¿Qué normas siguen las plantas que viven i crecen en los extremos?

El CREAF participa en un estudio internacional en la tundra ártica liderado por iDiV y descubren que las plantas de la tundra tienen una variedad de mecanismos mucho más diversa de lo que se pensaba anteriormente para hacer frente a los climas fríos. Igualmente, comprueban que en estos ambientes extremos se mantienen las mismas normas: el tamaño de la planta y la economía de los recursos explican la mayoría de la diversidad  de la vida vegetal.

Las plantas de la tundra ártica usan una amplia variedad de estrategias para sobrevivir a unos veranos muy cortos y a unos inviernos largos y duros. Este hallazgo, publicado en Nature Communication y liderado por el Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad (iDiv), en colaboración con otros centros de investigación como el CREAF, indica que las plantas de la tundra tienen una variedad de mecanismos mucho más diversa de lo que se pensaba anteriormente para hacer frente a estos climas fríos. En un mundo que se calienta progresivamente, estas plantas se beneficiarán al tener una amplia gama de formas de adaptarse al clima cambiante.

Traducción al castellano del artículo divulgativo escrito por Haydn Thomas el investigador principal del artículo

En el extremo noroeste de Canadá, más allá de las montañas cubiertas de glaciares, a lo largo del delta del Mackenzie y al otro lado del Mar Ártico, un científico está agachado sobre una pequeña ramita de brezo ártico. Se ha pasado todo el día buscando las típicas manchas de flores blancas características de la tundra que se elevan en pequeños montoncitos. Con el calibrador y el bloc de notas, las manos ahora entumecidas, toma algunas medidas finales antes de apresurarse a regresar al calor de su cabaña. El brezo ártico permanece, las flores se mecen alegremente en la brisa, muy cómodas en el extremo frío de la vida en la Tierra.

Ese científico, como era de esperar, era yo. Y mis manos casi se han recuperado. Para algunos puede ser sorprendente que me pasase la mayor parte de mi tiempo en este entorno increíblemente hermoso mirando el suelo (escaneando periódicamente que no hubiera osos) y tomando mediciones complejas de plantas árticas. Sin embargo, las características de las plantas, pueden decirnos mucho sobre sus estrategias de vida y sobre cómo podrían responder al cambio climático. En la tundra, que actualmente se está calentando más del doble de rápido que el planeta en su conjunto, poder vincular como el aumento de las temperaturas modifica estas características (como por ejemplo la altura de las plantas) es extremadamente valioso para comprender cómo pueden cambiar los ecosistemas. Por supuesto, eso solo funciona si las plantas de tundra siguen unas reglas concretas.

Para nosotros, las personas que hacemos ciencia, la idea de que las plantas siguen reglas generales a la hora de desarrollarse o de hacer ciertas funciones es extremadamente atractiva. Buscar patrones simples que expliquen la gran diversidad de vida vegetal en la Tierra es una labor que esta en marcha desde hace más de un siglo, y tal vez desde las exploraciones de Humboldt hace más de 200 años. Además, si los patrones que observamos se pudiesen relacionar con los cambios en el medio ambiente o con la coexistencia de especies, podríamos revolucionar nuestra comprensión de la ecología de las plantas, según algunos, el "santo grial" de la ecología.

En 2016, un estudio dirigido por Sandra Díaz dio un gran paso adelante. Los autores descubrieron que solo dos dimensiones: el tamaño de la planta (grande y leñosa versus pequeña y no leñosa) y la economía de los recursos (adquisitiva versus conservadora) explicaban la mayoría de las variaciones de las plantas. En sus palabras, "el espectro global de la forma y función de la planta es, en cierto sentido, un plano galáctico dentro del cual podemos colocar cualquier planta, desde el anís estrellado hasta el girasol, en función de sus rasgos".

 ¿Y qué hay de las otras plantas de tundra? ¿Son una constelación muy unida, o una dispersión de estrellas en toda la galaxia?

Ahora volvamos a nuestro brezo ártico. Con hojas duraderas y perennes, de la mitad del tamaño de un grano de arroz, una estructura leñosa que abraza el suelo y semillas casi demasiado pequeñas para verse a simple vista, este arbusto enano seguramente debe ocupar los puestos más helados y distantes dentro de este plano galáctico del que hablaba Díaz. ¿Y qué hay de las otras plantas de tundra? ¿Son una constelación muy unida, o una dispersión de estrellas en toda la galaxia? Dentro de una pequeña habitación que intentaba captar los últimos destellos de un otoño escocés, los cerebros zumbaban.

