En términos generales se asocia el clima desértico a lugares que poseen una elevada temperatura y reciben pocas precipitaciones, pero existen desiertos fríos donde la temperatura es baja y las precipitaciones no son escasas, aunque estas no se producen de forma liquida. Un modo mas preciso de definir un clima desértico seria, el de aquellos lugares donde existe baja disponibilidad de agua, bien por ser escasas las precipitaciones, o bien, porque el agua se encuentra en forma de nieve o hielo; y además existe una elevada transpiración, por ser la temperatura muy alta, debido a la existencia de vientos constantes u otras causas posibles. En resumen en las regiones áridas o desérticas las precipitaciones son inferiores a la evaporación, lo que convierte al agua en un bien escaso y en el principal factor limitante que condiciona el crecimiento y desarrollo de las plantas en estos ecosistemas.

Situación de los principales desiertos del mundo

Distribución de los desiertos y semidesiertos terrestres, las zonas marrones oscuras son los desiertos propiamente dichos, las claras son «semidesiertos» o zonas críticas con riesgo de desertización o desertificación inminente.

En cuanto a la temperatura, lo que si tienen en común las regiones desérticas es la alta oscilación térmica entre el día y la noche, y la máxima y la mínima anual. El record de diferencias de temperaturas históricas medidas en el planeta lo posee un desierto de tipo continental frío: el desierto del Gobi, donde se han registrado una temperatura máxima de 50º C y una mínima de -58º C, es decir, un record histórico de 108º C de diferencia, si bien las temperaturas medias en verano están en torno a los 37ºC y en invierno en -40ºC.

La mayoría de los desiertos se encuentran situados en las regiones que limitan las zonas tropicales de las subtropicales y su formación está relacionada con la circulación de las corrientes de aire, aunque también influyen factores más o menos locales como pueden ser corrientes frías oceánicas que hacen descargar la lluvia sobre el mar, o elevadas cordilleras que actúan como deshumificadores impidiendo que las nubes o el aire húmedo las sobrepasen creando desiertos a su “sombra”. Otros desiertos se producen al tener que atravesar los vientos grandes masas continentales donde pierden su humedad.

Vista general del invernadero de plantas desérticas

El invernadero que nos ocupa reproduce este tipo de clima manteniendo una temperatura que oscila en el mes mas frío entre 6º y 11º C y en el mes mas cálido entre 27º y 34,5º C con una humedad relativa entre 30 y 60%.

La supervivencia de las plantas en las zonas desérticas supone un autentico reto en el cual, estas deben solventar los problemas anteriormente expuestos: escasez de agua, una elevada transpiración y alta oscilación térmica. Pocas plantas han conseguido resolverlo, de ahí la escasa biodiversidad que existe en estos ecosistemas. Por ejemplo, en un espacio tan extenso como es el desierto del Sahara, tan solo se han descrito un millar de especies, número escasísimo si lo comparamos con las decenas de miles descritas en cualquier ecosistema tropical.

La escasez de agua va a originar una competencia, que es la responsable de la escasa cobertura vegetal de estos ecosistemas. A esto hay que añadir la pobreza e incluso ausencia de materia orgánica de los suelos y la lentitud de reciclaje de la materia orgánica debido a que los organismos descomponedores (bacterias y hongos), no encuentran condiciones favorables para desarrollar su ciclo biológico, salvo en los escasos periodos de lluvia.

La primera adaptación que han realizado muchas de las especies anuales del desierto es la de reducir su ciclo biológico al máximo. Aprovechando las escasas lluvias que acontecen en el desierto, este tipo de plantas nacen, florecen y mueren en el corto espacio de tiempo de una semana o incluso un solo día dando lugar a un fenómeno muy vistoso y colorido conocido como “desierto florido”. En estas plantas es la semilla la que sobrevive durante el largo periodo en el que las condiciones de humedad son desfavorables.

Las plantas con ciclos de vida más largos desarrollan adaptaciones que les permiten superar los retos anteriormente mencionados.

Para hacer frente a las altas oscilaciones térmicas, las plantas del desierto se cubren de una gruesa cutícula cérea externa impermeable que aísla a la planta de la temperatura externa y evita la pérdida de agua por evaporación.

Otra adaptación para evitar la pérdida de agua por transpiración, es la reducción en el número de estomas, y el cierre de estos durante las horas de calor del día, abriéndolos por la noche y al amanecer-atardecer.

