El tamaño de la hoja y otros rasgos pueden decir mucho sobre el crecimiento y la condición de una planta. Estos rasgos a menudo se comparan entre diferentes especies o variedades de cultivos, que se cultivan en diferentes entornos. En 2004, los científicos recogieron las medidas de las hojas de 2,548 especies de plantas y propusieron el Espectro económico de la hoja (LES) donde hay compensaciones entre los rasgos químicos, estructurales y fisiológicos.
Doctores Adam Martin y marney isaac de la Universidad de Toronto, investigó cómo ocho rasgos clave de la hoja siguen un “LES dentro del cultivo de café” que se relaciona con el tamaño de la planta y la producción de bayas. Los científicos encontraron fuertes restricciones a nivel de cultivo en LES y rasgos de hoja cambiaron a "conservación de recursos" a medida que las plantas crecieron y comenzaron a producir bayas. Drs. Adam Martin y Marney Isaac examinó previamente el LES en café cultivado en Costa Rica y Nicaragua.
Los investigadores cultivaron 72 plantas de café (café arábica, variedad Caturra) en CATIE en Costa Rica bajo diferentes fertilizantes (por ejemplo, moderado y alto) y condiciones de luz. Algunas plantas se cultivaron como monocultivo, mientras que otras se cultivaron bajo la sombra de árboles fijadores de nitrógeno. Erythrina poeppigiana en un sistema agroforestal. Los científicos agruparon las plantas en seis categorías de tamaño según su diámetro a 15 cm sobre el suelo (D15).
Se midieron la altura de la planta, el diámetro de la copa, el estado reproductivo (p. ej., presencia de bayas) y ocho características de la hoja (p. ej., masa seca de la hoja, grosor de la hoja, capacidad fotosintética, conductancia estomática). Con base en las medidas de la planta y el estado reproductivo, los investigadores calcularon el tamaño crítico del árbol en el momento en que se producen las bayas e investigaron cómo se comparan sus medidas con LES global.
Martin e Isaac encontraron que seis de las ocho medidas de las hojas eran diferentes en general según el tamaño de la planta (D15), pero solo el rasgo del grosor de la hoja aumentaba linealmente con el tamaño de la planta. Los rasgos asociados con las funciones fisiológicas disminuyeron a medida que aumentaba el tamaño de la planta, lo que sugiere un cambio hacia la "conservación de recursos". Tres rasgos (p. ej., capacidades fotosintéticas, masa foliar por área) fueron diferentes bajo diferentes tratamientos de luz y fertilizantes. La probabilidad de producción de bayas aumentó con el tamaño de la planta y el diámetro del árbol al inicio de la reproducción fue de aproximadamente 1.18 cm.
Este estudio ha demostrado que los rasgos de las hojas dependen del tamaño de la planta y del medio ambiente, y las compensaciones entre los rasgos cambian una vez que las plantas están produciendo bayas. Los científicos descubrieron que la magnitud de estos cambios en los rasgos se limita a un LES (potencialmente) específico de un cultivar. En comparación con el LES global, Martin e Isaac no encontraron correlación entre la masa foliar por área (LMA) y el contenido de N de la hoja dentro de un cultivar de café. Esto fue inesperado ya que se dice que la correlación entre estos dos rasgos (p. ej., LMA y hoja N) es una de las compensaciones centrales que definen las estrategias de uso de los recursos vegetales.
“[E]stán pendientes preguntas sobre qué tan profundamente restringida puede estar la “forma” dentro del genotipo o los espectros económicos intraespecíficos de la hoja: ¿existen patrones de covariación de rasgos y compensaciones que ocurren dentro de las especies 1) restringidas a lo largo de una única especie o genotipo específico? LES? O más bien, 2) ¿existen múltiples espectros de economía de la hoja dentro de las especies o genotipos, que están relacionados con el medio ambiente, la ontogenia de la planta, ambos u otros factores?
"Nuestros hallazgos indican lo primero, aunque aún no se ha probado si esto es exclusivo de los cultivos que han experimentado una selección artificial extensa, que probablemente ha influido en la fuerza de las restricciones en la covariación de los rasgos de las hojas o las compensaciones dentro de las plantas".
