Los científicos se propusieron averiguar cómo se adaptan las plantas al frío. Mediante la construcción de un árbol evolutivo de más de 32.000 especies de plantas con flores y combinándolo con los registros de exposición a la congelación y datos de las hojas y los tallos de miles de especies, un equipo de científicos ha reconstruido cómo se adaptan las plantas al frío a medida que, este se extendía por todo el mundo.
Los resultados, que publicó ‘Nature’, sugieren que muchas plantas adquirieron características que les ayudaron a prosperar en climas más fríos, como estar moribundas en invierno, mucho antes de toparse por primera vez con temperaturas de congelación.
La evidencia fósil y reconstrucciones de las condiciones climáticas del pasado sugieren que plantas de floración temprana vivían en ambientes tropicales cálidos, explica el coautor Jeremy Beaulieu, del Instituto Nacional de Matemática y Síntesis Biológica (NIMBioS) en la Universidad de Tennessee, en Estados Unidos. Como las plantas se propagaron a latitudes y altitudes más altas, evolucionaron en formas que les ayudaron a hacer frente a condiciones de frío.
Las plantas que viven en la tundra, como el cinquefoil ártico y la saxifraga de tres dientes, pueden soportar temperaturas invernales inferiores a menos 15 grados Celsius. A diferencia de los animales, la mayoría de las plantas no puede moverse para escapar del frío o generar calor para mantenerse calientes. Esa era una de las razones por las que se investigaba cómo se adaptan las plantas al frío.
No es tanto el frío, sino el hielo el que plantea problemas a las plantas, porque, por ejemplo, la congelación y descongelación provoca burbujas de aire que se forman en el sistema de transporte interno de agua de la planta.
Aire congelado en burbujas
«Es como las burbujas de aire que se ven suspendidas en los cubos de hielo», pone como ejemplo uno de los autores de la investigación de cómo se adaptan las plantas al frío, Amy Zanne, de la Universidad George Washington. «Si se junta un número suficiente de estas burbujas de aire, cuando el agua se descongela, pueden bloquear el flujo de agua desde las raíces hasta las hojas y matar a la planta«, detalla.
Los investigadores identificaron tres rasgos que ayudan a las plantas conseguir evitar estos problemas en la naturaleza. Algunas plantas, como nogales y robles, evitan daños por congelación al dejar caer sus hojas antes de que llegue el frío del invierno, cerrando de manera efectiva el flujo de agua entre las raíces y las hojas, y haciendo crecer nuevas hojas y células de transporte de agua cuando se restablece el clima más cálido.
Otras plantas, como abedules y álamos, también se protegen a sí mismos por tener estrechas células de transporte de agua, lo que hace a las partes de la planta que llevan agua menos susceptibles a la obstrucción durante la congelación y descongelación. Otras están moribundas en invierno y sus raíces vuelven a brotar o comienzan a crecer como nuevas plantas a partir de semillas cuando las condiciones son adecuadas.
Cuando los investigadores que querían saber cómo se adaptan las plantas al frío mapearon las hojas que recogieron y surgieron datos del árbol evolutivo de las plantas con flores, se encontraron con que muchas plantas estaban bien equipadas para los climas helados, incluso antes de que llegaran las condiciones de frío.
Cómo se adaptan las plantas al frío: muerte y renacimiento
Las plantas que mueren en invierno, por ejemplo, adquirieron la capacidad de morir y regresar cuando las condiciones mejoran mucho antes de experimentar la primera congelación. Del mismo modo, las especies con las células de transporte de agua estrechas adquirieron un sistema circulatorio más fino antes enfrentarse a los climas fríos.
«Esto sugiere que alguna otra presión ambiental, posiblemente la sequía, hizo a estas plantas evolucionar de esta manera y pasar a funcionar muy bien para tolerar la congelación«, plantea Zanne al estudiar cómo se adaptan las plantas al frío. Las únicas excepciones fueron las plantas con hojas caducas, ya que no ganaron la capacidad de caída de las hojas durante el invierno hasta que se toparon con la congelación, añade Beaulieu.
