Agricultura Botánica y Genética Canadá

¿Qué hace que broten las hojas en la primavera?


Si estás en las latitudes más bajas de Canadá en este momento, echa un vistazo afuera. La mayoría de los árboles están en el proceso de brotar su cosecha de hojas de 2011. Hace solo unas semanas, aparecieron estériles, ahora hay una explosión de nueva vida.


Universidad de Toronto

Pero, ¿cómo sucede esto? Como el biólogo de plantas (y vicedirector de investigación en U de T Scarborough), aclamado internacionalmente, el profesor Malcolm Campbell explica en esta entrevista, esta explosión de cogollos es el resultado de un complejo programa diseñado por los árboles durante decenas de miles de años. Todo depende de una serie de factores que ocurren a lo largo del año, y la variación en un factor puede cambiar el momento en que los brotes de los árboles estallan en la primavera .

¿Qué pasa con la primavera que hace que el nuevo crecimiento de hojas en los árboles ocurra año tras año?

En realidad son dos cosas.

Aunque ahora estamos en la primavera, todo el programa que estás observando se estableció en el otoño.

A medida que los días se acortan en otoño y las temperaturas disminuyen, el árbol se prepara para quedarse dormido y luego, en el mismo programa, se prepara para estallar la yema en la primavera. Y de los dos componentes que mencioné, la duración del día y la temperatura, el más importante en otoño es la duración del día.

Eso funciona como una señal para que la planta comience a cerrarse. En realidad, para decirlo de otra manera, lo importante es la duración de la noche. A medida que las noches se hacen más largas, la planta percibe el alargamiento de la noche o el día de acortamiento y se embarca en un programa para cerrar.

Dicho esto, incluso las plantas en zonas tropicales o en latitudes más bajas se cerrarán en los meses de invierno, aunque la duración del día no disminuya tan dramáticamente como lo que experimentamos en Canadá. Y lo hacen percibiendo otras señales. Disminuir la temperatura es una señal. La disponibilidad de agua también es importante. Observe los bosques que existen cerca del ecuador, ya que utilizan señales derivadas de la disponibilidad de agua. Entonces, a fines de agosto y principios de septiembre en el hemisferio norte, cuando las tasas de precipitación caen, eso puede funcionar como una señal y hacer que el árbol se cierre y entre en ese estado latente.

Cuando los árboles hacen ese brote latente, ese brote endurecido que vemos durante los meses de invierno que protege los tejidos en crecimiento por debajo del mal tiempo, están preparados para volver a crecer en la primavera y asegurarse de que interpretan las señales durante el invierno para que que no vuelvan a crecer en la primavera en el momento equivocado.

¿Por qué hay variación en cuando las hojas brotan de año en año? Mi esposa notó en 2010 que todas las hojas habían llegado el 1 de mayo. Este año, es a mediados de mayo y los árboles aún no están completamente florecidos. ¿Por qué?

Déjame proporcionar un poco de antecedentes primero.

El programa que se configura está supeditado a tener lo que se denomina un «requisito de frío». Es decir, tener un número mínimo de días de temperatura fría. Después de que haya pasado este número crítico de días fríos y, siempre que las plantas se calienten a una temperatura adecuada, estallarán las yemas en la primavera. Ambos factores son esenciales.

Esto explica por qué los árboles de latitudes más bajas y cálidas no funcionan bien en climas fríos. Lo que sucederá en climas fríos es que su necesidad de temperatura fría o agua reducida se satisfará muy rápidamente y se puede imaginar que podría tener un día muy caluroso en enero y lo que sucederá es que esos árboles estallarán y luego nosotros Tendré un golpe frío después de eso y los matará.

Hemos visto esto antes, incluso en Canadá, para árboles en latitudes más bajas, especialmente aquellos que corren a lo largo de la frontera entre Canadá y Estados Unidos. En la década de 1930, los árboles tenían su requisito mínimo para los días fríos y la temperatura aumentó relativamente temprano en la primavera. Los árboles se reventaron, brotaron y empezaron a hacer hojas, se produjo un brote de frío y tuvimos una pérdida catastrófica de árboles debido a que cumplimos con el requisito de frío, tuvimos un tiempo cálido y luego tuvimos una helada de primavera.

