Laboratorio de Ecología Funcional

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Los estudios en nuestro laboratorio están dirigidos a los aspectos funcionales de los ecosistemas y las interacciones entre las plantas, el ambiente y los animales.

Las disciplinas en las cuales trabajamos incluyen las relaciones hídricas, regulación de intercambio de gases y fotosíntesis, fisiología del stress, ciclaje de nutrientes, dinámica de poblaciones, dispersión de semillas, herbivoría y manejo de recursos forestales.

Estos aspectos se analizan con un enfoque experimental tendiente a comprender los procesos ecofisiológicos y la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas.

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN GENERAL

La Ecología Funcional estudia la estructura y el funcionamiento de los sistemas ecológicos mediante la comprensión de los procesos y mecanismos que intervienen en la respuesta de las plantas a factores ambientales y biológicos. Usamos herramientas de la biología molecular, de la física, de la biología evolutiva, de la fisiología y la ecología. Intentamos cerrar la brecha entre el conocimiento básico del funcionamiento de un ecosistema y la generación de conocimientos que permita conservar, restaurar y hacer un uso sustentable de los recursos naturales. Como la comprensión de los procesos ecológicos se puede analizar desde una gran cantidad de escalas espacio-temporales, el trabajo de investigación que realizamos tiene un enfoque multidisciplinario. La línea general de investigación es comprender los procesos y mecanismos involucrados en la regulación del balance hídrico de plantas y del flujo de agua, de nutrientes y de carbono de plantas vasculares y ecosistemas. El grupo incluye a tres laboratorios, que funcionan coordinadamente, compartiendo equipos e instrumental y desarrollando conjuntamente muchos de los proyectos de investigación. Los mismos se efectúan en diversos ecosistemas de nuestro país como la estepa y bosques patagónicos, en los bosques subtropicales húmedos misioneros y en la región chaqueña así como en áreas tropicales de China y el centro de Brasil.

INVESTIGADOR RESPONSABLE
Guillermo Hernan Goldstein
PhD. Universidad de Washington. Investigador Superior CONICET.

INTEGRANTES
Piedad Maria Cristiano
Dra. en Ciencias Biológicas. Jefe de Trabajos Prácticos EGE, FCEN, UBA. Investigador Asistente CONICET.  

Nora Madanes
Dra. en Ciencias Biológicas. Jefe de Trabajos Prácticos EGE, FCEN, UBA.

Laureano Oliva Carrasco
Becario de Doctorado CONICET.

Maria Virginia Eva Diaz Villa
Becario de Doctorado CONICET.

Thais Efron
Becario Doctorado CONICET.

Maria Soledad De Diego
Becario Doctorado CONICET.

PUBLICACIONES

Publicaciones en revistas con referato:

Cristiano PM, Posse G & Di Bella CM (2015) Total and aboveground radiation use efficiency in C3 and C4 grass species influenced by nitrogen and water availability. Grassland Science. En prensa.

Oliva Carrasco, L., Bucci, S.J., Di Francescantonio, D., Lezcano, O.A., Campanello, P.I. , Scholz, F.G., Rodríguez, S., Madanes, N., Cristiano, P.M., Hao, G.-Y., Holbrook, N.M., Goldstein, G. (2015) Water storage dynamics in the main stem of subtropical tree species differing in wood density, growth rate and life history traits. Tree Physiology 4, pp. 354-365

Zhang, Y.-J., Cao, K.-F., Sack, L., Li, N., Wei, X.-M., Goldstein, G..(2015) Extending the generality of leaf economic design principles in the Cycads, an ancient lineage. New Phytologist 206 pp. 817-829.

Arias, N.S., Bucci, S.J. , Scholz, F.G., Goldstein, G. (2015) Freezing avoidance by supercooling in Olea europaea cultivars: The role of apoplastic water, solute content and cell wall rigidity . Plant Cell and Environ 2017

Zhang, Y.-J., Cao, K.-F., Sack, L.,Li, N.e, Wei, X.-M. Goldstein, G. (2015) Extending the generality of leaf economic design principles in the cycads, an ancient lineage. New Phytologist, 2 pp. 817-829
Madanes. N, R.D. Quintana, P. Kandus y R.F.Bó (2015). Species richness and functional groups of angiosperms from the Paraná River Delta region (Argentina) Check List 11 (6) doi: http// dx.doi.org/10.155560/11.6.1803
Arias NS, Bucci SJ, Scholz FG, Goldstein G. (2015) Freezing avoidance by supercooling in Olea europaea cultivars: the role of apoplastic water, solute content and cell wall rigidity. Plant Cell and Environment 38:2061-2070.
Peschiutta ML; Bucci SJ; Scholz FG; Goldstein G. Compensatory response in plant-herbivore interacction: impacts of insects in leaf wáter relations. Acta Oecologia (en revisión).
Participación en libros 2015
G-Y Hao, K-F Cao and G Goldstein.. Hemiepiphytic Trees: Ficus as a Model System for Understanding Hemiepiphytism Chapter 1. Goldstein and L. Santiago Editors: Tropical Tree Physiology: adaptations and responses in a changing environment. Springer. En prensa

