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Operación “sherpa”: en busca de la planta más resistente del planeta

El equipo, en Svalbard. De izquierda a derecha: Nacho García Plazaola, Jaume Flexas María José Clemente, Beatriz Fernández Marín, Javier Gulías y Xurxo Gago.

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En los pedregosos valles de la isla de Spitsbergen, a poco más de 1.000 kilómetros del Polo Norte, un grupo de investigadores avanza mirando al suelo. Dos de ellos van equipados con rifles y alguien podría pensar que van en busca de animales, pero en realidad están buscando plantas. Participan en un proyecto liderado por el investigador español Jaume Flexas, de la Universitat de les Illes Balears (UIB), en busca de las denominadas especies “sherpa”, aquellas que se han adaptado a los lugares extremos y tienen capacidades extraordinarias que quizá podrían copiarse contra la crisis climática. 

“Aquel día estábamos buscando licofitas, un grupo bastante primitivo de plantas, en la latitud 78ºN, a un paso del polo”, recuerda Flexas. Los rifles eran para los osos polares. “Allí, cada vez que te alejas un poco del núcleo urbano es obligatorio que por cada dos o tres personas haya una escopeta”, aclara Beatriz Fernández Marín, investigadora de la UPV que participó en aquella expedición al archipiélago de Svalbard de 2017. “Por suerte no nos cruzamos con ningún oso”, señala María José Clemente, de la UIB, “pero a un colega que trabaja en la estación meteorológica le destrozaron la moto de nieve”.

Una búsqueda planetaria

La idea de buscar plantas extremas nació en 2015 y desde entonces numerosos especialistas en ecofisiología vegetal y botánica se han sumado a ellos en la búsqueda de estas especies por todos los rincones del planeta. “Entre todo el grupo hemos estado en unos 40 o 50 lugares del mundo”, indica Flexas. “Desde la Antártida, al Ártico, el Himalaya, el desierto de Namibia, los Andes, el desierto australiano o las selvas de Colombia”. 

Hemos estado en unos 40 o 50 lugares del mundo, desde la Antártida, al Ártico, el Himalaya o las selvas de Colombia

Jaume Flexas Investigador de la UIB

El proyecto surgió a partir de una idea sencilla. Todas las plantas presentan una dicotomía: o son buenas creciendo o son buenas resistiendo a los extremos, pero los investigadores pensaron que en los lugares más apartados del planeta debían existir plantas capaces de dar solución a los dos problemas. “En términos generales –explica Flexas– si inviertes mucho en fabricar compuestos que te ayuden a hacer la fotosíntesis te quedan menos recursos para defenderte y viceversa”. “Queríamos saber si había especies que se escapaban de esta disyuntiva y podían ser muy buenas en fotosíntesis y también aguantando condiciones adversas”, resume Fernández Marín.

Para explicarlo, Flexas suele enseñar una gráfica en la que las plantas ascienden en el eje vertical si resisten muy bien ante la falta de agua y en el horizontal si son muy eficientes haciendo la fotosíntesis. La mayoría se van hacia un lado de la balanza, y las pocas que escalan por encima de la línea — las que hacen bien las dos cosas — sobresalen en la cima. De ahí la denominación de plantas “sherpa”. Y estas especies, capaces de aguantar el estrés ambiental y seguir produciendo, quizá contengan una solución que permita a nuestros cultivos resistir las condiciones que impondrá la crisis climática.

Una campeona en los Andes

El caso que bate todos los récords, de momento, es el de Pozoa coriacea, que localizaron a 3.600 metros de altitud en los Andes en febrero de 2020. “Es una plantita minúscula, que casi no se ve, con dos o tres hojitas y una florecita en medio”, explica Flexas. Sobre el terreno, midieron la capacidad de fotosíntesis con un equipo portátil, al tiempo que cortaron una hoja, la secaron y la rehidrataron 48 después para medir su tolerancia a la sequía. La planta cumplía sobradamente los dos requisitos que buscaban. “Por ahora es la más extrema de la gráfica y la estamos estudiando”, indica el científico. 

No muy lejos de allí están las impresionantes llaretas (Azorella compacta y otras especies del mismo género), un arbusto compacto y longevo que prolifera en condiciones de gran altura, y la conocida como queñua (Polylepis tarapacana), que forma pequeños bosques en altitudes en las que no puede sobrevivir ningún otro árbol. “Es un arbolito de entre 3 y 4 metros de altura, que está casi a 6.000 metros”, subraya el investigador. “En algunas épocas del año, por la mañana se despierta a -15º C y a mediodía puede tener las hojas a más de 30ºC. Queremos saber cómo lidia con ese salto gigante de temperatura”.

