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Flora antártica y cambio climático: ¿adaptabilidad o resiliencia?

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Publicado
29 de sep del 2014

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La resiliencia es un concepto usado en las ciencias de la salud para describir a las personas que tienen la capacidad de afrontar la adversidad y lograr adaptarse bien ante las tragedias, los traumas, las amenazas o el estrés severo. Es decir, a pesar de las dificultades, salir a delante. Esta misma idea se está usando en la Antártica para describir la capacidad de los organismos para adaptarse a las variaciones ambientales ante el cambio climático.

La Dra. Angélica Casanova, de la Universidad de Concepción (UDEC), tiene una línea de investigación en ese territorio para estudiar los umbrales de resiliencia y adaptación del ecosistema, particularmente, de la flora ante el cambio climático. Ella ejecuta hace seis años estudios permanentes en la península Antártica, “donde vemos cómo crecen las plantas con el cambio climático y si aumenta la flora en respuesta a ese cambio”.

La flora antártica agrupa a una serie de organismos fotosintetizadores y a otros que no lo son. Los seres vivos que realizan fotosíntesis son aquellos capaces de transformar la energía radiante del sol en energía química, utilizando agua y anhídrido carbónico (CO2) y, a partir de esto, producir moléculas de carbohidratos o azúcares, además de liberar oxígeno. La flora antártica forma un ecosistema llamado tundra, e incluye a nivel muy amplio líquenes, musgos, hongos, hepáticas, helechos y sólo dos angiospermas (o plantas con flores). Estos vegetales han sobrevivido a severas condiciones ambientales en un largo proceso de adaptación. De hecho la Antártica es el único continente donde dominan el paisaje terrestre las especies criptogámicas (sobre todo líquenes y musgos).

La Dra. Casanova investiga los procesos de colonización, el aumento de las poblaciones de pasto y clavelito antárticos, y especialmente de la flora criptógama, plantas que no regulan la pérdida de agua. Esta doctora en recursos naturales ha liderado diversos trabajos de terreno en las islas Shetland del Sur y en la Antártica marítima para ver el comportamiento de las distintas especies ante un eventual aumento de temperatura en esa zona del planeta.

Resiliencia polar

Sobre la resiliencia en este ámbito, la académica del Departamento de Microbiología de la Facultad de Ciencias Biológicas, de la UDEC, explica que es una palabra del ámbito de la psiquiatría que se está usando hace 10 años en la ecología y que describe la capacidad de un organismo o de un ecosistema “de reponerse y adaptarse al cambio, manteniendo su función. En el Continente Blanco estamos trabajando este tema, buscando cuáles son los factores que determinan que su ecosistema siga funcionando, es decir, cómo se mantiene su flora frente a este calentamiento y al cambio en general”.

En la última temporada polar, estuvo en dos períodos participando de la expedición científica del Instituto Antártico Chileno (INACH). Dice que volvió con interesantes perspectivas de desarrollo, luego de hacer su primera temporada de terreno del proyecto “Evaluando la importancia de las carpetas de musgo para el establecimiento de plantas nativas en la Antártica, bajo un escenario de cambio global”, financiado por el FONDECYT y el INACH.

“Nuestro trabajo se centró en la bahía Fildes. Fuimos a instalar estaciones climáticas, a revisar cómo estaban las cámaras de calentamiento y también invité a la Dra. Sharon Robinson, que es especialista en musgos antárticos”, comenta la Dra. Casanova, y como nosotros ya tenemos una investigación a lo largo de seis años,  “podemos empezar a ver las respuestas en este momento, porque en el caso de los musgos, como el crecimiento es tan lento, tú necesitas largos periodos para poder hacer un estudio”.

Según la investigadora de la UDEC, se ha observado un aumento en la producción de esporofitos, que son las estructuras de reproducción sexual de los musgos. Normalmente los musgos se reproducen de forma asexual, es decir, por explantes vegetativos: se rompe un pedazo de musgo y genera otro musgo. “Con el esporofito tú tienes la posibilidad de trasladar el musgo a mucha mayor distancia, porque se producen esporas, que tienen mayor variabilidad genética, por lo tanto, generan mayores posibilidades de adaptación al ambiente cambiante. Eso es lo que nos interesa: si producto de este cambio climático, las especies serán capaces de adaptarse en el futuro”, explica.

