How do two Lupinus species respond to temperature along an altitudinal gradient in the Venezuelan Andes? Translated title: ¿Cómo responden dos especies de Lupinus a la temperatura en un gradiente altitudinal en los Andes venezolanos?

Abstract

Temperature determines plant formations and species distribution along altitudinal gradients. Plants in the tropical high Andes, through different physiological and morphological characteristics, respond to freezing night temperatures and high daytime energy inputs which occur anytime of the year. The main objective of this study was to characterize day and night temperature related responses of two Lupinus species with different altitudinal ranges (L. meridanus, 1,800-3,600 and L. eromonomos, 3,700-4,300 m of altitude). Are there differences in night low temperature resistance mechanisms between the species along the gradient? How do these species respond, in terms of optimum temperature for photosynthesis, to increasing altitude? Lupinus meridanus shows frost avoidance, in contrast to L. eromonomos, which tolerates freezing at higher altitudes. Optimum temperature for photosynthesis decreases along the gradient for both species. Maximum C0(2) assimilation rates were higher in L. meridanus, while L. eromonomos showed decreasing C0(2) assimilation rates at the higher altitude. In most cases, measured daily leaf temperature is always within the 80 % of optimum for photosynthesis. L. meridanus7 upper distribution limit seems to be restricted by cold resistance mechanisms, while L. eromonomos7 to a combination of both cold resistance and to C0(2) assimilation responses at higher altitudes.

Translated abstract

La temperatura determina las formaciones vegetales y la distribución de especies a lo largo de gradientes altitudinales. Las plantas en los altos Andes tropicales, a través de diferentes características morfológicas y fisiológicas, responden a temperaturas congelantes nocturnas y altas entradas energéticas durante el día en cualquier momento del año. El objetivo principal de este estudio fue caracterizar las respuestas relacionadas con temperaturas diurnas y nocturnas en dos especies de Lupinus con diferente distribución altitudinal (L. meridanus, 1.800-3.600 y L. eromonomos, 3.700-4.300 m de altitud). ¿Existen diferencias en los mecanismos de resistencia a bajas temperaturas entre las especies a lo largo del gradiente? ¿Cómo responden estas especies, en términos de temperatura optima para fotosíntesis, a incrementos en altitud? Lupinus meridanus evade el congelamiento, en contraste a L. eromonomos, que tolera el congelamiento a mayores altitudes. La temperatura óptima para fotosíntesis disminuye a lo largo del gradiente para ambas especies. Las máximas tasas de asimilación de C0(2) se obtuvieron en L. meridanus, mientras que L. eromonomos mostró una disminución en sus tasas de asimilación de C0(2) a mayor altitud. En la mayoría de los casos, la temperatura foliar medida siempre estuvo dentro del 80 % del óptimo fotosintético. El límite superior de distribución de L. meridanus parece estar restringido por mecanismos de resistencia a la temperatura, mientras que en L. eromonomos por una combinación de ambas resistencia al frío y respuestas en asimilación de C0(2) a mayores altitudes.