La sabiduría de los árboles

Los árboles aprenden a sobrevivir en condiciones adversas y transmiten esa sabiduría a sus hijos.

Esta memoria  entre generaciones les permite recordar situaciones ambientales difíciles, como las olas de calor o los periodos de sequía y responder cada vez mejor a estos fenómenos desfavorables, según un estudio liderado por la Universidad de Oviedo. Acompañamos este trabajo con el de Francisco Lloret sobre la muerte de los bosques, en donde la vida de los árboles, en su magnificiencia y con su entramado de conexiones, se pone de manifiesto en el momento de su pérdida.

Textos: Redacción de Integral. Agradecimientos: SINC, Laura Torres y Jaume Rosselló.

La investigación. Los árboles recuerdan situaciones desfavorables

Se han identificado por primera vez los mecanismos que utilizan los árboles para recordar situaciones ambientales desfavorables como las olas de calor o los periodos de sequía.
 
Según los científicos de la Universidad de Oviedo que encabezan el trabajo, esta memoria les permite responder cada vez mejor en sucesivos periodos desfavorables, por desgracia más frecuentes en el actual contexto de cambio climático, y transmitir esa información a sus hijos.
 
Los investigadores del estudio, que se publica en las revistas The Plant Journal y Environmental and Experimental Botany, hacen hincapié además en que el cambio climático ya es una realidad. Las temperaturas están aumentando y los periodos de sequía y alta irradiación son cada vez más frecuentes. En este contexto, resulta esencial comprender los mecanismos que explican cómo responden las plantas y se adaptan a estas situaciones ambientales desfavorables.

Longevidad sin moverse

Asimismo, han observado que la longevidad de los árboles y su vida anclada a un mismo lugar los lleva a tener que soportar numerosas situaciones estresantes a lo largo de su vida. Muchas de ellas, sequías, olas de calor o frío, parásitos, las tienen que experimentar, inmóviles, varias veces a lo largo de su vida.

Por el contrario, los animales —y también los humanos— disponemos de muchos recursos para afrontar estas situaciones, desde la huida hasta la construcción de herramientas o refugios.

Supervivencia animal

«La supervivencia animal radica en gran medida en la experiencia, que nos permite una mejor evaluación, anticipación y respuesta ante un riesgo y esta experiencia se basa en la memoria», comenta Luis Valledor, profesor titular de Fisiología Vegetal de la Universidad de Oviedo. «Aunque las plantas estén muy alejadas de los animales, en nuestras investigaciones hemos revelado qué estrategias tienen los pinos para recordar un estrés, y cómo pueden pasar este conocimiento a su descendencia», añade.

Memoria simple versus memoria compleja

Las plantas no poseen una memoria compleja basada en un sistema nervioso como el de los animales, sino que cuentan con sistemas mucho más simples a nivel celular. Cuando la planta está sometida a un estrés, la maquinaria epigenética activa los genes necesarios para responder. Además, modifica la transcripción para que la célula pueda sintetizar formas proteicas alternativas, denominadas isoformas, que permiten soportar mejor al estrés. Una vez finalizado el periodo de estrés, la mayoría de las proteínas vuelven a su estado original.

«Con nuestro trabajo hemos demostrado por primera vez cómo este mecanismo, denominado splicing alternativo, se mantiene para un pequeño número de genes una vez que cesa el estrés. Esta es una de las bases de la memoria de las plantas», destaca Víctor Fernández Roces, investigador del área de Fisiología Vegetal de la Universidad de Oviedo.

La presencia de estas formas alternativas permite a las plantas responder de forma más rápida y eficiente cuando se repite una situación de estrés, reduciendo el daño sufrido por la planta. «Además, hemos explicado los mecanismos moleculares implicados en el primado de semillas, es decir, cómo las madres pueden transmitir parte de sus conocimientos a su descendencia para que puedan adaptarse mejor al entorno desde el momento mismo de la germinación», comenta Lara García-Campa, investigadora en esta misma área. Dichos mecanismos permiten que las plántulas, generalmente débiles, puedan superar sus primeros contratiempos mejor que otros competidores de su entorno.

Las plantas y su expresión genética

Estos resultados son producto de varios años de estudio activo por más de una década del área de Fisiología Vegetal de la Universidad de Oviedo. «En nuestro grupo combinamos distintas aproximaciones analíticas y moleculares de frontera, siguiendo una estrategia de biología de sistemas. Ello nos permite poder hacer una especie de zoom biológico para explicar la fisiología de las plantas en base a los cambios en la expresión de sus genes, proteínas o metabolitos», comenta Valledor.

Estos trabajos suponen no sólo un gran avance en ciencia básica, descubriendo nuevos mecanismos implicados en la capacidad de adaptación al entorno y la resiliencia de los árboles, sino también en ciencia aplicada, puesto que muchas de estas moléculas se podrán emplear como biomarcadores. «Los biomarcadores permitirán seleccionar aquellos individuos que puedan adaptarse mejor a localizaciones concretas y, además, proporcionan una información relevante para evaluar en tiempo real el estado fisiológico de nuestros bosques. Constituyen una pieza clave para mejorar su gestión y sostenibilidad en el actual contexto de cambio climático», destaca Mónica Meijón, profesora titular de Fisiología Vegetal de la Universidad de Oviedo.

