Tesis doctorales de la Escuela Internacional de Doctorado de la URJC desde el curso 2024/25
Impacts of plant domestication on litter decomposition: biodiversity effects and soil communities under the litter layer
Autor
PALOMINO DE LA ROSA, JAVIER
Director
BARAHONA MARTÍN, EMMA
Codirector
GONZÁLEZ BENÍTEZ, NATALIA
Fecha de depósito
02-12-2025
Periodo de exposición pública
2 a 18 de diciembre de 2025
Fecha de defensa
Sin especificar
Programa
Conservación de recursos naturales
Mención internacional
No
Resumen
Antecedentes
La descomposición de la hojarasca es un proceso clave en el ciclo de nutrientes, responsable del reciclado de C y N y del mantenimiento de la fertilidad del suelo. Está regulada por clima, rasgos de la hojarasca, organismos del suelo y sus interacciones. Aunque tradicionalmente se ha explicado por clima y calidad de hojarasca, otros factores como la biodiversidad de descomponedores, las interacciones tróficas o la contaminación también son cruciales. Faltan revisiones integradoras que aborden desde un enfoque mecanístico cómo interactúan estos factores, lo que limita la predicción de la descomposición bajo cambio global.
La domesticación, producto de selección natural y humana, ha modificado los rasgos funcionales de las plantas, aumentando nutrientes y reduciendo metabolitos secundarios. Aunque se conocen sus efectos en plantas vivas, sus consecuencias en la descomposición son poco exploradas. La calidad de la hojarasca de cultivos puede alterar la descomposición, la liberación de nutrientes, la biodiversidad del suelo y, en consecuencia, la sostenibilidad agrícola.
Objetivos
La tesis busca integrar perspectivas ecológicas y evolutivas para comprender los factores que controlan la descomposición y el impacto de la domesticación. Se plantean cuatro objetivos:
Revisar factores abióticos y bióticos que controlan la descomposición en ecosistemas terrestres y acuáticos.
Evaluar si la domesticación modifica los rasgos de hojas y raíces y su descomponibilidad.
Analizar los mecanismos de liberación de C y N en mezclas de hojarasca de plantas domésticas y silvestres.
Determinar si la hojarasca doméstica promueve comunidades edáficas distintas a las de progenitores silvestres.
Metodología
Se combinó una revisión bibliográfica (protocolo SANRA, >300 documentos 2011–2025) con experimentos empíricos. En los ensayos de descomposición, se midieron rasgos de hojas y raíces (relación C:N, materia seca, Mn), pérdida de masa y liberación de C y N. Se evaluaron efectos de biodiversidad en mezclas. En un segundo experimento se analizaron cambios en comunidades microbianas y de nematodos mediante secuenciación (16S, ITS) y extracción con embudos de Baermann.
Resultados
Cap. I (Revisión): La calidad de hojarasca y el clima explican hasta el 70% de la variabilidad global, pero actúan como filtros indirectos de comunidades de descomponedores. Se identificaron factores abióticos (pH, humedad, fotodegradación, ciclos congelación-descongelación) y bióticos (herbívoros, micorrizas, microbioma, depredación microbiana, domesticación). El Mn emergió como rasgo clave por su papel en enzimas ligninolíticas. También se revisaron mecanismos de efectos de biodiversidad y se abordó el contexto de cambio global (clima, invasiones, contaminantes).
Cap. II (Domesticación y rasgos): La domesticación aumentó la calidad de hojas y raíces (menos materia seca, más Mn), aunque los efectos variaron por especie y órgano. No cambió la pérdida total de masa, pero los efectos de biodiversidad fueron más fuertes en mezclas de hojas domésticas. Se evidenció la necesidad de diferenciar hojas y raíces en estudios aplicados a sostenibilidad agrícola.
Cap. III (Liberación de C y N): En cultivos domesticados los efectos netos de biodiversidad fueron menores. La liberación de C se redujo por menor complementariedad, mientras que la de N por menor dominancia (efectos de selección). Se observó inversión de patrones en leguminosas y gramíneas C4: las leguminosas domésticas acumularon N, mientras que las silvestres lo liberaron. Los microbios incorporaron menos N con hojarasca doméstica.
Cap. IV (Biodiversidad edáfica): La hojarasca doméstica, con menor C y materia seca, se degradó más rápido y promovió comunidades microbianas y de nematodos diferentes a las de progenitores silvestres. La riqueza fúngica aumentó en suelos con domésticas, la bacteriana dependió de la especie, y la de nematodos no cambió, aunque sí su composición (más bacterívoros generalistas).
Conclusiones
La tesis demuestra que la domesticación influye en ecosistemas más allá de la vida de las plantas, modificando la descomposición y la biota del suelo. La revisión confirma que clima y calidad de hojarasca son impulsores indirectos, y destaca la importancia de nuevos factores y mecanismos (fotodegradación, enzimas microbianas, interacciones de mezclas, contaminantes). Se identificaron vacíos de investigación en experimentos multifactoriales.
Los experimentos evidencian que la domesticación mejora la calidad de hojas y raíces y aumenta la pérdida de C, sin afectar la de N, reduciendo los efectos netos de biodiversidad y alterando comunidades de descomponedores. Los impactos son específicos de cada cultivo y órgano, lo que implica que cada mezcla de hojarasca tiene un potencial único para liberar nutrientes y configurar comunidades edáficas.
Estos hallazgos son relevantes para diseñar enmiendas de residuos agrícolas que promuevan sostenibilidad y fertilidad del suelo bajo escenarios de cambio global.
