Un nuevo estudio revela que la interacción entre sequía, calor y contaminación por ozono tiene efectos más graves de lo esperado sobre la eficiencia fotosintética de las plantas de tomate.
Redacción Mundo Agropecuario
El tomate, uno de los cultivos más consumidos y cultivados del mundo, enfrenta una creciente amenaza silenciosa: la combinación simultánea de factores de estrés ambiental derivados del cambio climático. Según una reciente investigación dirigida por la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC State), el impacto conjunto de la sequía, las altas temperaturas y el ozono troposférico puede alterar profundamente la capacidad de las plantas para realizar la fotosíntesis, reduciendo su rendimiento y calidad.
El estudio, publicado en Plant Physiology, demuestra que cuando varios factores de estrés actúan al mismo tiempo, sus efectos no se suman simplemente, sino que se potencian entre sí, provocando daños metabólicos y fisiológicos difíciles de revertir.
El tomate bajo presión múltiple
Los investigadores trabajaron con plantas de tomate (Solanum lycopersicum) cultivadas en condiciones controladas de invernadero y sometidas a distintos escenarios: solo sequía, solo calor, solo ozono y combinaciones de los tres factores. Cada condición simuló situaciones ambientales cada vez más comunes en los principales países productores.
Los resultados fueron reveladores. Aunque las plantas pudieron adaptarse moderadamente a un solo tipo de estrés, como la falta de agua o el calor intenso, la combinación simultánea de estos factores redujo drásticamente la tasa fotosintética y la producción de biomasa.
El ozono, un contaminante atmosférico que se forma por reacciones químicas entre gases industriales y luz solar, fue particularmente dañino. Al combinarse con la sequía o el calor, provocó una pérdida acelerada de clorofila y daño en los cloroplastos, las estructuras donde ocurre la fotosíntesis. Esto redujo la capacidad de las hojas para capturar energía solar y transformarla en azúcares, el combustible vital de la planta.
Fotosíntesis alterada: menos energía, menos rendimiento
El proceso de fotosíntesis es esencial para el crecimiento vegetal, ya que convierte la luz, el agua y el CO₂ en energía química. Sin embargo, cuando las hojas enfrentan estrés múltiple, los mecanismos internos de regulación fallan.
El equipo de NC State observó que bajo la acción combinada del calor y la sequía, las plantas cerraban sus estomas (los poros de las hojas) para conservar agua. Pero al hacerlo, también limitaban la entrada de dióxido de carbono, lo que provocaba un descenso en la producción de azúcares y un aumento del estrés oxidativo.
Cuando a esta condición se sumaba el ozono, las moléculas reactivas del gas oxidaban las membranas celulares y desactivaban enzimas clave del ciclo fotosintético, agravando el daño. En consecuencia, las plantas mostraron síntomas visibles de estrés: hojas marchitas, clorosis, crecimiento reducido y menor número de frutos.
“Lo preocupante”, explican los autores, “es que los efectos combinados son mucho más severos de lo que cualquiera de los factores podría causar por separado”.
Implicaciones para la agricultura del futuro
El tomate es un cultivo particularmente sensible a las condiciones climáticas extremas. Las proyecciones del IPCC indican que, para 2050, muchas regiones agrícolas del mundo experimentarán temperaturas superiores a los 35 °C, sequías más frecuentes y niveles más altos de ozono troposférico debido a la contaminación y el calentamiento global.
Esto podría traducirse en pérdidas significativas de rendimiento si no se desarrollan estrategias de adaptación. Los investigadores señalan que el estudio es una advertencia sobre la necesidad de considerar los efectos combinados del cambio climático, en lugar de evaluar los factores por separado.
Para los productores, esto implica repensar las prácticas de manejo del cultivo, incluyendo una mejor selección de variedades tolerantes al estrés múltiple, el uso de coberturas protectoras, sistemas de riego más eficientes y programas de monitoreo de la calidad del aire.
Hacia variedades más resistentes
El estudio también abre nuevas oportunidades para la biotecnología agrícola y el mejoramiento genético. Identificar los mecanismos moleculares que permiten a algunas variedades resistir estos estreses podría conducir al desarrollo de tomates más resilientes.
Los científicos de NC State están trabajando en identificar genes asociados con la tolerancia al estrés oxidativo y térmico, así como con la capacidad de mantener la apertura estomática controlada bajo condiciones extremas. Algunas líneas experimentales ya muestran mayor eficiencia fotosintética y menor daño celular, lo que podría aplicarse no solo al tomate, sino también a otros cultivos hortícolas.
Una lección sobre la complejidad del clima y la biología
El hallazgo subraya la importancia de estudiar la interacción entre múltiples factores ambientales. Tradicionalmente, los experimentos agrícolas se centraban en un solo tipo de estrés (por ejemplo, sequía o temperatura), pero en la realidad los cultivos se enfrentan a condiciones superpuestas, especialmente en regiones semiáridas o contaminadas.
Los investigadores concluyen que los modelos climáticos y agrícolas deben incorporar esta complejidad si se busca anticipar los impactos reales del cambio climático sobre la productividad mundial.
En palabras del equipo: “Cada hoja de tomate es como un laboratorio vivo que nos muestra cómo la naturaleza responde al estrés. Si aprendemos a leer sus señales, podremos diseñar sistemas agrícolas más inteligentes y resistentes”.
Referencias
https://phys.org/news/2025-10-combined-stressors-affect-tomato-photosynthesis.html
