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Director: Dr. Archangelsky, Sergio
Año de defensa: 2008
Universidad en la que fue presentada: Universidad de Buenos Aires (Facultad de Ciencias Exactas y Naturales)
Referencias de la tesis: Biblioteca F. Leloir, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires
Número de páginas: 238 p.
Resúmen. En el presente trabajo de tesis doctoral se estudiaron comparativamente las cutículas foliares de gimnospermas actuales y fósiles. Estas últimas, se consideraron como potenciales indicadores de las fluctuaciones de la proporción de dióxido de carbono (CO 2 ) en la paleoatmósfera de la región Patagónica durante el Cretácico Inferior y Medio. Para ello se estimó la capacidad adaptativa de las plantas ante cambios en las condiciones de su entorno, como ser el ajuste de la frecuencia estomática frente a las variaciones en la presión parcial de dióxido de carbono ( p CO 2 ) en la atmósfera.
En este contexto, se estudiaron tres especies actuales para elaborar curvas de calibración entre la frecuencia estomática y la p CO 2 . Las mismas son Austrocedrus chilensis (D. Don) Florin et Boutelje, Fitzroya cupressoides (Molina) I. M. Johnst. y Pilgerodendron uviferum (D. Don) Florin y corresponden a coníferas nativas de los bosques andino-patagónicos. Los valores obtenidos de frecuencia estomática, derivados de gradientes temporales para las tres especies, se analizaron, además, en función de las condiciones de temperatura y precipitación imperantes en la Patagonia norte para los intervalos considerados. También, se evaluó la variación de la frecuencia estomática en hojas de Austrocedrus chilensis a lo largo de un gradiente de precipitación (a través del ecotono estepa-bosque) y de un gradiente de p CO 2 (gradiente altitudinal). De estos estudios se desprende que existe una incidencia de factores externos a la proporción de dióxido de carbono sobre la iniciación estomática, entre ellos, la temperatura y la precipitación,. No obstante ello, el efecto de estas variables ambientales es menor al generado por la variación de la p CO 2 atmosférico, validando el uso de la metodología empleada como paleo-estimador de este gas.
Las especies fósiles consideradas en este estudio, corresponden a coníferas, cycadales y ginkgoales. Las mismas fueron obtenidas en depósitos de edad aptiana superior (formaciones Anfiteatro de Ticó y Punta del Barco) y albiana superior-cenomaniana inferior (Formación Kachaike), aflorantes en los sectores andinos y extraandinos de la provincia de Santa Cruz, Argentina. Se prospectaron nuevos niveles fosilíferos (localidades Bajo Comisión y Punta del Barco Sur) para uno de los cuales se describió un nuevo taxón ( Brachyphyllum kachaikensis ).
De los resultados obtenidos a partir de las especies fósiles, se desprende que el contenido atmosférico de CO 2 durante los intervalos considerados del cretácico temprano y medio, habrían estado incrementados entre 2,5-4 veces respecto al presente. La evidencia de eventos tectovolcánicos registrados para este momento en distintas partes del planeta, y en particular en Patagonia, es consistente con los resultados obtenidos. El efecto invernadero provocado por estos altos valores de dióxido de carbono sumado a la disposición paleogeográfica como forzante climático, bastarían para explicar la casi totalidad del incremento de temperatura calculado para el intervalo cretácico considerado. En el marco de estas condiciones ambientales cambiantes y estresantes, se registra, en Patagonia, la extinción de ciertos taxa, hasta ese momento altamente representados en las tafofloras, como fueron las bennettitales y pteridospermas, y se crearon las condiciones para el último gran evento en la historia evolutiva de las plantas: la aparición y radiación de las angiospermas.
Abstract. Extant and fossil cuticles of patagonia: Their potential as indicators of paleoatmospheric CO 2 . In this doctoral thesis work, the foliar cuticles of extant and fossil gymnosperms were studied. The fossil cuticles were considered as potential indicators of the CO 2 fluctuations in the Patagonian paleoatmosphere during the early and mid-Cretaceous. Therefore, the adaptation capacities of plants to environmental changes, i.e. the stomatal frequency adjustment to the variations in the atmospheric CO 2 partial pressure ( p CO 2 ), were estimated.
Three living species, of Patagonian gymnosperms, were studied in order to obtain calibration curves between stomatal frequency and p CO 2 . Austrocedrus chilensis (D. Don) Florin et Boutelje, Fitzroya cupressoides (Molina) I. M. Jhonst. and Pilgerondendron uviferum (D. Don) Florin were the native species of the Andean-Patagonian forest chosen for this study.
The stomatal values obtained along a time gradient for the three species, were also compared to the temperature and precipitation conditions reconstructed for Northern Patagonia , during the time interval considered in this study. The variations of the stomatal frequencies in Autrocedrus chilensis along both a precipitation gradient (steppe-forest ecotone) and a CO 2 gradient (altitudinal transect) were also evaluated. From these studies it was clear that external factors such as precipitation and temperature also affected stomatal development. However, the effect of these two variables in stomatal initiation was less important than the variation in p CO 2 . Therefore, the value of this methodology as a tool for the estimation of CO 2 as a paleoindicator was validated.
The fossil species included here are conifers, cycads and ginkgoales obtained from deposits of early Upper Aptian age (Anfiteatro de Ticó and Punta del Barco formations) and Upper Albian-Lower Cenomanian age (Kachaike formation), both outcropping in Andean and extra-Andean portions of Santa Cruz province, Argentina. New fossiliferous layers were prospected at Bajo Comisión and Punta del Barco Sur localities, where a new taxon ( Brachyphyllum kachaikensis ) was described. From the results obtained with the fossil species material it can be inferred that the CO 2 atmospheric content, during the early and mid-Cretaceous, should have been 2,5-4 times higher than at present. The effect of the important tecto-volcanic events occurring in many places on earth, and particularly in Patagonia by that time, is consistent to the results obtained here. The greenhouse effect generated by the high values of atmospheric CO 2 , together with the particular paleogeografic setting, taken as a forcing factor, should have been enough to account for the increase in temperature estimated for the Cretaceous time interval considered. During this stressing period of major environmental change, the extinction of well represented taxa of the Patagonian tafofloras, i.e. bennettites and pteridosperms took place. Moreover, the conditions for a great event in the evolutionary history of plants, as it is the occurrence and radiation of angiosperms, were created.
Palabras clave. Gimnospermas. Ccutículas fósiles y actuales. Índice estomático. Patagonia. Cretácico. Dióxido de carbono. Paleoatmósfera. Paleoclimatología.
Key words. Gimnosperms. Fossil and extant cuticles. Stomatal index. Patagonia. Cretaceous. Carbon dioxide. Paleoatmosphere. Paleoclimatology.
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