EL MUNDO NÚMERO 270 / MARTES 11 DE NOVIEMBRE DE 2014
B@LEÓPOLIS EL SUPLEMENTO DE LA INNOVACIÓN EN LAS ISLAS
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>Ciencia / Divulgación
Energía, sus transformaciones y usos, a la luz de la ciencia PÁGINA 3
Los helechos, fósiles vivientes > Fisiología vegetal / Un grupo de la UIB lleva a cabo una novedosa línea de investigación dedicada al estudio de la fotosíntesis en plantas primitivas que, como los helechos, son grandes desconocidas. Elena Soto Los helechos están entre las plantas más antiguas de la Tierra, son fósiles vivientes que han sabido adaptarse a los diferentes cambios climáticos y sobreponerse a los eventos catastróficos que ha experimentado nuestro planeta. Alterando ligeramente el famoso cuento de Monterroso, bien podríamos decir que «cuando despertó el dinosaurio, los helechos ya estaban allí». Durante largos periodos de tiempo estas plantas dominaron la Tierra, su origen puede remontarse a unos 420 millones de años atrás, mucho antes de que sobre su faz aparecieran los dinosaurios. Han vivido épocas en las que la cantidad de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera era muy elevada, como diez veces más que la actual. Y lo más sorprendente de estos organismos no es su antiguo esplendor, sino que todavía sigan entre nosotros ¿Por qué no se han extinguido? ¿Qué pueden enseñarnos? Y, en un contexto de cambio climático ¿podrían volver a colonizar el planeta ciertas plantas que estuvieron en condiciones parecidas en el pasado? El grupo de investigación en Biología de las Plantas en Condiciones Mediterráneas de la UIB, está llevando a cabo una novedosa línea de investigación dedicada a estudiar la fisiología de plantas que, como los helechos o los musgos, son las grandes desconocidas, porque hasta el momento la mayoría de los trabajos se han realizado con angiospermas, comúnmente llamadas plantas con flor. «Desde que hemos comenzado a tratar de entender mejor cómo funciona la fotosíntesis en todos sus aspectos, hemos visto que todo lo que se ha estudiado hasta ahora se ha realizado con muy pocas plantas», explica Jaume Flexas, investigador del mencionado grupo, «son las que en fisiología vegetal denominamos plantas modelo y que hasta hace poco eran el trigo, el tabaco y últimante la famosa Arabidopsis thaliana, que como fue la primera especie
en la que se secuenció el genoma es muy fácil para estudiar mutaciones». Pero cuando se comienza a investigar este tipo de procesos en árboles y, específicamente, en gimnospermas (pinos, cedros) se ha visto que no funcionan igual. Si en organismos relativamente emparentados hay variaciones, en otros grupos filogenéticamente más alejados, como los helechos ¿puede haber todavía una diversidad mayor? «La diversidad, si la hubiera, nos interesa por tres motivos», comenta Flexas, «El primero sería la curiosidad científica de ver cómo han evolucionado, cómo se han adaptado estas plantas, en este caso la fotosíntesis, para colonizar el medio terrestre. El segundo sería entender y descubrir sus mecanismos para ver si podemos aprovecharlos en la mejora de los cultivos y conseguir buenas producciones. Y, finalmente, el tercero tiene que ver con la ecología. Estamos en un momento de cambio climático y sería de gran importancia el poder predecir quien va a salir beneficiado. A lo mejor pensamos que los pinos responderán mejor que las encinas y puede suceder que ni unos ni otros porque son muy parecidos entre sí, mientras que organismos como los helechos pueden acabar adaptándose mucho mejor». Dentro de las plantas vasculares los helechos son las más antiguas, las más primitivas que disponen de estomas funcionales. Estuvieron más de 150 millones de años evolucionando solas. Son organismos que surgieron cuando había gran cantidad de CO2 y, curiosamente, cuando aparecieron las angiospermas, que ahora dominan la tierra, los helechos no desaparecieron sino que aumentaron su diversificación aprovechando los nichos ecológicos dejados por las plantas con flor.». «Si se adaptaron a esas condiciones y algunas de estas adaptaciones se han mantenido hoy en día en sus descendientes podría pensarse que, ante el incremento de CO2, podrían responder mejor que los grupos más modernos», añade. .
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Ilustraciones de un herbario victoriano en el que se aprecia la diversidad morfológica de los helechos.
