Nuestras investigaciones nos llevaron esta semana a muestrear en las estribaciones sureñas del Parque Natural de las Sierras de Tejeda, Alhama y Almijara, en la provincia de Málaga. Se trata de una zona característica de bosques de pino carrasco (Pinus halepensis Mill.) mezclado con enebros, coscojas, espinos negros y lentiscos. La mañana transcurrió apaciblemente en la Costa del Sol mientras nos dedicábamos a buscar hojas de distintas especies vegetales. Sin embargo, entre muestra y muestra, no tardamos en advertir una gran cantidad de parches de bosque coloreados en tonos marrones: eran pinos muertos. 

Muy probablemente estos árboles estaban muriendo debido a la actual sequía. En algunas zonas, y a ojo de buen cubero, hasta la mitad de los pinos se habían secado. Aunque estas circunstancias son excepcionales, la muerte de árboles individuales no es algo extraño. De hecho, los bosques sufren continuamente la muerte de individuos. Éstos dejan sitio para que nuevos árboles se establezcan, confiriendo una cierta dinámica de reemplazamiento al bosque. El problema es que este proceso ocurre a una escala temporal que hace difícil para los seres humanos poder apreciarlo: los árboles pueden vivir cientos de años.  

En nuestro grupo de investigación intentamos arrojar cierta luz sobre cómo los bosques se van regenerando, es decir, cómo unos árboles son reemplazados por otros en el tiempo. Esto lo llevamos a cabo estudiando qué factores determinan el establecimiento de árboles jóvenes, o como les llamamos en nuestro argot: reclutas. En este contexto, un recluta es una planta joven que ha sobrevivido a los primeros años de vida, que es cuando más posibilidades tienen de morir. Una vez que se han establecido, a menudo debajo de árboles más grandes, los reclutas sólo tienen que esperar a que se abra un hueco en el dosel arbóreo, aprovechar la luz, y crecer hasta ocupar su lugar en el bosque. También hay veces, las más, en que los árboles que cubren a los reclutas no mueren en un tiempo demasiado largo y las plantas jóvenes terminan por decaer por falta de luz o por la competencia por agua y nutrientes, muriendo finalmente sin conseguir reemplazar a un árbol adulto. 

Un dato importante en este contexto es que en los bosques hay distintas especies de árboles y arbustos, y no todas se reclutan igual de bien en todas las condiciones. Hay ciertas preferencias entre las especies de adultos y reclutas. Las plantas son capaces de modificar su entorno, por ejemplo, dando más o menos sombra, beneficiando la proliferación de distintos microorganismos beneficiosos o sirviendo como reservorio de enfermedades que pueden atacar a la misma o a otras especies vegetales. El cómo una especie modifique su entorno será clave para explicar esas preferencias. En función de las condiciones que cada especie de recluta necesita y de las modificaciones que las especies de los adultos confieren al ambiente, podemos establecer qué especies será más probable que se recluten bajo los árboles del bosque actual. 

La pregunta clave que nos hacemos ante este escenario es si las especies que hay en zonas más altas, y la modificación del medio que hacen, van a facilitar o entorpecer el establecimiento de las especies que vienen migrando de más abajo

En el contexto de esa mortalidad tan alta que se observa en las cercanías de Nerja, esta información nos puede ayudar a predecir qué especies se establecerán en los “huecos” que dejan los pinos perdidos. Sin embargo, no sólo la modificación del medio por parte de las especies presentes va a actuar en este proceso. Aunque los pinos beneficien mucho más al establecimiento de especies diferentes a ellos, su mayor abundancia y producción de semillas hará que la mayor parte de nuevos reclutas, y finalmente árboles adultos, sigan siendo pinos. Sin embargo, a tiempos mucho más largos, y sobre todo si eventos parecidos al de este año se van sucediendo (cosa que, desgraciadamente, parece probable), la estructura del bosque podría ir cambiando. 

Este es el escenario que manejamos en el proyecto COEXCLIM, el cual busca obtener información sobre los efectos del cambio climático en la composición de nuestros bosques. El cambio climático conlleva un aumento de las temperaturas que hace que las especies de plantas migren en altitud buscando zonas más frescas acordes con sus requerimientos. Su establecimiento como reclutas en esos nuevos ambientes, en muchos casos ocupados por especies de plantas diferentes a las de la comunidad de la que ellas vienen, se ve sujeto a los mismos procesos que hemos explicado para el pinar de Nerja. La pregunta clave que nos hacemos ante este escenario es si las especies que hay en zonas más altas, y la modificación del medio que hacen, van a facilitar o entorpecer el establecimiento de las especies que vienen migrando de más abajo. Responder a esta cuestión es clave para evaluar la capacidad de nuestras comunidades vegetales para responder al desafío climático al que nos enfrentamos. 

El proyecto titulado El papel de la microbiota de las plantas como mediadora del impacto del cambio climático en la coexistencia de especies (COEXCLIM) se encuentra financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España, a través del Subprograma Estatal de Generación de Conocimiento 2022 [PID2022-140086NB-C21 y PID2022-140086NB-C22].

