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lunes, 24 de junio de 2019

La planta que predice la lluvia

Gentianoides algida

Hay organismos, entre los que se cuentan algunas plantas, capaces de predecir con total precisión la llegada de la lluvia.

La predicción del tiempo atmosférico es un problema complejo. Hace tan solo diez años, saber con certeza si iba a llover al día siguiente era como saber si te iba a tocar la lotería. Hoy gastamos centenares de millones de euros y utilizamos sofisticados sistemas de aeronavegación y redes satelitales para saber si va a llover mañana.

La tundra y las zonas alpinas son hábitats extremadamente severos para cualquier organismo. Las condiciones favorables son muy breves y el mal tiempo puede aparecer en un abrir y cerrar de ojos. Mientras que los animales de esos hábitats pueden cobijarse en sus guaridas o protegerse en microhábitats, las plantas no tienen ese privilegio. Una planta permanece anclada allí donde cayó la semilla de la que germinó, y allí tiene que enfrentarse a lo que venga por desfavorable que sea. A pesar de eso, o más bien gracias a eso, según se mire, centenares de especies vegetales se han adaptado a esas duras condiciones extremas y prosperan donde otras plantas mueren. Las intensas presiones de selección de estos hábitats han llevado a algunas adaptaciones evolutivas fascinantes, especialmente cuando se trata de reproducirse.

Tundra alpina a 3.100 metros, Niwot Ridge, Boulder, Colorado
Hace algunos años estuve trabajando en la flora alpina de los neveros (las zonas del terreno donde se acumula la nieve) norteamericanos y tuve la oportunidad de ver la genciana del Ártico (Gentianodes algida), una hermosa planta que crece en los hábitats alpinos y tundrales de América del Norte y Asia. Como la mayoría de las plantas de estos hábitats, la genciana del Ártico crece poco, pegada al suelo, formando un cepellón de hojas carnudas y estrechas en cuyo centro, bien protegidas de los vientos y del frío extremo, se encuentran las yemas que contienen las delicadas células meristemáticas que harán que, año tras año, la planta, aletargada durante el invierno bajo el manto de nieve, rebrote con vigor cada primavera.

La radiación infrarroja influye fundamentalmente en el balance térmico de cualquier planta. Las plantas son fundamentalmente organismos ectotermos o poiquilotermos, lo que significa que son incapaces de producir calor metabólico para regular su propia temperatura y, por tanto, tienden al equilibrio térmico con su ambiente. Pero basta con tocar una planta para darnos cuenta de que su temperatura está muy lejos de ser la del aire que la rodea, porque en los cuerpos que reciben radiación la temperatura resulta de la diferencia entre la radiación recibida y la emitida, y porque en las plantas abundan las formas de amortiguación: la refrigerante transpiración foliar, los movimientos násticos que orientan las hojas hasta disponerlas en la posición con respecto los rayos solares que fisiológicamente les sea más favorable, la presencia de revestimientos tales como cristales de sal, glándulas reflectantes, pelos o escamas canescentes, que aumentan la reflexión y reducen el calentamiento, etc. Cuando las temperaturas son muy bajas existen otros mecanismos de amortiguación o tolerancia que evitan los efectos hipotérmicos letales.
Como puede verse en la figura adjunta, las diferencias de temperatura en los microhábitats que rodean a una planta de alta montaña son extraordinarias. Puede verse también como las máximas temperaturas se alcanzan precisamente en la roseta basal de hojas, donde se sitúan, protegidas en una especie de refugio térmico las yemas de crecimiento.
Diferencias de temperatura en distintas partes de dos plantas de alta montaña a mediodía y en condiciones de plena irradiación. A: Sempervivum tectorum, a 2270 m en los Alpes. B: Espeletia schultzii, a 3670 m en los Andes venezolanos. 
Desde finales de julio hasta principios de septiembre, cuando la corta temporada de crecimiento está a punto de terminar, la planta produce unas maravillosas flores. La abundancia de flores vistosas distingue a los prados alpinos, porque actúan como vistosos reclamos visuales para los animales polinizadores, que las distinguen con facilidad entre las hierbas dominantes. Mientras que estas se polinizan con ayuda del viento (decimos que son anemófilas) las de flores vistosas necesitan la llegada de insectos polinizadores (entomófilas).