P I. Campanello, E Manzané, M Villagra, Y-J Zhang, A M. Panizza, D di Francescantonio, S A. Rodriguez, Y-J Chen, L S. Santiago, and G Goldstein Carbon Allocation and Water Relations of Lianas Versus Trees. Chapter 5. Goldstein and L. Santiago Editors: Tropical Tree Physiology: adaptations and responses in a changing environment. Springer. En prensa

S J. Bucci, G Goldstein, F G. Scholz and F C. Meinzer Physiological Significance of Hydraulic Segmentation, Nocturnal Transpiration and Capacitance in Tropical Trees: Paradigms Revisited. Chapter 9. Goldstein and L. Santiago Editors: Tropical Tree Physiology: adaptations and responses in a changing environment. Springer. En prensa

F.G. Scholz, S.J. Bucci, F.C. Meinzer and G. Goldstein Maintenance of Root Function in Tropical Woody Species During Droughts: Hydraulic Redistribution, Refilling of Embolized Vessels, and Facilitation Between Plants Chapter 10. Goldstein and L. Santiago Editors: Tropical Tree Physiology: adaptations and responses in a changing environment. Springer. En prensa

L. S. Santiago and G. Goldstein Is Photosynthesis Nutrient Limited in Tropical Trees? Chapter 14. G. Goldstein and L. Santiago Editors: Tropical Tree Physiology: adaptations and responses in a changing environment. Springer. En prensa

G. Goldstein, L. S. Santiago, P. I. Campanello, G. Avalos, Y.-J. Zhang and M. Villagra Facing Shortage or Excessive Light: How Tropical and Subtropical Trees Adjust Their Photosynthetic Behavior and Life History Traits to a Dynamic Forest Environment. Chapter 15. Goldstein and L. Santiago Editors: Tropical Tree Physiology: adaptations and responses in a changing environment. Springer. En prensa
Y-J Zhang, P.M. Cristiano, Y-F Zhang, P.I. Campanello, Z-H Tan, Y-P Zhang, K-F Cao and G. Goldstein. Carbon Economy of Subtropical Forests. Chapter 16. G. Goldstein and L. Santiago Editors: Tropical Tree Physiology: adaptations and responses in a changing environment. Springer. En prensa
2003
Bucci Sandra J., Scholz Fabián G., Goldstein Guillermo, Meinzer Frederick C, Sternberg Leonel S.
Dynamic changes in hydraulic conductivity in petioles of two savanna tree species: Factors and mechanisms contributing to the refilling of embolized vessels. Plant, Cell and Environment 26: 1633-1645
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2003
Moreira Marcelo Z., Scholz Fabián G., Bucci Sandra J., Sternberg Leonel S., Goldstein Guillermo, Meinzer Frederick C., Franco Augusto C.
Hydraulic lift in a neotropical savannah. Functional Ecology 17(5): 573-581.
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2003
James, S.A., F.C. Meinzer, G. Goldstein, D. Woodruff, T. Jones, T. Restom, M. Mejia, M. Clearwater & P. Campanello.
Axial and radial water transport and internal water storage in tropical forest canopy trees. Oecologia 134: 37-45
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2002
Scholz Fabián G., Bucci Sandra J., Goldstein Guillermo, Meinzer Frederick C, Franco Augusto C.
Hydraulic redistribution of soil water by neotropical savanna trees. Tree Physiology 22(9): 603-612
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2000
Naves-Barbiero Cheila Cristina, Franco Augusto César, Bucci Sandra J., Goldstein Guillermo.
Fluxo de seiva e condutança estomâtica de duas especies lenhosas sempre-verdes no campo sujo e cerradâo. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal 12(2): 119-134

CURSOS
2004 “Ecología y fisiología en el ciclo de vida de las plantas: interacciones con factores bióticos y abióticos.”

26 de julio al 6 de agosto.
Ciudad Universitaria, Pabellón II, 2do piso.
Puntaje para el Doctorado: 3 puntos.

