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Un estudio evidencia la relación entre los procesos reproductivos de las araucarias y fenómenos climáticos oscilatorios de grandes escalas

Publicada el 14 DE ENERO 2022, 11:00 En Divulgación Científica.

La investigación, de la que participó un investigador del IANIGLA, fue portada de la revista Nature Plants.
Un estudio evidencia la relación entre los procesos reproductivos de las araucarias y fenómenos climáticos oscilatorios de grandes escalas
Izq: Cono femenino dearaucaria durante el primer año de desarollo. Der: Rodal de pewen o araucaria (Araucaria araucana) en la cuenca del río Malalco (Parque Nacional Lanín). Crédito: Ignacio Mundo.

A partir de un estudio del proceso reproductivo del pewen o araucaria (Araucaria araucana), una reciente investigación logró recabar evidencia que vincula los ciclos reproductivos supra anuales de producción de semillas de dicha especie con fenómenos oscilatorios climáticos de grandes escalas. Este aporte podría ser de utilidad para planificar la conservación de los ecosistemas boscosos en escenarios climáticos cambiantes.

No todas las plantas se reproducen de forma continua, algunas utilizan estrategias evolutivas que les permiten maximizar el éxito de su descendencia cuando en el ambiente existen fuertes presiones de depredación de semillas. En algunos casos, las plantas han evolucionado para producir ciclos supra anuales de producción de semillas (semillazón) intercalados dentro de períodos de baja producción. Al producirse, los depredadores presentes no alcanzan a consumir tal cantidad de semillas disponibles, por lo cual muchas de éstas logran sobrevivir a la depredación, germinar, y convertirse en plantas adultas.

Estos eventos no ocurren frecuentemente -aproximadamente dos cada diez años-. La pregunta que surge a partir de ellos es cómo logran las plantas “ponerse de acuerdo” y sincronizar su reproducción sobre tan amplias extensiones. La respuesta más consolidada hasta el momento es que esa sincronicidad tiene lugar ante eventos extraordinarios, por ejemplo, sequías; es decir, que utilizan claves ambientales que se dan sobre grandes extensiones como desencadenadores de mecanismos fisiológicos que activan la reproducción.

El estudio de los ciclos reproductivos del pewen o araucaria fue llevado a cabo por los científicos Ignacio Mundo, investigador del CONICET en el Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales (IANIGLA, CONICET-UNCuyo); Thomas Kitzberger, investigador del Consejo en el Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente (INIBIOMA, CONICET-UNCo); y Javier Sanguinetti de la Administración de Parques Nacionales (APN) en el Parque Nacional Lanín. Uno de los principales aportes de este trabajo fue identificar el bloqueo de fase de los ciclos reproductivos de plantas individuales con el ciclo climatológico. El bloqueo de fase ocurre cuando un oscilador influye en un segundo oscilador de tal manera que sus fases oscilen en sintonía. El estudio sugiere que el ciclo de producción de semillas de Araucaria araucana (un fenómeno biológico oscilatorio) está bloqueado en fase con el ciclo climático de El Niño Oscilación Sur (un fenómeno climático oscilatorio).

“Nuestras reconstrucciones de eventos de semillazón muestran que los ciclos o fases climáticas y las etapas del ciclo reproductivo están íntimamente acoplados. En el caso del pewen o araucaria, los árboles detectan las sequías generadas durante la fase La Niña en el norte Patagonia e invierten recursos para garantizar una gran semillazón, que ocurre justo en el cambio de fase a El Niño, generalmente asociado a mayores precipitaciones. De esta forma las semillas encuentran las condiciones favorables de humedad para poder germinar y desarrollar las plántulas” señala Kitzberger. 

El aporte del estudio de la semillazón de la araucaria

Investigaciones realizadas hasta el momento han llevado a cabo monitoreos de largo plazo en la producción de semillas de plantas; sin embargo, los datos recolectados eran aún insuficientes para establecer relaciones estadísticamente consistentes frente a las diferentes escalas de variación de clima (anual, interanual, décadas, siglos). Es así que los dendroecológos (científicos/as que utilizan los anillos de crecimiento de las plantas para dar respuesta a problemáticas ecológicas) vienen intentado reconstruir estos eventos de semillazón a partir de anillos anuales de crecimiento de especies leñosas, ya que este fenómeno involucra un gasto energético extraordinario que se puede traducir en una reducción en el crecimiento radial de la planta. Sin embargo, la dificultad que presenta este método de medición es que no puede aislar otros factores que reducen el crecimiento, por lo que un anillo angosto puede representar tanto un agotamiento de recursos por la reproducción, como un menor acceso de la planta a recursos, por ejemplo, por una sequía o ambos.

Los autores se preguntaron: ¿Cómo lograr separar los demás factores que influyen en el crecimiento de anillos y retener de manera más pura posible la señal de la reproducción? Con el objetivo de acercarse a una respuesta a este interrogante, estudiaron el proceso la araucaria, un árbol dioico, es decir, con sexos separados. A partir de tomar a los árboles machos como controles y analizar el crecimiento anual de las hembras que realizan un mayor esfuerzo reproductivo, se obtuvo un índice de semillazón. “Este índice reprodujo los eventos de semillazón registrados en las últimas décadas y así nos permitió extendernos tan atrás como los registros de ancho de anillo que habíamos colectado. De modo que logramos obtener series temporales de semillazón de hasta siete siglos, lo cual representa el registro más extenso en árboles actualmente disponible” explica Kitzberger.

Este hallazgo, en combinación con el análisis de fenómenos climáticos, arroja evidencia que vincula ambas variantes: los ciclos reproductivos supra anuales de semillazón de algunas especies de árboles y los fenómenos oscilatorios climáticos de grandes escalas, como El Niño Oscilación Sur (ENOS) o el Modo Anular Antártico (SAM).

La relevancia de este trabajo llevó a que sea publicado en la portada de la revista Nature PlantsSobre esto, Thomas Kitzberger destaca que “para nosotros es un gran honor que esta revista haya seleccionado nuestro trabajo y un ecosistema de nuestra Patagonia para ilustrar el número de diciembre. Esto refleja la importancia de nuestro estudio, el cual está en sintonía con el creciente interés de la comunidad científica por estudiar cómo el clima es un agente de suma importancia que afecta el ciclo reproductivo de las plantas”.

Esta investigación posibilita la apertura de nuevos interrogantes acerca del comportamiento reproductivo que tendrán estas especies en el contexto de las ya perceptibles y crecientes alteraciones directas o indirectas de los seres humanos sobre el clima global, información clave para planificar la conservación de largo plazo de los ecosistemas boscosos en escenarios cambiantes.

Por Emiliana García (CCT Patagonia Norte) y María Eugenia Ghio (INIBIOMA)

Referencia Bibliográfica:

Mundo, I. A., Sanguinetti, J., & Kitzberger, T. (2021). Multi-centennial phase-locking between reproduction of a South American conifer and large-scale drivers of climate. Nature Plants, 1-11. https://doi.org/10.1038/s41477-021-01038-1