Los racimos de flores moteadas blancas y azules de Gentianodes algida van sobre tallos cortos y, a diferencia de otras angiospermas que se autopolinizan fácilmente en condiciones extremas, la genciana ártica requiere cruzarse para producir semillas viables. Eso es un problema. Como se puede imaginar, los polinizadores son escasos en esos hábitats. Además, con las condiciones ambientales cambiando en un santiamén, las flores deben ser capaces de hacer frente de alguna manera a lo que se avecine. La genciana del Ártico tiene una interesante adaptación que implica movimiento.

Se conocen muy pocas plantas capaces de mover sus diversos órganos con relativa rapidez. La genciana forma parte de un grupo de plantas de alta montaña que cierran las flores con el mal tiempo. Eso no es ninguna novedad; lo que hace especial a la genciana ártica es que es capaz de predecir la lluvia. A los pocos minutos de producirse una tormenta con aparato eléctrico, (lo que ocurre a diario en las Rocosas) y antes de que caiga una sola gota, nuestra genciana cierra las flores. Lo hace a cambiando la presión de turgencia dentro de las células. Cuando se avecina la lluvia, disminuye la presión celular y los pétalos se “arrugan” cerrando las flores. Cuando llega el buen tiempo, la presión celular aumenta y los pétalos se despliegan. Pero, ¿cuál es la señal que indica a la genciana que una tormenta se acerca rápidamente?

En la tundra, plantas que son árboles o arbustos en las latitudes bajas, adoptan un porte enano para aprovechar la radiación del suelo y protegerse con la nieve en invierno. en la foto, un ejemplar de sauce enano, Salix reticulata, fotografiado en Denali National Park.
Años después tuve acceso a un artículo de los botánicos Michael R. Bynum, de la universidad de Wyoming en Laramie, y William K. Smith, de la universidad Wake.Forest en Winston-Salem, Carolina del Norte, que habían investigado estímulos múltiples en busca de la respuesta. Las gencianas no responden a los cambios en la luz solar, el viento o la humedad. La temperatura es la única señal capaz de provocar esta respuesta. Cuando las temperaturas bajan repentinamente, las flores comienzan a cerrarse. Cuando la temperatura comienza a subir, las flores vuelven a abrirse. Estos movimientos son bastante rápidos. En cuanto la temperatura baja anormalmente, las flores se cierran completamente en un intervalo de 6 a 10 minutos. Echar el cierre es rápido. Levantarlo es más lento: la mayoría de las flores necesitan de 25-40 minutos para reabrir.

¿Por qué la planta cierra las flores en cuanto vienen mal dadas? Todo tiene que ver con la reproducción sexual en las duras condiciones que soportan las gencianas. Como no son capaces de autopolinizarse, el polen es un tesoro. La planta simplemente no puede permitirse el riesgo de que la lluvia lo arrastre. Las flores herméticamente cerradas impiden que eso suceda. Además, los investigadores demostraron que las flores húmedas desaniman a los polinizadores incluso cuando el clima es favorable. Aparte de lavar el polen, la lluvia también diluye el néctar, reduciendo su contenido energético y disminuyendo así la recompensa obtenida por cualquier abeja que visitara la flor.

Ser capaz de responder rápidamente a los cambios meteorológicos es fundamental en estos hábitats extremadamente cambiantes. Las plantas deben ser capaces de hacerles frente, porque de lo contrario corren el riesgo de extinción. Al cerrar sus flores durante las inclemencias del tiempo, la genciana del Ártico es capaz de proteger unos recursos reproductivos que son vitales. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.