Las reinas de la Antártida

Los primeros pasos en este campo se dieron con las dos únicas angiospermas que crecen en la Antártida, el clavel antártico (Colobanthus quitensis) y el pasto antártico (Deschampsia antarctica). El equipo de Flexas las ha estudiado en el laboratorio y están empezando a comprender los mecanismos metabólicos que les permiten vivir en los confines del planeta. “Hemos analizado sus respuestas a 4º C y a 15º C, que es su óptimo fotosintético, y hemos descrito mecanismos diferentes en cada una de ellas”, explica María Jesús Clemente desde la UIB. 

La capacidad antioxidante de estas plantas es, además, 20 veces mayor que la de sus parientes en latitudes más cálidas. “Vimos que tenían alta respiración y el metabolismo del azufre estaba implicado”, asegura Beatriz Fernández Marín. “Lo que miramos es su potencialidad”, añade. “Pueden tener una gran capacidad para hacer fotosíntesis muy rápido, pero muchas veces en esos ambientes no están desarrollando esa velocidad máxima. Sin embargo, si las traspasamos a una situación diferente, su tamaño sería mucho más grande”. En sus experimentos, de hecho, han visto que pueden crecer entre 5 y 10 veces más con temperaturas más altas, aunque nunca son plantas muy grandes. 

Mientras examinan estas soluciones forjadas lentamente en el caldero de la evolución, los científicos están comprendiendo mejor por qué se produce esta disyuntiva en las plantas. “Al menos en parte, tiene que ver con la pared celular”, indica Flexas. “En general las plantas que toleran la sequía tienden a tener la pared celular mucho más gruesa, lo cual afecta a la fotosíntesis, porque con el grosor la difusión es peor”. El problema, a su juicio, es que casi todos los estudios sobre fisiología vegetal se hacen con la planta modelo, Arabidopsis thaliana, que es especialmente vulgar en los dos extremos de la tabla. “La biodiversidad es como una gran reserva donde puede estar esperando la solución”, reitera. “Explorar el acervo genético de estas plantas remotas te da un abanico mucho más amplio, es un supermercado mucho más grande que limitarse solo a la Arabidopsis”.

La baza de la biodiversidad

Leopoldo García Sancho, investigador de la Universidad Complutense (UCM), es otro de esos especialistas que visita asiduamente los lugares más extremos del planeta en busca de nuevas especies. En su caso, ha localizado y documentado numerosos líquenes que viven en la Antártida y en 2005 organizó el primer experimento que llevó estas formas de vida al espacio, donde sobrevivieron durante 15 días. “Jaume es una de las máximas autoridades a nivel mundial en la ecofisiología de plantas y estos experimentos son del máximo interés”, reconoce. “Comprender cuáles son las estrategias de adaptación que permiten a una planta resistir dosis masivas de radiación ultravioleta, por ejemplo, abre la posibilidad de usarlas en otros organismos”.  

Comprender cuáles son las estrategias que permiten a una planta resistir dosis masivas de radiación ultravioleta, por ejemplo, abre la posibilidad de usarlas en otros organismos

Leopoldo García Sancho Investigador de la Universidad Complutense (UCM)

“Lo que están haciendo es ciencia básica, que es fundamental para que haya ciencia aplicada”, señala Rosa Porcel, vicedirectora del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP-UPV), que trabaja con las especies vegetales de consumo como el arroz, el tomate o las alubias en las que idealmente se podrían sobreexpresar, mediante edición genética que permita, esas ventajas que descubran Flexas y su equipo. “Él lo que está haciendo es buscar la excepción, una planta que crezca, que sea eficiente en la fotosíntesis y que resista más en condiciones como las que vienen”, asegura. “Y el que descubra esto se lleva el premio Nobel”, sentencia. 

Javier Fuertes, investigador del Real Jardín Botánico (RJB-CSIC) que trabaja con herramientas genéticas relacionadas con la biodiversidad y las plantas, considera que es interesante explorar la variación natural que exhiben estas plantas en ambientes que pueden ser menos frecuentemente estudiados. Pero incluso en el mejor de los escenarios, advierte, las soluciones para la adaptación a la crisis climática se encontrarán con imprevistos. 

“Sabemos que vamos a ir a extremos de precipitación, de insolación y temperaturas, tanto altas como bajas, y eso puede presentar disfuncionalidades añadidas”, concluye Fuertes. “Puedes seleccionar un transgénico perfectamente adaptado a unas condiciones más extremas y que, sin embargo, resulte que el polinizador se achicharra y ha completado su ciclo dos meses antes de que florezca la planta adaptada”. Un recordatorio de que, aunque encontremos una respuesta a nuestros problemas en el fin del mundo, ninguna solución será sencilla.

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