1. Ecofisiología de plantas de zonas áridas y semiáridas, con énfasis en fotosíntesis y relaciones hídricas.
Las plantas que habitan ecosistemas áridos y semiáridos se caracterizan por responder de diversas formas a las condiciones de estrés hídrico y térmico de estos ambientes.
Las respuestas incluyen un ciclo de vida más corto para las especies anuales, así como tolerancia y resistencia a la sequía en las especies perennes por medio de diversas respuestas funcionales que incluyen respuestas de tipo fisiológico, anatómico y morfológico.
En nuestro laboratorio nos interesa estudiar el uso de recursos, especialmente carbón, agua y nutrientes en las plantas de estos ecosistemas y su respuesta al estrés hídrico y de temperatura.
También nos interesa estudiar la respuesta de las especies en las fases de semilla, plántula y adultos a diferentes condiciones ambientales, incluyendo la asociación de cactáceas a plantas nodrizas y la asociación con hongos micorrícicos arbusculares.
2. Ecofisiología de plantas invasoras.
En el estado de Sonora, una de las principales transformaciones de los ecosistemas es el cambio de uso de suelo de matorral xerófilo y espinoso a praderas de zacate buffel (Cenchrus ciliaris).
A pesar de que el zacate buffel es una fuente de forraje importante para la ganadería, su introducción representa un alto riesgo ecológico para las zonas áridas, ya que es una especie invasora que provoca la transformación de la vegetación natural, modificando considerablemente el ambiente físico y biológico.
En el laboratorio nos hemos interesado en estudiar los rasgos que confieren al zacate buffel ser una especie invasora. Estudiamos aspectos de germinación, alelopatía y establecimiento de un ciclo de fuego.
En general, nos interesa conocer los efectos de la introducción e invasión del zacate buffel en los matorrales xerófilos y espinosos de Sonora, incluyendo las consecuencias en plantas nativas, como riqueza, establecimiento y muerte por fuego.
3. Ecología funcional.
El establecimiento de praderas de zacate buffel ha provocado una pérdida importante de la riqueza de especies de plantas nativas debido al desmonte, a los incendios y a la restricción de la regeneración de especies nativas.
Este efecto en la regeneración de especies nativas se debe a la competencia interespecífica, microclima desfavorable y restricción del establecimiento de plántulas por esta especie exótica.
Los cambios asociados al establecimiento de praderas pueden funcionar como filtros de selección de especies de plantas con ciertas características morfológicas y/o fisiológicas.
Esto se podría ver reflejado en los valores de los atributos funcionales relacionados con la ganancia de recursos como carbono, nutrientes y agua. En esta línea de investigación nos ha interesado conocer:
- El efecto del cambio de uso de suelo sobre los atributos funcionales de especies del matorral espinoso de Sonora y su relación con la variación en el carbono acumulado en biomasa aérea vegetal y en el suelo.
- El efecto del cambio de uso de suelo e introducción del zacate buffel en la relación de plantas nativas con hongos micorrícicos arbusculares.
- Efecto del fuego en la mortalidad de especies nodrizas y sus posibles consecuencias en el funcionamiento de la simbiosis nodriza-protegido.
4. Genética de poblaciones de plantas del noroeste de México.
Un aspecto fundamental de la biodiversidad es la variación genética de las poblaciones y las especies de una región. Nuestro Laboratorio ha estudiado los patrones generales de la diversidad genética en varias especies de plantas del noroeste de México.
En particular, nos interesa conocer los factores o procesos que han moldeado y mantienen la variación genética dentro y entre poblaciones de plantas de la región. También, nos interesa generar conocimiento sobre los patrones de diversidad genética en especies en peligro de extinción de la región con el objetivo de aportar estrategias que permitan la conservación in-situ de estas especies.
Nuestra meta general es aportar conocimiento fundamental sobre los procesos históricos y actuales que determinan los niveles de diversidad genética de las especies de plantas del noroeste de México.
5. Ecología reproductiva y evolución de los sistemas reproductivos de plantas del noroeste de México
La reproducción representa un nexo crucial entre generaciones y una parte fundamental en el mantenimiento de las especies. Nuestro grupo ha estudiado diferentes aspectos ecológicos de la polinización de las especies de plantas del noroeste de México.
En particular, hemos estudiado el papel que juegan los murciélagos nectarívoros en la reproducción de cactos columnares y agaves. Por otra parte, también hemos explorado varios aspectos de la evolución de sistemas reproductivos de varias especies de plantas del noroeste de México.
Esto incluye la evolución de la distilia en especies heterostílicas y el mantenimiento de la esterilidad masculina en especies ginodioicas. Nuestro objetivo e interés general es generar conocimiento fundamental sobre la ecología reproductiva de las especies nativas del noroeste de México.
6. Ecología de plantas invasoras
Las especies invasoras se han vuelto una de las causas que amenazan a la biodiversidad a escala local y global. Nuestro Laboratorio ha estudiado diversos aspectos de la ecología de una de las especies invasoras más importantes en el estado de Sonora: el zacate buffel (Pennisetum ciliare).
El zacate buffel se introdujo en el estado durante la década de los cincuentas con el objetivo de aumentar la producción de forraje en los agostaderos, ya que es una especie tolerante a la sequía.
Su introducción estuvo acompañada de la conversión de grandes extensiones de matorrales desérticos y espinosos del estado a praderas de zacate buffel.
Nuestro grupo ha estudiado el impacto ecológico de la conversión de la vegetación natural a praderas de este pasto exótico, incluyendo su influencia en la riqueza y diversidad de especies, la fertilidad de los suelos y las interacciones bióticas.
Una vez establecido en praderas este pasto invadió otros hábitats, incluyendo comunidades vegetales naturales, así como orillas de carreteras y el ambiente urbano.
Nuestro Laboratorio también ha estado estudiando esta fase como planta invasora, incluyendo la diversidad genética, los patrones de colonización a lo largo de carreteras y el impacto de la invasión en las comunidades naturales.
A largo plazo, nuestra meta es aportar conocimiento fundamental encaminado a lograr una estrategia efectiva de control de esta especie invasora.
7. Fitorremediación de residuos mineros.
La minería es y ha sido una actividad económicamente muy importante en el estado de Sonora. La minería histórica ha dejado un legado ambiental de residuos abandonados en el estado, que se conocen como jales mineros.
Nuestro trabajo de investigación pretende aportar evidencia sobre las estrategias más efectivas de fitoestabilización de estos pasivos ambientales.
En particular, pretendemos identificar las especies de plantas nativas con mayor potencial de fitorremediación en jales mineros de ambientes áridos y, por otra parte, conocer los mecanismos que limitan o restringen el establecimiento de una cubierta vegetal autosostenible en estos residuos abandonados.
Hemos trabajado en los jales mineros abandonados de Nacozari y San Felipe de Jesús. En San Felipe también estamos estudiando el impacto de los jales en los suelos agrícolas y los cultivos más importantes en esta región del Río Sonora.
Nos interesa generar un inventario tanto de los jales mineros abandonados en el estado, como de las especies de plantas con potencial fitoestabilizador en ambientes áridos y semiáridos.
Esta línea de investigación pretende aportar evidencia científica sobre mecanismos que permitan el desarrollo de estrategias efectivas de fitorremediación usando plantas nativas en residuos mineros de ambientes desérticos.