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VIENE DE PORTADA En los últimos años los escasos equipos de investigación que han comenzado a estudiar la fisiología de los helechos han visto que son un grupo muy peculiar, particularmente con todo lo relacionado con el transporte y el gasto de agua. Estas plantas presentan unas menores tasas fotosintéticas y regulación estomática que las fanerógamas pero, más allá de este conocimiento, son escasos los estudios sobre su fisiología. El grupo de la UIB ha comenzado a evaluar qué ocurre en la fotosíntesis de los helechos. «Por el momento lo que hemos visto es que la conductancia del mesófilo –facilidad que tiene la estructura de la hoja para dejar pasar al CO2– es muy baja porque presentan paredes celulares muy gruesas y los cloroplastos no están expuestos hacia afuera para maximizar la captura de luz y la difusión de CO2, sino más bien retraídos», informa Flexas. «En el grupo hemos sacado dos publicaciones al respecto; la primera en 2013 que, aunque realizada solo con tres especies de helechos, ya mostrábamos que tenían una fotosíntesis bastante baja y no estaba relacionado con la bioquímica; y la segunda este mismo año», añade. «Los experimentos de esta última, que forman parte del trabajo de fin de grado de Marc Carriquí, se han realizado en el Botánico de Sóller, un espacio en el que hay muchos helechos no solo de Baleares». Lo que hicieron los investigadores fue comparar en el mismo jardín, por lo tanto con las mismas condiciones ambientales, siete especies de helechos con siete plantas con flor que en su hábitat natural ocupan espacios parecidos, emparejándolos para que hubiera paridad. Este estudio es la primera comparativa que se ha realizado de las tasas fotosintéticas entre plantas pertenecientes a los grupos de los helechos y de las fanerógamas en las mismas condiciones. «Hemos visto que la capacidad fotosintética de los helechos es la mitad o menos que las de las plantas con flor y, en parte, es debida a las características morfoanatómicas de la superficie cloroplástica y al grosor de la pared celular
EL MUNDO / AÑO XXII / MARTES 11 DE NOVIEMBRE DE 2014
PLANTAS QUE VIAJAN DEL PASADO
Jaume Flexas, investigador del grupo Biología de las Plantas en Condiciones Mediterráneas de la UIB.
Especies. Imágenes de microscopia óptica y electrónica de la anatomía foliar de diferentes especies de planta con distintos aumentos. La primera columna corresponde a un musgo, la segunda a un helecho y la tercera a una angiosperma. Las flechas (a) señalan los espacios aéreos intercelulares, las flechas (b) los cloroplastos y las (c) indican la pared celular de una célula del mesófilo. / MARC CARRIQUÍ
de las células del mesófilo», destaca Flexas. ¿Qué sentido tiene que después de cientos de millones de años de evolución actualmente todavía existan plantas con paredes celulares tan gruesas con capacidad fotosintética muy pequeña y que haya otras tan diferentes? ¿Por qué no se han extinguido? «Alguna ventaja deben de tener de la que las otras carecen que, según el ambiente o el momento, ha hecho que unas predominen sobre otras», responde. Su hipótesis actual es que las características que favorecen una alta fotosíntesis (pared celular pequeña o cloroplastos colocados hacia fuera), van en sentido contrario que las características que favorecen la tolerancia a la desecación. Los helechos nunca conseguirán tanta fotosíntesis pero en una situación de sequía, que para otras plantas puede ser de no retorno, para ellas puede tenerlo, porque tienen otro tipo de capacidad que les permite recuperarse cuando les vuelve a llegar el agua. Si esto fuera así, según fluctuaciones del clima, en unas condiciones funcionaría mejor una estrategia o la otra, también ambas pueden coexistir, dependiendo del espacio. «Si esta hipótesis fuera cierta habría que considerar muy seriamente que es lo que hacemos para mejorar a la vez la producción y la eficiencia al agua porque el mismo mecanismo abre la puerta hacia un lado o hacia el otro, pero nunca para los dos. Actualmente estamos dedicando muchos esfuerzos en realizar las dos cosas a la vez porque hay que producir más y ahorrar agua y a lo mejor perdemos el tiempo. También es posible que encontremos algún organismo que sale de esa aparente contradicción y puede hacer las dos cosas a la vez. Y si es así habría que investigarlo a fondo», concluye, Flexas. En el futuro, además de continuar con los helechos, este grupo de investigación comenzará a estudiar también musgos y hepáticas. Su objetivo es cubrir el abanico de plantas terrestres, para entender la diversidad en términos de la fotosíntesis y los mecanismos que la regulan.
>PROYECTOS CON FUTURO
Programa de actividades científicas y divulgativas en el IMEDEA Por E. S. El Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (CSIC-UIB) ofrece sus actividades científico-divulgativas en la Semana de la Ciencia y la Tecnología, que se celebrará hasta el próximo 28 de noviembre. El programa incluye Ciencia en el Mediterráneo, una visita guiada por las instalaciones del IMEDEA, centro ubicado en Esporles, en la que el público conocerá las áreas
de investigación, proyectos y herramientas principales del personal científico-técnico de este Instituto. Otra de las actividades organizadas está relacionada con la expedición Malaspina. En la exposición MACROMALASPINA2010: Seres del océano, podrán verse las fotografías macroscópicas realizadas por el fotógrafo Joan Costa durante este viaje. Además, de ofrecer
Exposición ‘MACROMALASPINA2010: Seres del océano’. / IMEDEA (CSIC-UIB)
una lectura 2.0 de la ciencia realizada a bordo del buque oceanográfico Hespérides, gracias a extractos de los blogs que los científicos participantes escribieron mientras estaban embarcados. Finalmente, organizan un taller interactivo sobre oceanografía, Follow the Glider. Una herramienta web que permite el seguimiento de los gliders (planeadores submarinos) que IMEDEA y SOCIB tienen en la zona del mar Balear. Follow the Glider muestra la trayectoria de estos vehículos en tiempo casi-real, así como el recorrido y los datos recabados en las distintas misiones llevadas a cabo.