Ozó bo, ozó dolent

Card sant, endemisme mediterrani estudiat al  Jardí Botànic Card sant, endemisme mediterrani estudiat al Jardí Botànic

Hi ha un ozó que la nostra pròpia activitat humana és capaç de produir. Aquest anomenat ozó troposfèric es considera el contaminant atmosfèric més nociu que actua sobre les plantes, un efecte que a més s'agreuja en les espècies mediterrànies.

L'ozó és un dels constituents naturals de l'aire que respirem, està compost per tres àtoms d'oxigen (O3), i és altament oxidant a causa de la inestabilitat de la seua estructura molecular i tòxic a concentracions elevades. En determinades circumstàncies pot tenir efectes corrosius sobre materials i, a determinades concentracions, efectes nocius sobre els teixits dels éssers vius.

En l'estratosfera, a uns 20 km d'altura sobre la superfície terrestre es troba l’anomenada capa d'ozó o ozó estratosfèric. Seria el que es coneix com a ozó bo, ja que forma la capa beneficiosa que absorbeix la radiació UV provinent del sol i evita així que arribe a la superfície de la Terra.

 

OZONO5


Però molt menys conegut és l'ozó de la troposfera, capa de l'atmosfera situada sobre la superfície de la Terra fins a una distància d'uns 10 Km, que està en contacte amb els éssers vius i se li diu ozó troposfèric. Està produït per l'acció de l'home i pot trobar-se en concentracions superiors a les naturals, actuant llavors com un contaminant atmosfèric pels seus efectes nocius sobre el mitjà, per açò també porta l'etiqueta d'ozó dolent.

Per què ozó dolent?
Aquest ozó quan es troba en unes determinades concentracions pot considerar-se un contaminant atmosfèric pels seus efectes nocius. Es tracta d'un contaminant secundari d'origen fotoquímic, és a dir, no emès directament a l'atmosfera, sinó format mitjançant reaccions fotoquímiques, en presència de llum solar, a partir de contaminants primaris, que tenen el seu origen en els combustibles fòssils, i que són aquells que s'emeten directament a l’atmosfera.

 

OZONO3

Els precursors de l'ozó són fonamentalment els òxids de nitrogen (NOx) i els compostos orgànics volàtils (COVs), els quals s'emeten de manera natural o com a conseqüència de les activitats humanes. L'època amb majors nivells d'ozó sol coincidir amb l'estiu a causa d'una major presència de radiació solar.

 

OZONO2



En l'actualitat, l'ozó (O3) troposfèric és considerat com el contaminant atmosfèric més important dels que actuen sobre les plantes, causant greus pèrdues en collites i induint una sèrie d'efectes nocius en la vegetació nativa. A més és un problema que s'agreuja en el Mediterrani doncs és un àrea crítica per a la formació de fotooxidants.

Treballant amb plantes mediterrànies
El Mediterrani és una zona densament poblada així que abunden per tant els precursors de l'O3, que s'ha descrit com un gran reactor fotoquímic on la intensa radiació solar, les altes temperatures i els processos de recirculació de les masses d'aire contaminades afavoreixen la formació d'aquest contaminant. Com a conseqüència, les concentracions d'O3 aconsegueixen nivells fitotòxics.

 

OZONO1

Pistacia lentiscus



Al laboratori d'Anatomia Vegetal del Jardí Botànic, que porta el nom del nostre mestre en les tècniques anatòmiques el professor Julio Iranzo, hem treballat des de fa anys en col·laboració amb el Centre d'Estudis del Mediterrània (CEAM) en l'estudi dels efectes de l'O3 troposfèric sobre l’anatomia i histologia de les fulles de plantes.

Hem estudiat desenes d'espècies amb resultats molt interessants, com en Pistacia spp., Acer spp., Viburnum spp., Vitis spp., Centranthus ruber, Pinus spp. o Abies spp. Decidírem també estudiar espècies endèmiques rares o amenaçades per a tractar de conèixer l'acció de l'O3 sobre els seus teixits. Una de les triades va ser Lamottea diania (Webb) G. López ja que en estudis anteriors vam demostrar que l'ozó produïa efectes deleteris en la seua reproducció, incloent una reducció significativa en el nombre de flors produïdes per la planta i un augment en la producció alterada de la cèl·lula del pol·len.

 

OZONO4

Els acantilats i les zones rocoses configuren l'hàbitat de Lamottea diania 

 

Aquesta espècie presenta sinonímia amb Carthamus dianius (Webb) Coinncy i Carduncellus dianius (Webb), pertany a la família de les compostes i destaca el seu caràcter evolutivament aïllat. És un endemisme (microareal) emblemàtic a Espanya en gran risc de desaparició a mitjà termini.

