pueden comenzar a desarrollar nuevos brotes antes del deshielo, ya que sus yemas perennes se encuentran en bulbos enterrados profundamente en el suelo. ^{[ 8 ]} A medida que las nuevas hojas brotan de la nieve, los nuevos brotes emiten calor por reradiación térmica y/o calor respiratorio, lo que derrite la nieve circundante. ^{[ 8 ]} Esto expone más suelo a la radiación solar , calentándolo y permitiendo que el nuevo crecimiento se acelere. ^{[ 8 ]}

Hay varias plantas alpinas que se utilizan económicamente . En el Himalaya , cientos de especies se comercializan para usos medicinales y aromáticos. Se estima que el comercio anual de estas plantas asciende a millones de dólares estadounidenses. Muchos hogares en las zonas rurales de Nepal e India dependen del comercio de plantas alpinas medicinales como fuente de ingresos. ^{[ 21 ] [ 22 ]} Esto crea una mayor necesidad de centrarse en la conservación de las plantas en estas áreas, asegurando la cosecha sostenible así como la sostenibilidad del ecosistema . Algunas de las especies cosechadas en Nepal incluyen Neopicrorhiza scrophulariiflora , Nardostachys grandiflora , Aconitum spicatum , Dioscorea deltoidea , Aconitum heterophyllum , Rheum australe y Bergenia . ^{[ 22 ]} En el Himalaya indio, las plantas medicinales alpinas como Dactylorhiza hatagirea , Picrorhiza kurrooa , Aconitum heterophyllum , Fritillaria roylei y Podophyllum hexandrum están bajo una fuerte presión debido a la sobreexplotación con fines comerciales. ^{[ 23 ]}

• Alpinum (jardín)
• Sociedad de Jardines Alpinos
• Flora de los Alpes