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Callitris tuberculata. © A. Wesolowski

El árbol más resistente del mundo a la sequía, el Callitris tuberculata

En un marco de cambio climático y debilitación de los bosques, un grupo internacional de investigadores dirigido por el INRA acaba de identificar la especie más resistente del mundo a la sequía. El resultado, publicado en el número de junio de 2015 de la revista «Plant Physiology», se basa en un análisis instrumentado del proceso de cavitación y abre nuevas pistas sobre la adaptación de los árboles a futuros cambios climáticos.

Actualización: 08/06/2017
Publicación: 15/06/2015

La disfunción hidráulica provocada por el estrés hídrico constituye una de las principales causas de la mortalidad de los árboles durante las grandes sequías. Este problema se ha convertido en uno de los principales temas de preocupación, en el contexto de las previsiones climáticas futuras y con bosques que muestran en todo el mundo signos de vulnerabilidad ante episodios de sequía intensos y prolongados.

Ejemplar de Callitris tuberculata de una población muestreada a proximidad de Lake Grace (Australia).Abajo a la derecha: los conos del árbol. © A. Wesolowski.. © A. Wesolowski
Ejemplar de Callitris tuberculata de una población muestreada a proximidad de Lake Grace (Australia).Abajo a la derecha: los conos del árbol. © A. Wesolowski. © A. Wesolowski
Al investigar sobre las coníferas del género Callitris, que se adaptan a sequías extremas, un equipo internacional dirigido por investigadores del INRA1 ha demostrado que la especie Callitris tuberculata, originaria de regiones extremadamente áridas de Australia occidental, es la más tolerante del mundo a la sequía. En el interior de estos árboles, la savia puede circular a temperaturas cercanas al límite del equilibrio inestable del agua, lo que sugiere que el aparato vascular que la transporta ha evolucionado bajo el efecto de la tensión hídrica hasta alcanzar su límite absoluto. Estos trabajos han identificado el límite de la adaptación a la sequía de los árboles. Los investigadores han planteado la hipótesis de que esta especie desértica no podrá adaptarse a un clima más seco, mientras que los climatólogos prevén una aridificación aún más intensa de su hábitat.
Aunque existan otras estrategias de resistencia a la sequía, como la evitación (en los efimerofitos2) o el hecho de poseer tejidos más o menos gruesos o carnosos (como los cactus, por ejemplo), cabe destacar que estas se observan muy poco frecuentemente en árboles.

La cavitación, la clave para comprender la resistencia a la sequía

La cavitación corresponde a la formación de una burbuja de aire en los vasos de los árboles (xilema), que rompe la columna de agua e imposibilita así el transporte de savia dentro del aparato vascular. La cavitación sucede durante episodios de sequía severa y conduce a la muerte del árbol si alcanza niveles significativos. Gracias a un prototipo de instrumento de medición (el Cavitrón), los investigadores han logrado caracterizar la tolerancia a la sequía de los árboles (en especial la de la Callitris tuberculata) a través de la medición de la conductividad hidráulica de un ramo bajo presión negativa. Esta medición permite obtener una curva de vulnerabilidad a la cavitación que nos informa de la tolerancia a la sequía de las especies, poblaciones o genotipos.

Pistas de adaptación al cambio climático

Estos resultados sobre la tolerancia a la sequía dentro del género Callitris muestran que las especies de nuestras regiones templadas (robles, pinos, piceas o hayas) tienen un margen de progresión muy importante y abren nuevas pistas para la mejora de la resistencia a la sequía. Los futuros retos de esta disciplina son comprender el determinismo genético de estos caracteres y localizar los QTL (regiones del genoma vinculadas a un carácter cuantitativo) o genes de interés son.

1 Investigadores de la Unidad de Biodiversidad, Genes y Comunidades (BIOGECO; INRA, Universidad de Burdeos) y de la Unidad de Física y Fisiología Integrativas del Árbol Frutal y Forestal (PIAF; INRA, Universidad Blaise Pascal de Clermont-Ferrand).
2 Plantas anuales que tienen un ciclo de vida muy corto y que se sumen en un período de letargo durante la estación seca (se encuentran en desiertos secos).

Referencia :

Larter M., Brodribb J., Pfautsch S., Burlett R., Cochard H., Delzon S., 2015, Extreme aridity pushes trees to their physical limits, Plant Physiology. doi:10.1104/pp.15.00223  

Contacto
Contacto científico:

  • Sylvain Delzon (+33 (0) 5 40 00 38 91 ) Unidad de Biodiversidad, Genes y Comunidades (INRA, Universidad de Burdeos)
Contacto de prensa:
Servicio de prensa del INRA (+33 (0) 1 42 75 91 86)
Departamento asociado:
Forest, Grassland and Freshwater Ecology
Centro asociado:
Nouvelle-Aquitaine-Bordeaux
Cavitrón. © INRA, R. Ségura

El Cavitrón es un prototipo de instrumento de medición capaz de caracterizar la tolerancia a la sequía de los árboles midiendo la conductividad hidráulica de un ramo bajo presión negativa. El principio de funcionamiento del Cavitrón se basa en el uso de la fuerza centrífuga para generar a la vez una presión negativa dentro del xilema (lo que simula una sequía) y un gradiente de presión hidrostática entre las dos extremidades. Se coloca la rama dentro de un rotor y se sumerge cada una de sus extremidades en una cuba de agua situadas a niveles diferentes. El nivel máximo de cada cuba está determinado mediante un agujero en la propia cuba. Esta diferencia de nivel crea un gradiente hidrostático que genera un flujo de agua a través del ramo, desde el depósito superior hacia el depósito inferior. Al realizar mediciones a distintos niveles (distintas velocidades inducen distintas presiones), se puede obtener una curva de vulnerabilidad en decenas de minutos y, de este modo, comparar la resistencia a la sequía de varias especies o genotipos. Ha sido preciso diseñar un rotor especial, capaz de resistir velocidades extremas, para proceder a la medición de vulnerabilidad a la cavitación del género Callitris.