Diversidad, morfología foliar y clima : análogos modernos para el estudio de hojas fósiles en el sur de Chile

Abstract

Estudios paleoecológicos nos entregan información sobre la historia de la vegetación y con ello es posible documentar sus respuestas frente a cambios ambientales en el pasado. Este aspecto representa un antecedente útil a la hora de predecir las posibles respuestas de la biota frente al cambio climático futuro. La posibilidad de tener un análogo moderno sobre el estado y comportamiento de la vegetación frente a las condiciones ambientales actuales permite desarrollar reconstrucciones cuantitativas de parámetros climáticos, facilitando así interpretaciones de condiciones pasadas a través del registro fósil. En el presente Seminario de Título se confecciona un análogo moderno para el estudio de hojas fósiles, en cuanto a patrones de diversidad de plantas y su asociación con parámetros climáticos de temperatura y humedad, intentando responder las preguntas ¿cómo cambia la composición y diversidad actual de especies vegetales y su morfologia foliar a lo largo de un transecto altitudinal? y ¿representa este gradiente de diversidad y morfologia un análogo moderno capaz de estimar de manera cuantitativa y precisa condiciones ambientales y de diversidad actuales y pasadas de la zona? y El estudio se centra en un sector de la cuenca del río Caunahue, Futrono, XIV Región de Chile, lugar donde se encuentran depósitos lacustres Pleistocénicos Holocénicos, datados entre 12.310±40 y 4.580±30 años "C antes del presente [=AP], que contienen hojas fósiles. Se describió la vegetación en un transecto altitudinal entre 145 y 530 m.s.n.m., se analizó la riqueza de especies en la hojarasca a través de curvas de rarefacción y se relacionó el gradiente de riqueza de especies con variables ambientales a través de un análisis de morfología foliar. Luego se comparó la riqueza de especies encontrada en la hojarasca de bosques con una muestra de hojarasca arrastrada por el río y finalmente se probaron modelos multivariados para estimar la temperatura media anual (TMA) y precipitación durante la estación de crecimiento (PEC) a partir de muestras herborizadas de los sitios estudiados y de la muestra de hojarasca arrastrada por el río. Los resultados indican que la riqueza de especies en la hojarasca actual disminuye con el aumento de la altitud, lo que se correlaciona con una disminución en la posición en el vector de la precipitación durante la estación de crecimiento que indica la morfología de las hojas. Las hojas arrastradas por el río presentan una riqueza de especies equivalente a la encontrada en los sitios del transecto altitudinal, pero se encuentran algunas especies propias de esta muestra que podrían indicar que el río capta hojarasca de otros sectores de la cuenca. Respecto al modelo probado para estimar parámetros climáticos, las ecuaciones obtenidas sobreestiman la TMA en todos los sitios de Río Caunahue y también en el caso de la muestra de hojarasca arrastrada por el río. En el caso de PEC, las estimaciones son menores que el valor instrumental, pero se encuentran dentro del error estándar. La muestra de hojarasca no entrega estimaciones significativamente diferentes de las obtenidas a través de las hojas del dosel. Finalmente, mayores exactitudes del análogo moderno requerirán de un aumento del rango en el transecto altitudinal de estudio, de manera de captar mayor variación tanto en vegetación, riqueza de especies y variables climáticas. Asimismo, estudios similares en otras cuencas permitirían poner a prueba la aplicabilidad del patrón aquí descrito a nivel regional.

Palaeoecological studies provide information about vegetation history and the possible responses of vegetation to climatic changes occurred in the past. These represent interesting antecedent in predicting the possible effects on the biota of the future climate change. A modern analog about the state and behavior of vegetation on the present environmental conditions is necessary to achieve a good palaeoecologic study. In the present study, a modern analog of plant diversity patterns and its association with climatic parameters of temperature and precipitation, have been made to be used for a research about fossil leaves and to try answering the questions: How the actual plant species diversity, composition and its foliar morphology changes in an altitudinal gradient?, Does this diversity gradient and its associated morphology represent a modern analogue able to quantitatively estimate environmental conditions and the diversity in the past and present of the area? The study was performed in the Río Caunahue basin, Futrono, XIV district of Chile, where Plesitocenic - Holocenic (12.310±40-4580 ± 30 4C years before present (BP)) lacustrine sediments which contain fossil leaves was found. The vegetation was described in an altitudinal transect (145- 530 m); species richness found in leaf litter at this gradient was analyzed through rarefaction curves and correlated with environmental variables using leaf morphology analysis. Then the species richness found in the leaf litter was compared with leaf litter dragged by the river. Finally multivariate models were used to estimate the mean annual temperature (MAT) and the growing season precipitation (GSP), using collected samples (branches) from the studied sites at Río Caunahue and the leaf litter carried by the river. The results indicate that the richness of species within actual leaf litter decreases with the altitude, and this correlates with a decrease in the position of growing season precipitation vector. The richness of species within the leaves dragged by the river is equivalent to the one that was found in the forest sites studied. However but it also contains some unique species that indicates dragging of some leaf litter from other sides of the basin by the river. Regarding the models used to estimate climatic variables, the equations obtained overestimate MAT for all sites at Río Caunahue and for the leaves dragged by the river. The GSP estimations are lower than the instrumental value but they are within the standard error. The estimations obtained from leaves dragged by the river are not significantly different from those obtained through canopy leaves. Finally, it is suggested to increase this type of study, increasing the altitudinal range with the aim of capturing a broader variation of vegetations, species richness, as well as climatic variables. Additionally, similar studies in other river basins could help elaborating the findings of the present one.