La mayoría de los datos de características de plantas del mundo se obtienen de las regiones templadas y de los trópicos. Hay muy pocos datos disponibles de las plantas de la tundra. Eso no sería un problema si quisiéramos dibujar patrones en todo el planeta en su conjunto, pero queríamos entender las reglas subyacentes que se esconden en las condiciones extremas en la tundra. Por ello, la mayor barrera ante nosotros radicaba en los datos.

Para solucionarlo intensifiqué el poder de la colaboración. Afortunadamente, estaba lejos de ser el único científico agachado sobre una ramita de brezo. Reuní un equipo de científicos y científicas que había estado recopilando la información que necesitábamos para comprender la variación de los rasgos en la tundra. Con la ayuda de más de 100 contribuyentes, sumábamos más de 50,000 nuevos registros de características, y teníamos los datos que necesitábamos para probar si las dos dimensiones que afirmaba Díaz en 2016 se mantenían igual en la tundra.

Con la ayuda de más de 100 contribuyentes, sumábamos más de 50,000 nuevos registros de características de plantas.

En resumen, la respuesta es que las plantas de la tundra se agrupan y ocupan un rango sorprendentemente amplio de rasgos globales. Aunque se encuentran en un extremo de la vida vegetal en la Tierra, tienen estrategias notablemente variadas para capturar recursos y hacer frente a las condiciones climáticas extremas y a las estaciones de crecimiento increíblemente cortas de la tundra. Quizás aún más sorprendente, las reglas globales se mantienen extremadamente bien en la tundra: las mismas dos dimensiones explican la mayoría de la variación de rasgos.

Las reglas globales se mantienen extremadamente bien en la tundra: las mismas dos dimensiones explican la mayoría de la variación de rasgos.

¿Dónde nos deja esto? Nuestro estudio sugiere que las relaciones entre las características de las plantas y los cambios ambientales van más allá de los datos globales y de cumplen también en cada bioma. Así, desde el altísimo árbol de la secuoya hasta el pequeño brezo ártico, parecen someterse las mismas relaciones dónde el tamaño de la planta y la economía de los recursos explican la mayoría de las variaciones de la vida vegetal en la Tierra. El santo grial de la ecología vegetal puede estar al alcance.

Article original:

Thomas, H.J.D., Bjorkman, A.D., Myers-Smith, I.H., Elmendorf, S.C., Kattge, J., Diaz, S., Vellend, M., Blok, D., Cornelissen, J.H.C., Forbes, B.C., Henry, G.H.R., Hollister, R.D., Normand, S., Prevéy, J.S., Rixen, C., Schaepman-Strub, G., Wilmking, M., Wipf, S., Cornwell, W.K., Beck, P.S.A., Georges, D., Goetz, S.J., Guay, K.C., Rüger, N., Soudzilovskaia, N.A., Spasojevic, M.J., Alatalo, J.M., Alexander, H.D., Anadon-Rosell, A., Angers-Blondin, S., te Beest, M., Berner, L.T., Bjork, R.G., Buchwal, A., Buras, A., Carbognani, M., Christie, K.S., Collier, L.S., Cooper, E.J., Elberling, B., Eskelinen, A., Frei, E.R., Grau, O., Grogan, P., Hallinger, M., Heijmans, M.M.P.D., Hermanutz, L., Hudson, J.M.G., Johnstone, J.F., Hülber, K., Iturrate-Garcia, M., Iversen, C.M., Jaroszynska, F., Kaarlejarvi, E., Kulonen, A., Lamarque, L.J., Lantz, T., Lévesque, E., Little, C.J., Michelsen, A., Milbau, A., Nabe-Nielsen, J., Nielsen, S.S., Ninot, J.M., Oberbauer, S.F., Olofsson, J., Onipchenko, V.G., Petraglia, A., Rumpf, S.B., Shetti, R., Speed, J.D.M., Suding, K.N., Tape, K.D., Tomaselli, M., Trant, A.J., Treier, U.A., Tremblay, M., Venn, S.E., Vowles, T., Weijers, S., Wookey, P.A., Zamin, T.J., Bahn, M., Blonder, B., van Bodegom, P.M., Bond-Lamberty, B., Campetella, G., Cerabolini, B.E.L., Chapin, F.S. III, Craine, J.M., Dainese, M., Green, W.A., Jansen, S., Kleyer, M., Manning, P., Niinemets, Ü., Onoda, Y., Ozinga, W.A., Peñuelas, J., Poschlod, P., Reich, P.B., Sandel, B., Schamp, B.S., Sheremetiev, S.N., de Vries, F.T. (2020). Global plant trait relationships extend to the climatic extremes of the tundra biome. Nature Communications 11, 1351. DOI: 10.1038/s41467-020-15014-4