A mi madre siempre le han gustado las plantas. Allá por el año 1999, encontró un tallo de una planta abandonada en la basura. Era una vinca (Catharanthus roseus (L.) G.Don), con unas flores rosas muy llamativas. Así que decidió plantar el tallo en una de las macetas de su terraza. Todo fue bien, el tallito agarró y creció hasta convertirse en una planta de tamaño considerable. Fue tan bien, que empezó a extenderse por todas las macetas de la terraza, suponemos que ayudada por el pequeño tamaño de sus semillas y su dispersión por el viento. El grado de homogeneización de la terraza, dominada por su color rosa, llegaba a molestar en comparación con la diversidad que se veía antes de su llegada. Sin embargo, esa magnífica capacidad de dispersión que observamos, de la noche a la mañana, desapareció. La temporada siguiente, sin intervención humana, la presencia de la vinca se redujo considerablemente. Aunque aún aparecía en alguna maceta suelta, no era en más de dos o tres sitios donde una planta adulta aún resistía. ¿Qué pasó? Si aparentemente no cambiaron las condiciones ni de riego, ni de temperatura, ni de abonado de las macetas, ¿qué otras causas podrían explicar la repentina desaparición de esa especie de planta? 

Hoy día se habla mucho de los efectos que los microbios tienen para el funcionamiento de diversos sistemas, desde el cuerpo humano hasta los ecosistemas naturales. En particular, los microbios que habitan el suelo, o los sustratos donde crecen las plantas en nuestras macetas, tienen papeles muy importantes. Por un lado, ayudan a descomponer la materia orgánica que va quedando debido al crecimiento y muerte tanto de animales como de plantas, cuyos nutrientes no podrían ser, de otro modo, aprovechados de nuevo por estas últimas. Existen microorganismos beneficiosos para las plantas, que las ayudan de forma directa en la toma de nutrientes o agua, o las protegen contra enfermedades o plagas. Pero también hay microbios nocivos para el crecimiento vegetal, esos que causan enfermedades. 

Cuando una planta se establece en un sitio determinado, arrancan una serie de procesos que llevan a la planta a cambiar las condiciones del suelo donde está creciendo

Cuando una planta se establece en un sitio determinado, arrancan una serie de procesos que llevan a la planta a cambiar las condiciones del suelo donde está creciendo. Por un lado, desde sus raíces se liberan sustancias que son diferentes dependiendo de la especie de planta. Por otro, la materia orgánica que se genera en forma de raíces que van muriendo o de hojas que van cayendo, hace que el suelo se enriquezca en compuestos que también son diferentes según la especie de planta. Dependiendo de cuales sean esas sustancias, los microbios adaptados a nutrirse de éstas tendrán distintas identidades. Cuando la planta muere, la modificación que queda, en forma de sustancias y especies de microbios, es el llamado legado en el suelo. Y este legado tiene la capacidad de afectar al crecimiento de la siguiente planta que se establezca en ese mismo lugar.  

El cómo el legado afecta a la siguiente generación de plantas depende de muchos factores. Uno de ellos es la acumulación de microbios nocivos, patógenos. Éstos suelen ser bastante específicos. Es decir, tienden a afectar a una especie de planta, pero no a las demás. Cuando una planta crece en un suelo, éste empieza a acumular microbios enemigos de esa planta, cosa que no pasa en los suelos donde otras especies están creciendo, los cuales acumulan enemigos de esas otras especies. Así, si al morir la primera planta, una segunda de la misma especie intenta establecerse en ese sitio, lo encontrará lleno de enemigos naturales y le será más difícil progresar mientras lucha contra las enfermedades. Esto lo saben bien los agricultores. La técnica de rotación, es decir, el no repetir varios años seguidos el mismo cultivo, se hace, entre otras cosas, por esta razón: el no acumular microbios dañinos para esos cultivos. Otra técnica, el barbecho, que se basa en dejar descansar la parcela cultivada durante un tiempo, también atenúa esos efectos de acumulación de patógenos.

En el caso de la vinca en la terraza de mi madre, ésta es una explicación totalmente plausible para el proceso que vimos. La vinca llegó de nuevas y empezó a extenderse sin encontrar enemigos en las macetas. Sin embargo, con el paso del tiempo, las macetas empezaron a acumular microbios contra los que les era más difícil luchar, aquellos que estaban adaptados a infectar específicamente a las vincas. Este fenómeno ayudó a controlar la población de la vinca que, en otras circunstancias, habría ido desplazando al resto de plantas con quienes compartían maceta. Igual que pasó en la terraza, este tipo de procesos contribuyen a mantener la diversidad vegetal que vemos en los bosques en general y de forma particular en los mediterráneos. Dentro de uno de los subproyectos del proyecto SUMHAL, nuestro trabajo se centra en la investigación de las relaciones entre plantas, donde los efectos mediados por el suelo y su microbioma toman especial relevancia. Entre las tareas que llevamos a cabo están el inventario de las relaciones planta-planta y la catalogación de los microorganismos que encontramos asociados con ellas mismas para intentar entender las dinámicas que dirigen la diversidad vegetal de los bosques mediterráneos. 

El proyecto SUMHAL se encuentra financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España, a través de los Fondos Europeos de Desarrollo Regional (FEDER) [SUMHAL, LIFEWATCH-2019-09-CSIC-4, POPE 2014-2020]