Esto conlleva una modificación evolutiva más compleja al transformarse la fotosíntesis a un tipo de metabolismo denominado CAM (crasuláceo-ácido-metabolismo) típico de estas plantas en la que la luz solar solamente se precisa al final del ciclo metabólico.

Metabolismo C.A.M.

Las plantas no suculentas o mesofíticas realizan la fotosíntesis durante el día, permaneciendo los estomas abiertos durante el proceso para poder realizar el intercambio gaseoso necesario.

CO2 + H2O = Hidratos de carbono + O2

Durante este intercambio se fija CO2 y se libera O2 con la perdida de H2O por transpiración a través de los estomas. Sin embargo, en las plantas con metabolismo C.A.M, los estomas permanecen abiertos únicamente por la noche, fijando CO2.

NOCHE: Estomas abiertos

CO2 + H2O = Ácidos orgánicos almacenados en vacuolas.

DÍA: Estomas cerrados

Ácidos orgánicos + H2O + Luz = Hidratos de carbono + O2

Al inicio de la noche se liberan pequeñas cantidades de O2 reduciendo al mínimo la pérdida de agua por transpiración.

Otras plantas del desierto que habitan en zonas donde el viento es seco y persistente, adoptan formas aplanadas que apenas sobresalen de la superficie del terreno, y no exponen a la planta al viento, evitando las perdidas por evapotranspiración. Este es el caso de las denominadas “plantas piedra” del genero Lithops.

Frente a la escasez de agua las plantas que habitan estas regiones desarrollan distintas  adaptaciones.

Algunas de las plantas de porte arbustivo desarrollan largas raíces profundas que alcanzan la capa freática, y cuando la sequía se alarga se desprenden de sus hojas.

-Todas poseen un tejido parenquimático capaz de acumular agua. Esto las convierte en plantas carnosas y jugosas muy apetecibles para los animales herbívoros. Para defenderse de la depredación utilizan dos estrategias distintas, se protegen con espinas o bien con sustancias tóxicas. Asociado a esto algunas de las plantas del desierto poseen formas globosas que aumentan la capacidad de almacenar agua, a la vez que la relación superficie expuesta al sol respecto al volumen total es menor. Son los Cactus la familia que mejor tiene desarrollada esta capacidad de engrosamiento–adelgazamiento debido a que su superficie esta surcada por costillas que permiten el alejamiento o el acercamiento como si fuera un acordeón.

Cuando la planta esta henchida de agua las costillas se encuentran separadas, pero cuando la planta esta deshidratada las costillas se encuentran juntas generando zonas de sombra y reduciendo la superficie expuesta al sol. Un ejemplo claro de esto último lo podemos ver en el invernadero observando los cactus denominados “asientos de suegra” del genero Echinocactus.

-En el caso de los Cactus, las hojas se han transformado en espinas, de este modo se reduce la superficie expuesta y se evitan las pérdidas de agua por evapotranspiración. En las Euphorbias con aspecto cactiforme (parecen cactus pero no lo son filogenéticamente), podemos observar como en las zonas de crecimiento apical todavía se conservan las hojas que posteriormente caerán teniendo las espinas un origen distinto.

–Tallos verdes. Al desaparecer las hojas, la fotosíntesis se realiza en el tallo. Estos pasan a ser los responsables de la función fotosintetizadora y la clorofila se acumula en las paredes de la planta.

-Frente al exceso de luz, algunas plantas del desierto, y sobre todo cactus presentan una abundante pilosidad, con pelos de color blanco que refractan la luz solar evitando la elevación de la temperatura y la perdida de agua. Podemos observar esta adaptación, en algunos cactus del genero Mammiliaria.

De Succu – Trabajo propio, CC BY 3.0, Enlace

Estas adaptaciones de las plantas a un ambiente tan difícil como es el del desierto son comunes en grupos de plantas que están separadas filogenéticamente, es decir, se presentan en grupos que no poseen parentesco. Se trata de convergencias adaptativas, mediante las cuales grupos de plantas no emparentadas evolutivamente entre sí, han llegado a la misma solución frente al mismo problema. A estas estrategias también se las conoce como Evolución paralela.

En este invernadero se pueden observar plantas pertenecientes a distintas familias:

Cactáceas. Son los populares y conocidos cactus exclusivos de los desiertos americanos. Existen unas 2.500 especies con formas diversas desde columnares como los saguaros, globosas como los cactus “asientos de suegra” (echinocactus), o bien con tallos aplastados como las chumberas.

