Rasgos funcionales en el tejido vascular de tres especies del bosque mediterráneo de Chile

Abstract

La zona central de Chile constituye una de las cinco regiones mediterráneas del mundo, caracterizada por un régimen estacional con déficit hídrico estival. A pesar de la importancia del sistema vascular en el soporte mecánico y el transporte de agua, existen escasos estudios que evalúan los rasgos funcionales anatómicos de las especies leñosas del bosque mediterráneo chileno. En este sentido, es importante determinar los rasgos funcionales anatómicos del tejido vascular en especies de este ecosistema estableciendo sus similitudes y diferencias con otras zonas mediterráneas a nivel global. Cryptocarya alba, Lithraea caustica y Quillaja saponaria se recolectaron en el Arboretum Antumapu (jardín común) aislando la variación ambiental. Se realizaron cortes con micrótomo y tinciones para descripciones cualitativas y mediciones cuantitativas. La sistematización revela contrastes en las prioridades de investigación: mientras que en el Maquis de la Cuenca del Mediterráneo predominan los estudios de funcionalidad hidráulica, en el Fynbos de Sudáfrica el enfoque es taxonómico (normas IAWA); en Chile, se observa una ausencia de estudios anatómicos funcionales. Las tres especies chilenas estudiadas comparten rasgos clave como placas de perforación simples y puntuaciones intervasculares alternas. A nivel cuantitativo, Q. saponaria presenta la mayor densidad de vasos y los diámetros más pequeños, lo que sugiere una estrategia orientada a la seguridad hidráulica. En contraste, C. alba presenta el mayor diámetro de vaso y la mayor conductividad potencial hidráulica, priorizando la eficiencia en el transporte. La variabilidad de estos rasgos está estructurada en tres niveles: la especie, el individuo y la rama. Solo la densidad de vasos y la proporción de pared celular mostraron diferencias significativas a nivel de especie. C. alba se diferencia de las otras especies lo que se condice con su hábitat cercano a cursos de agua y/o ladera sur. La presencia de placas de perforación simples y puntuaciones alternas en especies filogenéticamente separadas constituye una clara convergencia evolutiva frente a las restricciones hídricas del clima mediterráneo. Finalmente, la alta variabilidad intraespecífica de los rasgos dimensionales sugiere que futuros estudios deben implementar diseños de muestreo jerárquicos para aislar el efecto de la especie del ruido biológico.

Central Chile represents one of the world's five Mediterranean-climate regions, characterized by a seasonal regime with a pronounced summer water deficit. Despite the critical role of the vascular system in providing mechanical support and water transport, few studies have evaluated the functional anatomical traits of woody species in the Chilean Mediterranean forest. Consequently, it is essential to determine the functional anatomical traits of vascular tissues in species within this ecosystem, establishing their similarities and differences with other Mediterranean zones globally. Cryptocarya alba, Lithraea caustica, and Quillaja saponaria samples were collected from a common garden (Antumapu Arboretum) to isolate environmental variation. Microtome sectioning and staining were performed for both qualitative descriptions and quantitative measurements. Systematic review reveals a contrast in research priorities: while studies in the Mediterranean Basin Maquis emphasize hydraulic functionality, research in the South African Fynbos is primarily centered on taxonomic descriptions following IAWA standards; notably, there is a lack of functional anatomical studies in the Chilean Mediterranean scrubland. The three Chilean species studied share key qualitative traits, such as simple perforation plates and alternate intervessel pitting. Quantitatively, Q. saponaria exhibits the highest vessel density and the smallest diameters, suggesting a strategy oriented toward hydraulic safety. In contrast, C. alba shows the largest vessel diameters and the highest potential hydraulic conductivity, prioritizing transport efficiency. The variability of these traits is structured across three levels: species, individual, and branch. Only vessel density and cell wall proportion showed significant differences at the species level. C. alba differs from the other species, which is consistent with its habitat near watercourses and/or south-facing slopes. The presence of simple perforation plates and alternate pitting in phylogenetically distant species constitutes a clear case of evolutionary convergence in response to the water constraints of the Mediterranean climate. Finally, the high intraspecific variability of dimensional traits suggests that future studies should implement hierarchical sampling designs to isolate species effects from biological noise.