Docentes: Guillermo Goldstein, Fabio Causin, Susana Bravo, Paula Campanello

Programa: Ecofisiología de plantas e interacciones con el ambiente
Relaciones hídricas. Introducción al estudio de la economía de agua en plantas vasculares. Medidas del estado de agua en plantas. Potencial hídrico y sus componentes: turgor, osmótico, mátrico, presión, etc.) en tejidos. La célula como osmómetro. Compartimentos apoplásticos y simplásticos. Relaciones hídricas foliares. Relaciones presión-volumen. Turgor en relación con ajuste osmótico y elasticidad de la pared celular. Técnicas para medir potencial hídrico y sus componentes. Transporte de agua. Contínuo suelo-planta atmósfera. Rutas de entrada de agua y su movimiento hacia las hojas. Técnicas no invasivas para detreminar patrones espaciales y temporales de absorción radicular del agua (isotopos estables). Medición de flujo en árboles y capacitancia en plantas. Ascenso y redistribución hidráulica del agua en el suelo. Transporte de agua a larga distancia. Analogías entre el transporte de agua en plantas y corriente en circuitos eléctricos. Caracterización de resistencia hidráulicas y las fuerzas motrices por el movimiento del agua en el continuo suelo-atmósfera. Teoría cohesiva y sus supuestos, predicciones y limitaciones. Cavitación y embolismo. Curvas de vulnerabilidad. Hipótesis y polémicas actuales sobre la reparación de vasos bajo condiciones de tensión. Fotosíntesis. Metabolismos fotosintéticos C3 C4 y CAM. Técnicas de isótopos estables de carbono. Respuesta de la fotosíntesis a la intensidad de luz y la concentración de CO2 . Morfología y anatomía de las hojas. Relaciones entre la capacidad fotosintética y la eficiencia en el transporte de agua. Técnicas para medir fotosíntesis. Germinación. Semillas recalcitrantes y ortodoxas. Fitocromos. Inhibidores de la germinacion. Efectos de factores ambientales sobre la germinación. Aspectos ecológicos de la germinación. Bancos de semillas. Fisiología del estrés. Mecanismos de disipación de exceso de energía en las hojas. Fotoinhibición. Aclimatación a diferentes niveles de radiación. Estrés hídrico y regulación de las pérdidas de agua por transpiración. Física del vapor de agua en la atmósfera. Fisiología estomática, capa límite, coeficiente omega. Efectos de la sequía. Mecanismos de respuesta a los déficit hídricos. Aclimatación y homoestasis en el mantenimiento de procesos fisiológicos. Efecto de temperaturas bajas y altas sobre la fisiología de la planta. Superenfriamiento, evasión al congelamiento y tolerancia al congelamiento extracelular. Técnicas para registrar variables microclimáticas en el campo (radiación, temperatura, humedad) y disponibilidad de agua.

Interacciones planta-animal
Herbivoría. Mecanismos de defensa contra herbívoros. Defensas cualitativas y cuantitativas. Compromisos en la asignación de recursos. Hipotesis sobre las defensas de las plantas. Daño por herbivoría y crecimiento. Impacto ecológico de los herbívoros. Dispersión de semillas. Distintos tipos de dispersión. Hipótesis de Janzen-Connell. Hipótesis que explican la función de la dispersión de semillas. Hipótesis de dispersión directa. Hipótesis de escape. Hipótesis de colonización. Los primeros estudios. Poniendo a prueba la Hipótesis de Janzen-Connell. Evaluando el efecto de la distancia al árbol parental y el de la densidad. Los primeros trabajos que estudian la dispersión por aves. Estrategias para atraer dispersores. La remoción de semillas del árbol. Los dos componentes de la dispersión: calidad y cantidad. Distintos patrones de dispersión: Azarosa u homogénea vs Agrupada. ¿En qué estado llegan las semillas al suelo?. Los trabajos incorporan los estudios de germinación. Velocidad y porcentaje dos parámetros a evaluar en la germinación. ¿Cómo son depositadas las semillas?. Registros de comportamiento un complemento imprescindible. Predación posdispersiva y dispersión secundaria. El papel de roedores y artrópodos. El caso de las hormigas, los escarabajos peloteros y los roedores acopiadores. Germinación no implica reclutamiento. Hipótesis del desacople de los estadíos en el proceso de dispersión de semillas. Factores que operan en cada estadío. La dispersión de larga distancia. Principales técnicas para el estudio de la dispersión de semillas en el campo. Problemas en la implementación de las mismas. Modelos teóricos. Problemas de la información obtenida por las distintas técnicas. Impactos de la dispersión en distintos ecosistema. Discusiones actuales sobre el tema. La dispersión de semillas y su importancia en la conservación. Efectos de la defaunación sobre el reclutamiento de individuos. El uso de técnicas moleculares.