Tienen flores con numerosos pétalos dispuestos en simetría radial (actinomorfas), que poseen un corto periodo de vida y abren generalmente por la noche.

Chumbera (Opuntia sp.) CC BY-SA 3.0, Enlace

Los cactus el género Opuntia conocidos como Chumberas, son uno de los tipos de cactus más extendidos fuera de su hábitat natural, ya que se cultiva como alimento de un insecto, la cochinilla (Dactylopius coccus), del que se obtiene un colorante conocido como carmín, que confiere color rojo no solo a ciertos cosméticos, también se utiliza en la industria textil y alimentaria, bajo la nomenclatura E-120.

Una de las plantas nacionales de méxico es precisamente el Nopal (Opuntia-ficus-indica). Ésta planta posee una gran importancia cultural y económica en ese país.

Euforbiáceas. Familia cosmopolita con unas 7.500 especies desde herbáceas a arbóreas, 400 de ellas con aspecto de cactus, que habitan en los desiertos africanos. Sus flores carentes de pétalos están agrupadas en capítulos en forma de copa con una flor femenina central rodeada de múltiples flores masculinas con un solo estambre, y un solo eje de simetría (zigomorfa).
Todas poseen un látex blanco espeso y pegajoso, por lo general muy tóxico. La planta mas grande y voluminosa de este invernadero es una euforbia candelabro (Euphorbia Ammak).

Euphorbia candelabro. De Laughlin Elkind de Santa Cruz – Flickr, CC BY 2.0, Enlace

Agaváceas. 600 especies americanas con numerosos representantes en el invernadero. Podemos ver distintas especies de agaves o pitas, plantas que florecen a los diez años y después mueren siendo sustituidas por retoños que surgen en la base de la planta madre. Son plantas muy útiles con las que se fabrican mezcal, tequila, vino, miel, fibras vegetales, papel, techumbres, vigas, e incluso con las espinas o las hojas, clavos y agujas.

Agave salmiana De Alberto Salguero – Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, Enlace

A esta misma familia pertenecen las Yucas, plantas originarias de Norte y Centroamérica, que dependen en su polinización de las polillas de la yuca, lepidópteros de la familia Prodoxidae con los que establecen una relación de mutualismo, la polilla poliniza la flor pero deposita sus huevos en ella, alimentándose las orugas de parte de las semillas pero respetando algunas.

Xanthorrhoeaceas. Con especies muy conocidas como los aloes. Existen unas 550 especies distribuidas por la península Arábiga, África y Madagascar.

En el invernadero podemos observar el famoso Aloe vera y el Aloe dichotoma entre otros. Los Aloes poseen Aloína sustancia laxante que los protege de la depredación y posee cualidades dermatológicas y cicatrizantes.

Aloe vera. De Philmarin – Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, Enlace

Aizoáceas. Dentro de esta familia se encuentran las denominadas plantas piedra del genero Lithops, llamadas así por su semejanza con pequeñas piedras. Poseen solo dos hojas que apenas sobresalen de la superficie el terreno, de este modo evitan exponerse a los vientos secos y constantes típicos de los lugares que habitan.

Lithops. De Ahmiguel – Trabajo propio, CC BY 3.0, Enlace

Crasuláceas

Con unas 1300 especies distribuidas principalmente por África y el hemisferio Norte. Encontramos desde plantas típicas de zonas desérticas del genero Kalanchoe ssp, a plantas del genero Sedum ssp que habitan lugares parecidos a los desiertos como son las zonas de grietas entre las rocas, donde la temperatura sufre una mayor oscilación debido a la alta inercia térmica de las rocas, y la sequedad del sustrato ya que el agua por la acción de la gravedad escapa a zonas mas bajas. Los Sedum conocidos en nuestro país como “uñas de gato” sobreviven a estas condiciones desérticas con las mismas adaptaciones que las plantas el desierto, es decir, poseen una gruesa cutícula cérea que recubre sus hojas y estas están muy engrosadas debido a que poseen tejidos llenos de agua.

Fuente: ‘Guía didáctica del Palacio de Cristal de Arganzuela’. Julio Carballo Gómez. Editado por el Ayuntamiento de Madrid, dentro de su colección ‘Biblioteca Digital’. 

(Adaptado por Visitarb Madrid)

Ampliar información: Plantas destacadas del Invernadero de Arganzuela: Clima desértico