La muerte de los bosques

Desde hace unos años se suceden episodios de muerte súbita y generalizada de árboles en bosques de todo el mundo. En muchos casos el cambio climático y las sequías desempeñan un papel importante, pero no son la única causa, ya que se combina con la historia de la explotación humana y con la proliferación de plagas y de incendios cada vez más virulentos.

El papel de los árboles

El profesor Francisco Lloret recorre en su libro algunos de los bosques más importantes de Norteamérica, Patagonia, Europa y África para mostrarnos, con luminosa claridad y rigor, los procesos que están provocando su colapso. Un fenómeno que nos brinda la oportunidad de conocer mejor el funcionamiento de los bosques, su compleja dinámica interna, sus patrones de crecimiento, su distribución en el mundo, su papel en la biodiversidad y las transformaciones que sufren, sean de forma natural o como resultado de la actividad humana.

Los bosques nos proporcionan múltiples servicios, no solo por la explotación de su madera, sino también por su capacidad de regular el clima y la provisión de agua. Además, son una fuente de emociones y un legado que debemos preservar. En La muerte de los bosques se nos muestran sus interiores, su robustez y su fragilidad frente a las actividades «antrópicas» (producidas o modificadas por la actividad humana). Su lectura, apasionante e innovadora, nos ayuda a comprender la razón de ser de los bosques y el fundamento que necesitamos para conservarlos.

En este trabajo encontramos lo que se necesita saber sobre los episodios de mortalidad forestal, el ciclo vital de los árboles, su crecimiento a través de sus anillos, la dinámica del bosque y la biodiversidad, las plagas y patógenos, la distribución de los bosques… Esta es la presentación:

Relación de los humanos con los bosques

La relación que los humanos tenemos con los bosques es ambivalente. Los apreciamos y los tememos. Los explotamos y los preservamos. Un árbol grande, elevándose hacia el cielo, desplegando sus ramas, impresiona al quien lo contempla. (…) El árbol simboliza la vida, la transformación del cosmos, que se refleja en el crecimiento y el despliegue de sus ramas y hojas. Su verticalidad conecta el inframundo subterráneo con el mundo superior, celestial. Así lo ha recogido la mitología nórdica en el fresno Yggdrasill, y ha recreado todo un ecosistema a su alrededor.

En el Génesis, el árbol conecta el plan divino con el mundo de los humanos y su albedrío, y simboliza el uso que estos hacen del conocimiento. En África, los baobabs se asocian a la fortaleza, y representan un refugio ante un entorno hostil. En culturas nativas del Noroeste americano, los árboles se transforman en tótems, depositarios de complejos mensajes simbólicos.

Los árboles y los humanos en el día a día

A esos sentimientos de respeto, se añaden los beneficios materiales. Muchos árboles proporcionan frutos, o incluso hojas, que son ingeridos por los humanos o por sus animales domésticos. Las características de su madera, un material relativamente fácil de manipular y bastante perdurable, la hacen codiciable para construir herramientas y edificaciones, a la vez que es un buen combustible para calentarse y cocinar.
 
(…) La deforestación ha sido una práctica habitual en las sociedades humanas, y sigue haciéndose cada vez con mayor facilidad gracias a los avances tecnológicos. Pero solo una perspectiva histórica permite calcular con cierta ecuanimidad el balance de costes y beneficios asociados al uso que hacemos de los bosques. La erosión de suelos en laderas que quedan deforestadas y sin protección, o las inundaciones en llanuras aluviales donde los bosques de ribera han sido eliminados, son costes difíciles de evaluar, a corto plazo, aunque sabemos de su existencia.
 
La vida del bosque, en su magnificencia y con su entramado de conexiones, se pone de manifiesto en el momento de su pérdida.
La visión de un bosque arrasado por un incendio forestal, con los troncos de sus árboles muertos todavía en pie, difícilmente nos deja indiferentes. Al verlo se disparan las emociones de pérdida, de impotencia, también de rabia. Pero la muerte del bosque, o mejor dicho de sus árboles, también puede ocurrir de una forma menos traumática. A menudo, las causas no son tan evidentes como en los incendios. Los árboles pierden paulatinamente las hojas y mueren. (…)
 
No es fácil para un humano saber lo que es una vida normal para un bosque y cómo se ve alterada por la acción de los humanos. El transcurrir vital de los árboles supera con creces el nuestro. La vida de un árbol puede abarcar a varias generaciones de humanos. Seguramente por eso, contemplar la muerte súbita de tantos árboles nos impacta. 
 
Para saber más:
Lloret, Francisco, La muerte de los bosques, Arpa.
Valledor, L. et al., Chloroplast proteomics reveals transgenerational cross-stress priming in Pinus radiata, Environmental and Experimental Botany, 2022.
Meijón, M. et al., Integrative analysis in Pinus revealed longterm heat stress splicing memory, The Plant Journal, 2022.
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