Los científicos lo han demostrado en un estudio a largo plazo sobre álamos modificados genéticamente.
Un nuevo estudio de la Universidad de Umeå ha descubierto que los relojes circadianos de los árboles controlan su crecimiento y el momento de los eventos estacionales, como la aparición de las hojas en primavera.
Los investigadores estudiaron el crecimiento de álamos genéticamente modificados en condiciones de invernadero y de campo, combinando métodos de aprendizaje estadístico y biología vegetal. Sus hallazgos, publicados en npj Biological Timing and Sleep, sugieren que modificar los genes relacionados con el reloj podría ayudar a los árboles a sincronizarse mejor con un clima cambiante, abriendo nuevas oportunidades para la silvicultura.
Los árboles, como los humanos, tienen relojes circadianos que regulan sus ritmos diarios y estacionales. Las investigaciones han demostrado que este reloj es importante para regular el crecimiento y el momento de eventos estacionales importantes, como la formación de brotes en otoño y la brotación en primavera.
Sin embargo, la mayoría de estos estudios se han realizado en condiciones controladas de invernadero en lugar de al aire libre, donde las plantas están expuestas a condiciones ambientales naturales. En el campo, como en el mundo real, las fluctuaciones de temperatura, la depredación de insectos y otros factores afectan el crecimiento de las plantas.
Para abordar esta cuestión, los científicos realizaron un extenso estudio basado en 68 líneas de álamo con diversas propiedades modificadas. Entre los genes alterados había muchos genes asociados con el reloj circadiano. El crecimiento de estos árboles se ha estudiado en numerosos experimentos de invernadero y de campo durante varios años. Los resultados mostraron claramente que el reloj circadiano juega un papel importante en la regulación del crecimiento de los árboles y en el cronometraje de eventos estacionales en la vida de un árbol, como la brotación de las hojas.
Nuestro estudio es el primero en combinar conjuntos de datos de estudios de invernadero y de campo para demostrar que múltiples aspectos del sistema circadiano influyen en el crecimiento de los árboles y en la cronología de los eventos del ciclo vital. Al aplicar modelos estadísticos a estos conjuntos de datos, pudimos identificar qué genes asociados con el reloj circadiano influyen en el crecimiento de los árboles o, por ejemplo, en la cronología de la aparición de las hojas o el cambio de color, afirma Berthold Marien, autor principal del estudio.
El estudio proporciona nuevos conocimientos sobre cómo los árboles utilizan sus relojes circadianos para coordinar su crecimiento con su entorno. Por ejemplo, ciertas modificaciones genéticas en reguladores clave del reloj cambiaron el modo en que los árboles perciben la duración del día y permitieron que siguieran creciendo más tarde en la temporada.
Este estudio demuestra que los árboles aclimatados a una duración de día específica en una latitud específica pueden adaptarse a una nueva latitud, prolongando así su temporada de crecimiento. Esto es especialmente útil en latitudes más altas, como en el norte de Suecia, donde las temporadas de crecimiento cortas limitan la producción de madera, explica Maria E. Eriksson, autora final del estudio.
Además, algunas modificaciones genéticas han mejorado la resistencia de los árboles a las fluctuaciones ambientales. Al centrarnos en estos genes específicos, podría ser posible desarrollar variedades de árboles que se adapten mejor a los cambios rápidos del clima local y a nuevos lugares de crecimiento, como en otras latitudes.
En el futuro, la gestión forestal podría mejorarse integrando los relojes circadianos de los árboles y sus ciclos naturales de crecimiento con los métodos tradicionales. De esta manera, se puede optimizar el crecimiento y la resiliencia de los árboles en un mundo cambiante, afirma Eriksson.
Más allá de las implicaciones para la silvicultura, el estudio también tiene implicaciones para los modelos globales de vegetación que predicen el crecimiento forestal y el almacenamiento de carbono. «En estos modelos, a menudo se subestima la importancia del reloj circadiano en la sensibilidad de los árboles a las condiciones ambientales. Al incorporar adecuadamente nuestros hallazgos sobre el reloj circadiano en los modelos globales de vegetación, podemos mejorar las predicciones sobre la respuesta de los bosques al cambio climático», concluye Eriksson.
Fuente: Universidad de Umea. Autor: Gabriel Bins Picon. En la imagen: Jun Yu, Maria E. Eriksson y Berthold Marien inspeccionan plántulas de álamo. Fotografía de: Gabriel Bins Picon.
