¿Cómo las plantas se adaptan al frío?

Un estudio proporciona una visión detallada de cómo las plantas han evolucionado a lo largo del tiempo para adaptarse a diferentes presiones ambientales, no solo al frío, sino también a otros factores como la sequía.

En un esfuerzo por entender cómo las plantas se adaptan a las bajas temperaturas, un equipo de científicos construyó un árbol evolutivo de más de 32,000 especies de plantas con flores. Este árbol evolutivo se combinó con registros de exposición a la congelación y datos de hojas y tallos de miles de especies, permitiendo a los investigadores reconstruir cómo las plantas se adaptan al frío a medida que este se extendía por todo el mundo.

Adaptaciones al frío en plantas

Los resultados, publicados en la revista Nature, sugieren que muchas plantas adquirieron características que les permitieron prosperar en climas fríos mucho antes de enfrentarse a temperaturas de congelación. Según Jeremy Beaulieu, coautor del estudio, las plantas de floración temprana vivían en ambientes tropicales cálidos. Sin embargo, a medida que se propagaron a latitudes y altitudes más altas, evolucionaron para hacer frente a condiciones frías.

Las plantas de la tundra, como el cinquefoil ártico y la saxifraga de tres dientes, pueden soportar temperaturas invernales inferiores a -15 grados Celsius. A diferencia de los animales, la mayoría de las plantas no puede moverse para escapar del frío o generar calor. Esto hace que la adaptación al frío sea un desafío particularmente interesante.

Amy Zanne, de la Universidad George Washington, explica que no es tanto el frío, sino el hielo, el que plantea problemas. La congelación y descongelación puede formar burbujas de aire en el sistema de transporte de agua de la planta, bloqueando el flujo de agua desde las raíces hasta las hojas y potencialmente matando a la planta.

Tres rasgos clave para la adaptación

Los investigadores identificaron tres rasgos que ayudan a las plantas a evitar estos problemas:

Caída de Hojas: Algunas plantas, como los nogales y robles, evitan daños por congelación dejando caer sus hojas antes del invierno, cerrando el flujo de agua entre las raíces y las hojas, y produciendo nuevas hojas y células de transporte de agua cuando el clima se calienta.

Células de Transporte de Agua Estrechas: Plantas como los abedules y álamos tienen células de transporte de agua estrechas, lo que reduce la susceptibilidad a la obstrucción durante la congelación y descongelación.

Dormancia en Invierno: Algunas plantas mueren en invierno y sus raíces brotan o crecen nuevas plantas a partir de semillas cuando las condiciones son adecuadas.

Evolución y Adaptación

El mapeo de las hojas recogidas y los datos del árbol evolutivo revelaron que muchas plantas ya estaban bien equipadas para climas fríos incluso antes de que llegaran las condiciones de congelación. Las plantas que mueren en invierno, por ejemplo, adquirieron la capacidad de morir y renacer mucho antes de enfrentar la primera congelación. Del mismo modo, las especies con células de transporte de agua estrechas desarrollaron este sistema circulatorio más fino antes de enfrentarse a climas fríos.

Amy Zanne sugiere que alguna otra presión ambiental, posiblemente la sequía, hizo que estas plantas evolucionaran de esta manera, lo que resultó en una tolerancia efectiva a la congelación. La única excepción fueron las plantas con hojas caducas, que no desarrollaron la capacidad de perder hojas durante el invierno hasta enfrentarse a la congelación, añade Beaulieu.

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