En ese territorio, los musgos y también las plantas superiores (como Deschampsia antarctica y Colobanthus quitensis) privilegian la reproducción asexual. Sin embargo, la científica chilena cree que con el calentamiento debería cambiar esto e invertirse el modo de reproducción, es decir, que el costo que significa producir una estructura sexual (implicando más variabilidad), se aminore porque hay mayor temperatura, ya que este es uno de los factores que limita la reproducción sexual, es decir, hay una limitación fisiológica.

Cooperación internacional

En este trabajo de terreno, Casanova sumó a una reconocida investigadora de musgos antárticos, la Prof. Sharon Robinson, de la Universidad de Wollongong (Australia), a quien conoció en la Conferencia Abierta del Comité Científico para la Investigación Antártica (SCAR), en Buenos Aires, el año 2010. “Con Sharon aprendí cómo tomar las muestras que queremos hacer, cómo muestrear para buscar algunos efectos que no son fáciles de percibir, por ejemplo, para saber si el calentamiento está mejorando el metabolismo de los musgos”, relata Angélica.

Para Sharon Robinson esta era su primera vez en la isla Rey Jorge, en la Antártica occidental. En cambio, en la Antártica oriental ya ha estado diez veces. Según Robinson, la isla Rey Jorge (62° 12’ S, 58° 57’ W) tiene mucha más vegetación que Casey (66° 17’ S, 110° 31’ E) o Davis (68° 35’ S, 77° 58’ E), las bases australianas. “Nosotros sólo tenemos tres especies de musgos, una de plantas hepáticas y veintitrés líquenes y aquí tal vez hay diez veces eso, mucho más verdes y mucho más grandes”, expone la profesora de ciencias de las plantas de la nombrada universidad australiana.

Robinson comenta que en la Antártica oriental existen especies de líquenes de 10 cm de largo y de 400 años de vida. Entonces, lo que quieren hacer en la isla Rey Jorge es tomar muestras y ver qué tan rápido crecen, ya que el ambiente es más cálido y deberían crecer en forma más rápida y ser más jóvenes.

“Lo otro que estamos haciendo es tratar de ver si podemos usar isótopos estables de carbono en las paredes de los musgos para ver qué tan húmedo es el ambiente y esperamos que esto nos permita saber cómo ha cambiado el clima en una escala muy pequeña”, dice Robinson. Así, los musgos dirán si este lado del Continente Austral es más húmedo o más seco que hace 50 años. Según Sharon, como los testigos de hielo son obtenidos en el interior del continente, estos musgos entregarán una marca climática distintiva para el borde de la Antártica.

Sin embargo, Casanova también está trabajando en otro proyecto, liderado por el Dr. Gerardo González, denominado “Actividad antibacteriana de líquenes antárticos contra bacterias patógenas multirresistentes”. En esta investigación están buscando metabolitos secundarios con actividad antibacteriana o antibiótica, para lo cual tomaron muestras con el apoyo del químico Mauricio Cuéllar. Él es responsable de la generación de los extractos, aislación, purificación y caracterización de los metabolitos liquénicos. Para este docente de la Universidad de Valparaíso, también se trataba de la primera vez en la Antártica. “Fue espectacular y lo que más me llamó la atención fue lo generosa que es la Antártica en cuanto a la biodiversidad liquénica que tiene”, dice Cuéllar.

En enero, Angélica Casanova volvió a la Antártica con un experto alemán, el Dr. Andreas Beck del Herbario de Múnich, que está apoyando la investigación de los líquenes. Además vino una experta de la Universidad de Portland, como parte de una colaboración internacional con un proyecto de la National Science Foundation,  que trabaja en reproducción sexual de musgos.

“Con ella hemos avanzado muchísimo, pues encontramos cambios fisiológicos en los musgos bajo calentamiento, donde la actividad antioxidante en musgos controles (sin calentamiento) es mayor, debido al efecto estresante del frío. Esto hace que los musgos crezcan mejor en nuestro sistema de calentamiento simulado. Ello indica que los organismos están creciendo bajo su umbral de temperaturas, por lo que en el futuro, con unos 2 grados más, estas especies se podrían reproducir sexualmente de forma más frecuente y mejorar así su resiliencia al cambio climático”, finaliza.

Departamento de Comunicaciones y Educación

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