L'interès de l'estudi d'aquesta espècie és evident ja que el Catàleg Nacional d'Espècies Amenaçades la presenta dins de la categoria de plantes D'interès especial, i la IUCN (International Union for Conservation of Nature) la cataloga com «VU» (vulnerable, en alt risc d'extinció en estat silvestre a mitjà termini). Els criteris i subcriteris per a la seua catalogació són C2a, declinació contínua en el nombre d'individus madurs estant tots ells en una sola subpoblació, i D2, àrea d'ocupació menor de 100 km2 o en menys de 5 poblacions.

I en el laboratori…
Els exemplars estudiats van ser sotmesos a diferents concentracions d'ozó ambient en el lloc experimental durant un període d'exposició de 120 dies i en càmeres d'atmosfera controlada. Unes van créixer en aire filtrat i unes altres en atmosferes amb 15 ppb i 30ppb d'O3. L'objectiu d'aquest estudi era comprovar l'efecte de l'ozó sobre el desenvolupament dels teixits reproductius, ja que els danys produïts en fulles ja s'havien estudiat anteriorment. Tot i que existeixen molts estudis sobre els efectes d'aquest contaminant en les parts vegetatives de les plantes, són molt escassos els realitzats sobre el desenvolupament del pol·len.

 

OZONO8

Micrografía òptica d'una secció transversal d'una flor madura amb les anteres obertes. A l'esquerra no afectada i a la dreta afectada, mostrant els grans de pol·len buits

 

Així doncs vam veure que l'ozó produeix efectes evidents sobre el desenvolupament de les flors de Lamottea diania, encara que menys evidents a nivell macroscòpic que els produïts en les fulles. Quant als pètals, presenten efectes semblats als quals es manifesten en les fulles però molt menys agressius, ja que en cap cas hem apreciat els col·lapses cel·lulars típics de fulles tractades durant molt temps. També s'observa una progressiva degradació de les parets cel·lulars del seu parènquima, la qual cosa es tradueix en un debilitament de les parets i la pèrdua de forma de les cèl·lules.

A més, quan les flors es troben en un estadi intermedi de desenvolupament, és a dir, quan ja s'ha produït la meiosi, comencen a veure's símptomes clars de l'efecte de l'ozó. En moltes anteres s'observen sacs pol·línics amb grans de pol·len en desenvolupament que apraeixen totalment buits o amb grans deformacions quan s’observen amb el microscopi òptic. És més, en alguns casos hem apreciat aberracions en algun sac pol·línic.

 

OZONO9

Micrografia òptica d'una secció transversal de flor madura. Detall d'una antera amb pol·len no afectat a l'esquerra. A la dreta els grans de pol·len si estan afectats, sobretot al seu contingut cel·lular

Quant a l'últim estadi de desenvolupament, quan les anteres estan madures i llestes per a la dehiscència, s'observen nombrosos danys, i hem apreciat flors amb els seus estams aberrants sense desenvolupar els seus sacs pol·línics. Els grans de pol·len apareixen en molts cassos buits o amb el seu contingut cel·lular molt afectat o en procés de degradació, i les seues parets també es veuen afectades.

El microscopi òptic ens permet diferenciar un nombre significatiu d'anteres avortades, probablement per la insuficient aportació de sacarosa floemàtica provinent de les fulles. Però a més, les anteres que aparentment es troben en condicions tenen els grans de pol·len alterats ja que, d'una banda hi ha un percentatge d'ells que manquen de contingut cel·lular, i per una altra, quan tenen contingut, el citoplasma està molt danyat, amb una gran quantitat de vacúols, reduït nombre de ribosomes, mitocòndries deformes, contingut poc dens i protoplast cel·lular separat de la intina.

 

OZONO10

Micrografía electrònica de LTSEM d'una secció de pol·len madur a l'interior d'una antera. No afectat a l'esquerra i afectat a la dreta, amb una alteració evident del seu contingut cel·lular


Aquest conjunt d'alteracions provoquen, d'una banda, una disminució de les anteres i, per una altra, una disminució dels grans de pol·len amb capacitat d'emetre tub pol·línic en les anteres aparentment normals. De tot açò s'infereix que, independentment del que poguera succeir amb el gineceu, la capacitat reproductiva de la planta es veu alterada per la baixa taxa de producció de pol·len. Podem, per tant, concloure que els nivells cada vegada majors d'ozó en l'est d'Espanya poden representar una amenaça greu per a l'endemisme Lamottea diania.

En el Laboratori d'Anatomia Vegetal “Julio Iranzo” del Jardí Botànic de la Universitat de València investiguen Francisco J. García Breijo i José Reig Armiñana

Francisco José García Breijo

Professor titular de la Universitat Politècnica de València. Departament d'Ecosistemes Agroforestals. Unitat Docente de Biologia Vegetal, Botànica Sistemática i Geobotànica. Escola Tècnica Superior d'Engineria Agronòmica i del Medi Natural

Lloc Web: www.biovegetal.es

Mitjà