Para fines de este siglo, los modelos climáticos predicen que las temperaturas de los sitios altos de las montañas patagónicas serán similares a las que actualmente poseen los ambientes de los valles y lagos ubicados en zonas más bajas. Por eso, un grupo de científicos del CONICET se propuso averiguar cuáles son las posibilidades de adaptación a un clima más cálido de árboles como la lenga (Nothofagus pumilio), típicos de áreas elevadas en la Patagonia Norte, y fundamentales en el ecosistema andino.

“Una cuestión clave es entender cómo el aumento de las temperaturas afectará las vías que regulan la expresión de caracteres de relevancia ecológica en los árboles que forman bosques. En este sentido, dado su papel omnipresente en el control de una gran cantidad de procesos biológicos, una cuestión que merece ser investigada es el efecto de la temperatura en el funcionamiento de sus relojes circadianos”, explican los autores del artículo publicado en la revista New Phytologist por el equipo liderado por la doctora en Ciencia Biológicas Verónica Arana, del Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias de Bariloche (IFAB), Río Negro, que pertenece al INTA y el CONICET.

Ocurre que, de manera similar a los seres humanos, las plantas poseen relojes circadianos que, como un “marcapasos interno”, establece ciclos de 24 horas ajustando los procesos biológicos a los cambios cíclicos del medio ambiente causados ??por los movimientos rotacionales y orbitales de la Tierra. Así, funcionan como integradores entre los organismos y sus entornos. Pero hasta ahora no estaba muy claro el impacto de la temperatura en su funcionamiento y cómo eso afecta el comportamiento vegetal en ecosistemas naturales, algo que quiso evaluar la investigación que tuvo como primer autor al doctor en Ciencias Biológicas Maximiliano Estravis-Barcala, del IFAB, y de la que participó también Marcelo Yanovsky, jefe de nuestro Laboratorio de Genómica Comparativa del Desarrollo Vegetal, entre otros autores.

Para el estudio, que realizaron tanto en el laboratorio como en el bosque, los investigadores utilizaron plantas de especies de Nothofagus obliqua y Nothofagus pumilio (roble pellín y lenga, respectivamente), ambas características de la Patagonia Norte, pero que se encuentran en sitios altitudinales distintos: el roble se ubica en las zonas bajas y cálidas, mientras que la lenga es típica de áreas altas y más frías.

En los experimentos en condiciones controladas (laboratorio), los científicos estudiaron el efecto de la temperatura como única variable en el funcionamiento del reloj circadiano de estas especies. Lo hicieron en incubadoras, y tomaron muestras de hojas de plántulas sometidas a distintas condiciones lumínicas (luz continua o bajo condiciones día/ noche), a las cuales les extrajeron el ARN para estudiar la expresión de los genes del reloj circadiano.

En cambio, para los estudios realizados en el bosque, llevaron plántulas de las dos especies a distintas altitudes en la montaña (680 metros o 1340 metros) y las dejaron un mes. Luego fueron con carpas, nitrógeno líquido y elementos básicos de laboratorio a tomar muestras de ellas cada 3 horas por 2 días consecutivos para ver cómo funcionaba el reloj circadiano en cada uno de los ambientes. Dejaron grupos de plantas intactas, de manera que al final de la temporada pudieran utilizarlas para medir peso seco (que les indicaría cuánto crecieron) y mortalidad.

“Lo que nos mostraron estos experimentos en el bosque es en qué forma el funcionamiento del reloj se encuentra afectado en distintos nichos térmicos en un ambiente natural, que se dan por distintas altitudes en la montaña, y cómo esto se asocia con el crecimiento y la supervivencia de las plantas”, asegura Arana. Y añade: “En el laboratorio vimos que el reloj circadiano de la especie que ‘prefiere’ las zonas cálidas es capaz funcionar a temperaturas mayores que la especie que se encuentra en las zonas más frías. Y cuando llevamos a las plántulas al bosque, observamos que el reloj circadiano de la especie de climas más fríos no funcionaba del todo bien en las zonas cálidas, donde no está presente naturalmente. Las plántulas de la otra especie, en cambio, mostraron la misma capacidad de crecer y de sobrevivir en ambos ambientes”.

La científica resalta: “La pérdida de función del reloj circadiano se asoció a una mayor mortalidad de los ejemplares. Dado que los modelos climáticos estiman que para fines de este siglo las temperaturas en las zonas altas del bosque, donde hoy habita la lenga, serían similares a las actuales de la zona baja, esta especie podría mostrar dificultades para regenerarse; al menos en Patagonia norte”.

¿Estas conclusiones pueden contribuir a la conservación de los bosques y a mejorar las respuestas de las plantas frente al calentamiento global? “Estamos dando los primeros pasos. La identificación de los genes del reloj circadiano en estos árboles, algo que se desconocía hasta ahora; el estudio de su comportamiento en respuesta a la temperatura con la puesta a punto de protocolos bioquímicos para estudiar la expresión de genes y la secuenciación de genomas completos, constituyen los primeros pilares de conocimiento que ahora nos abren las puertas para investigar un poco más allá”, asegura Arana. Y agrega: “Creemos que la identificación de variantes génicas que aporten estabilidad al funcionamiento del reloj circadiano a temperaturas más altas podría contribuir a la identificación de ejemplares con mayor tolerancia a crecer en ambientes más cálidos”.

En este sentido, en el marco del programa de Biotecnología del INTA, la científica trabaja con su grupo en el desarrollo de líneas biotecnológicas de plantas. “Para esto tenemos diversas colaboraciones nacionales e internacionales y contábamos con el financiamiento de Proyectos de Investigación Científica y Tecnológica (PICTs) de la Agencia Nacional de Promoción de la Investigación, que eran un gran pilar para nuestro trabajo. Muy a nuestro pesar estos últimos actualmente se encuentran detenidos”, lamenta.