La fotosíntesis es un proceso central para la fisiología vegetal. El conocimiento de los procesos bioquímicos y de difusión del CO2 involucrados en la fotosíntesis tiene una importancia clave para la caracterización del funcionamiento de las plantas, para comprender los cambios en la vegetación frente a futuros escenarios climáticos y para proporcionar herramientas para mejorar los cultivos.
Sin embargo, la posible relación negativa o compensación a las hojas entre la fotosíntesis y la tolerancia al estrés hídrico, aunque ha sido postulada como concepto general en la evolución de las plantas, no ha sido estudiada en detalle en términos de establecer relaciones entre disparos (parámetros) de las hojas. La fotosíntesis se ha relacionado con la capacidad de transportar agua por parte de las hojas (hidráulica foliar), tanto en condiciones óptimas de disponibilidad de agua como en condiciones de estrés hídrico. Sin embargo, su posible vínculo con los parámetros que describen las relaciones hídricas de las hojas ha sido muy poco estudiado. Estos parámetros (el punto de pérdida de turgencia, el potencial osmótico, la elasticidad de las hojas y su capacitancia), son indicadores de tolerancia a la sequía. Adicionalmente, un grupo de especies de helechos y angiospermas escapan de la definición habitual de tolerancia al estrés hídrico y realmente presentan tolerancia a la desecación (las llamadas «plantas de la resurrección»), y son capaces de resistir y rehidratarse tras la pérdida completa de agua en los tejidos vegetativos. El estudio de la fisiología (fotosíntesis, hidráulica y relaciones hídricas, en condiciones óptimas y en respuesta a estrés) de plantas sensibles y tolerantes a la desecación ayudará a comprobar la existencia de la compensación propuesta.
La tesis doctoral de Miquel Nadal Nadal, defendida en la Universidad de las Islas Baleares, está constituida por nueve artículos (algunos ya publicados en revistas científicas y los otros, en diferentes estadios de preparación) que tratan los diferentes temas relacionados con la idea general de explorar la relación al nivel de la hoja entre la fotosíntesis y la tolerancia al estrés hídrico. La tesis se divide en tres partes principales, que abordan objetivos varios: la primera parte explora las limitaciones a la fotosíntesis y las causas de su reducción en condiciones de estrés hídrico. Esta parte incluye dos artículos que caracterizan la variación de los parámetros fotosintéticos (asimilación neta de CO2, Conductancia estomática y del mesófilo, y la capacidad bioquímica), presentes en las plantas vasculares, la respuesta fotosintética durante el estrés hídrico y su coordinación con la respuesta hidráulica, mediante la recopilación y análisis de datos ya publicados.
La segunda parte describe las posibles relaciones entre los parámetros asociados a la fotosíntesis y las relaciones hídricas. Esta parte está integrada por cuatro artículos que proporcionan nuevos datos experimentales que describen la relación inter- e intraespecífica entre la fotosíntesis, la hidráulica y las relaciones hídricas, así como los parámetros estructural y bioquímicos que determinan la coordinación.
Finalmente, la tercera parte tiene como objetivo caracterizar la fotosíntesis, la anatomía foliar y la respuesta a estrés hídrico en diversas especies tolerantes a la desecación. Los últimos tres artículos que componen esta parte cubren la anatomía foliar y la fotosíntesis en helechos y angiospermas «resurrección», y describen la respuesta frente al estrés hídrico en la angiosperma Barbacena purpurea y el helecho Mohr caffrorum .
Los resultados describen como los helechos y angiospermas la fotosíntesis presenta una relación inversa con la tolerancia a la sequía, la cual es analizada mediante los parámetros que describen las relaciones hídricas. En las bases estructurales de esta relación negativa destacan el papel clave de la arquitectura foliar y su composición en nutrientes. Las paredes de las células fotosintéticas de las hojas son un factor importante en el extremo de tolerancia, que constituyen las plantas tolerantes a la desecación, ya que estas especies presentan algunas de las paredes más gruesas descritas en las plantas vasculares. Los aspectos fisiológicos estudiados en este grupo particular de plantas pueden constituir un impulso importante para el conocimiento sobre la respuesta de la fotosíntesis y la hidráulica ante el estrés hídrico.
En conjunto, la tesis de Miquel Nadal contribuye al establecimiento de una compensación entre la capacidad fotosintética y la tolerancia a la sequía, a la integración de las relaciones hídricas en las relaciones que describen la «economía» foliar, ya destacar las plantas de la resurrección como un posible grupo de plantas que «escapan» de las limitaciones impuestas por la compensación debido a sus particularidades anatómicas. Constituyen, pues, un grupo interesante como modelo para una mejora futura de los cultivos, sin tener que comprometer necesariamente la productividad o tolerancia al estrés.