Entonces, para responder a su pregunta, en 2010 los brotes pueden haberse reventado dos semanas antes que este año porque el otoño de 2009 fue lo suficientemente frío para los árboles. Entonces, una vez que la duración de la noche se hizo más larga, los árboles entraron en su programa inactivo, y luego el árbol pudo cumplir su requisito de días fríos y luego hubo suficientes días cálidos para permitir que el árbol dijera: «Está bien, el momento es el correcto». Puedo reventar brote otra vez «.

¿Y qué pasó este año para hacerlos reventar de brotes más tarde?

Podría haber habido un otoño más cálido el año pasado. Cálidos otoños pueden arruinar las plantas. Como recuerdo, fue un otoño cálido el año pasado. Esta es una de las cosas por las que la gente está preocupada por el cambio climático global: si tenemos otoños más cálidos, esa señal no estará allí para decirle al árbol que se quede latente en otoño y no tendrán la combinación necesaria de día. Longitud y temperatura para apagarlos adecuadamente.

Esto es lo que pudo haber pasado este año. El otro indicio es que no tuvimos el suficiente número de días cálidos en el lado de la primavera para salir de la inactividad. Por lo tanto, su requerimiento de frío pudo haberse cumplido durante el invierno, pero ahora no hemos tenido suficientes días cálidos seguidos para salir de la latencia. Por lo tanto, todo se retrasa. Recuerda, los árboles no harán nada hasta que reciban sus señales.

¿Es posible que los árboles se adapten a lo que esperamos sean las condiciones climáticas muy diferentes que provocará el calentamiento global?

Es cierto que los árboles pueden adaptarse y se han adaptado a cambios climáticos bastante significativos en el pasado.

Por ejemplo, durante el último período de glaciación, tuvimos muchas de las especies de árboles familiares aquí en el sur de Canadá empujadas hacia el suroeste de California y el manto de la Florida, como empujó la capa de hielo desde el norte. Eso llevó entre 10.000 y 15.000 años. Aquí radica el problema hoy en día: si bien es cierto que a lo largo del tiempo las escalas geológicas pueden adaptarse las plantas y los animales, si se habla de un árbol que no tiene la capacidad de recoger y moverse largas distancias, entonces el cambio climático que lleva colocarlo en una escala de tiempo muy comprimida puede hacer que sea muy difícil para el árbol enfrentarse.

U of T está haciendo muchas investigaciones para comprender los sistemas de vida de los árboles y las plantas, ¿no es así?

Sí, hemos hecho algunos descubrimientos importantes. Uno es por los profesores de U of T Peter McCourt, Darrell Desveaux y Nick Provart de Cells and Systems Biology y un ex profesor de U of T, Sean Cutler. Este grupo ha llegado a un entendimiento, a un nivel muy detallado, del mecanismo que percibe las hormonas que le dicen a la planta «OK, ahora es el momento de cerrar».

Mi propio laboratorio ha estado trabajando en la comprensión de todos los genes que se expresan en respuesta a señales como esa, pero nos hemos centrado en una indicación diferente, no en la temperatura sino en la disponibilidad de agua. Para hacerlo más simple, estamos trabajando para comprender las vías moleculares que controlan los procesos de la planta que vemos cambiar a nuestro alrededor, como las hojas que caen y luego vuelven a crecer.

Es interesante cómo este trabajo, en el estudio de árboles y plantas, suena similar al trabajo realizado en la salud humana.

Absolutamente. Las herramientas que utilizamos para investigar la medicina personalizada o la genómica traslacional, que son tan importantes para los humanos, son las mismas herramientas que se utilizan para comprender y proteger la salud de los bosques y los cultivos.

Proporcionado por: Universidad de Toronto

Información de: phys.org


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