Los árboles tienen memoria climática

Cuando no llueve, los humanos buscamos el agua debajo de las piedras. A lo largo de la historia, hemos desarrollado técnicas más o menos efectivas (y más o menos respetuosas con el entorno) para tener siempre algo para beber y con lo que regar. Los embalses, los pozos o las plantas desalinizadoras nos ayudan, cuando están disponibles, a sobrellevar los periodos de sequía. Los animales también tienen sus estrategias para lidiar con la falta de agua, como desplazarse (a veces grandes distancias) en busca de nuevas reservas o reducir las necesidades de hidratación bajando la actividad. Pero, ¿cómo sobrevive un árbol?

Estos seres vivos están anclados a un mismo lugar, en el que pasan decenas, cientos e incluso miles de años. Por eso, sus estrategias para lidiar con situaciones estresantes, como una sequía, una ola de calor o una plaga, son muy diferentes a las de los animales. «Nosotros los humanos disponemos de muchos recursos para afrontar estas situaciones, desde la lucha o huida, hasta la construcción de herramientas y refugios. 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», explica Lara García-Campa, investigadora predoctoral Severo Ochoa del Área de Fisiología Vegetal de la Universidad de Oviedo.

«Las plantas no tienen la capacidad de desplazarse ni tampoco tienen una memoria compleja basada en un sistema nervioso como el de los animales, pero cuentan con sistemas más simples a nivel celular, que desencadenan estrategias diferentes a las que poseen los animales», añade. La última investigación publicada por García-Campa y otros investigadores del Área de Fisiología Vegetal de la Universidad de Oviedo ha concluido que los árboles tienen mecanismos para recordar situaciones ambientales desfavorables, responder cada vez mejor a situaciones de estrés y transmitir esa información a su descendencia. Los árboles tienen una especie de memoria climática en los genes.

Las muchas memorias de los árboles

La primera vez que tocamos el fuego, nos quemamos. Pero lo más probable es que esto no se vuelva a repetir. Los seres humanos, como muchas otras especies, recordamos la situación y sus consecuencias negativas para evitarlas en el futuro. De hecho, es muy probable que ese primer contacto con el fuego nunca se llegue a producir, porque nuestros padres o nuestros abuelos nos hayan advertido de las probabilidades de quemarnos y nos hayan transmitido información que se pasa de generación en generación como parte de una memoria colectiva que va acumulando conocimiento útil para nuestra especie.

La memoria humana está basada en un sistema nervioso complejo del que carecen las plantas. Sin embargo, esto no significa que estas no tengan sistemas propios para transferir información internamente y entre generaciones. El estudio de la memoria de las plantas, de su habilidad para retener información de estímulos pasados y responder a ellos en el futuro, ha descrito que las plantas cuentan con diferentes mecanismos para recordar. Son mecanismos muy distintos a los de los animales, pero persiguen el mismo objetivo: aprender para adaptarse a los cambios.

Algunas plantas, por ejemplo, reducen o aumentan la concentración de una sustancia química determinada en ciertos tejidos como respuesta a un suceso estresante. Mantienen esta concentración durante un período de tiempo y la usan como señal para una respuesta de recuperación. Otras presentan respuestas epigenéticas, modificando la forma en que se expresan sus genes para responder de forma más efectiva a las situaciones de estrés en el futuro. «Siempre que hablamos de adaptación deberíamos entenderlo como una coordinación de varios procesos más que uno de ellos llevando la voz cantante», explica Lara García-Campa.

La investigación de la Universidad de Oviedo ha profundizado en el conocimiento de una nueva respuesta genética que los árboles usan para recordar situaciones ambientales desfavorables como las olas de calor o los periodos de sequía. Este mecanismo les permite responder mejor a sucesivos periodos desfavorables, cada vez más frecuentes en el contexto de cambio climático, y transmitir el “conocimiento” a su descendencia.

Memoria intergeneracional frente al cambio climático

«Cuando las plantas perciben un estrés por primera vez, encienden las alarmas, como cualquier otro ser vivo», detalla la investigadora. «En un primer lugar, se activan unos mecanismos generales de respuesta, que son suficientes para afrontar niveles de estrés bajo. Estos mecanismos tratan, principalmente, de prevenir el daño oxidativo en la célula y de mantener la integridad de las distintas estructuras y orgánulos que forman las células. Pero si el estrés es más intenso, se activa una maquinaria molecular con respuestas más avanzadas y, generalmente, más específicas».

Tal como explica García-Campa, esta respuesta se basa en activar genes específicos que hasta ese momento estaban dormidos y en modificar la forma en que estos genes se transcriben (se traducen en proteínas) mediante un mecanismo conocido como splicing alternativo. «Este proceso puede originar distintas proteínas a partir de un mismo gen», puntualiza. «De igual forma que cuando preparamos una receta de cocina debemos adaptarla a los ingredientes que tengamos, las células, a través de la transcripción y el splicing alternativo, pueden adaptar el funcionamiento de los genes para que respondan mejor en determinadas situaciones».

Una vez pasa la sequía o la ola de calor, las plantas recuerdan esto y mantienen un pequeño número de formas genéticas alternativas, lo que les permite responder de forma rápida y eficiente cuando la situación se repite en el futuro. Es decir, recuerdan para aprender del pasado y reducir los daños en el futuro. El estudio de la Universidad de Oviedo se llevó a cabo en pinos, pero el mecanismo se ha descrito en otras especies, lo que hace pensar a los investigadores que probablemente sea algo extendido. «Por lo tanto, las plantas, al igual que los animales, son capaces de percibir, recordar y aprender de experiencias negativas para poder afrontarlas mejor la próxima vez que se presenten», añade Lara García-Campa.

Porque lo más probable es que se vuelvan a presentar. De acuerdo con el informe especial sobre la tierra y el cambio climático del Panel Intergubernamental de Expertos en Cambio Climático (IPCC), la salud y el funcionamiento tanto de árboles individuales como de los ecosistemas forestales se están viendo afectados por el aumento de la frecuencia, la gravedad y la duración de eventos meteorológicos extremos, como las olas de calor y las sequías e inundaciones. Además, son vulnerables a nuevas plagas y enfermedades que aumentan su zona de distribución al subir las temperaturas y sufren también las consecuencias de las temporadas de incendios más prolongadas.

«Las células vegetales tienen una gran plasticidad celular y son capaces de hacer frente a condiciones adversas y aprender de ellas. Pero invertir esfuerzos en paliar el estrés también conlleva consecuencias fisiológicas negativas como la ralentización del crecimiento», concluye Lara García-Campa. «Además, el cambio climático es más rápido que la velocidad de adaptación de las plantas, por lo que, lamentablemente, estamos cerca de un punto de no retorno en el que la realidad ambiental sobrepase la capacidad máxima de aclimatación de muchas especies. No debemos olvidar nuestra responsabilidad con nosotros mismos y con las generaciones futuras ahora que todavía estamos a tiempo y podemos dar pasos de gigante hacia un mundo más sostenible».