Eficiencia en el uso del agua en plantas de desierto.
La producción primaria (A) en ecosistemas áridos depende de la parte de la entrada de agua utilizada por las plantas (T) y de la eficiencia (A / T) de su uso para la fijación de energía y CO2. En un análisis de los rendimientos de los cultivos y el uso del agua en condiciones áridas (alta radiación y evaporabilidad). Se encontró un buen ajuste a una relación lineal A = gT/E o A/T = g/E, es decir, la eficiencia está inversamente relacionada con la evaporatividad promedio en la estación de crecimiento, donde g es una especie constante más o menos independiente del clima y la humedad. La explicación teórica fue que cuando la radiación (y E) es alta, la fotosíntesis es saturada e invariante, mientras que la transpiración continúa aumentando. Otra interpretación es que en estas condiciones los dos procesos son perfectamente acoplados, es decir, sus velocidades dependen de las mismas resistencias a la difusión de gas en la vía estomática.
Las disminuciones en la relación A/T durante el verano y al mediodía se han encontrado ocasionalmente, pero no siempre, en las mediciones de intercambio de gases. Se puede esperar que las plantas del desierto tengan adaptaciones que aumenten la eficiencia del uso del agua para la producción de semillas o para el mantenimiento de la supervivencia, al aumentar g, reduciendo E, o desacoplando la fotosíntesis de la transpiración. Muy comunes son las adaptaciones «conductuales» en las que la planta utiliza el control estomático en A y T, de modo que ambas actividades se producen principalmente (o exclusivamente) en estaciones, días u horas de E baja.
En muchas plantas desérticas, la E de los períodos en los que la mayoría de A y T ocurren es probablemente mucho más baja que la E promedio. La principal limitación es que la fotosíntesis no puede ocurrir en la noche cuando E es la más baja. Esto se supera en las suculentas, particularmente en los cactus del desierto, mediante el «desacoplamiento adaptativo» utilizando el metabolismo del ácido de las crasuláceas.
La restricción del comportamiento de la transpiración a períodos de E bajo da como resultado un crecimiento lento pero eficiente. Esto será ventajoso para las plantas con una reserva de agua a la que tienen acceso exclusivamente (en capas profundas). Sin embargo, para las plantas en una situación competitiva (de raíces superficiales), donde el suministro de agua se agota también por evaporación directa o por otras especies, la selección favorecerá la restricción, transpiración rápida, aunque ineficiente. La mayoría de las efímeras del desierto han adoptado esta última estrategia, mientras que muchos arbustos se han especializado en el uso lento y regulado de las reservas exclusivas de agua (dándoles la capacidad de sobrevivir durante largos períodos en niveles bajos de actividad).
El desacoplamiento adaptativo de la fotosíntesis de la transpiración por un aumento de la resistencia mesófila al flujo de agua puede ser importante en algunos arbustos del desierto en los que se mantienen los niveles de fotosíntesis, mientras que la transpiración disminuye drásticamente después del mediodía. Por otro lado, las plantas del desierto generalmente evitan cualquier desacoplamiento que reduce la eficiencia; p.ej. la transpiración cuticular suele ser muy baja.