La resistencia a la sequía del pinsapo está escrita en sus genes

Algunos individuos de pinsapo, un tipo de abeto superviviente de cambios climáticos drásticos del pasado, son capaces de adaptarse al cambio de ambiente gracias a su genética, según un trabajo internacional liderado por investigadores de las universidades Pablo de Olavide y Complutense de Madrid.

Los efectos más contundentes del cambio climático podrían hacer desaparecer algunos bosques relictos de abetos, como el pinsapo. Las temperaturas extremas, las olas de calor cada vez más frecuentes y las sequías más intensas obligan a estas poblaciones forestales a migrar por las laderas montañosas donde habitan en busca de ambientes más favorables. Por eso, el trabajo, publicado en Tree Physiology, ofrece esperanzas adaptativas para estos fósiles vivientes.

Poblaciones de pinsapo afectadas por la sequía en el Parque Nacional de Sierra de las Nieves

Desde hace tiempo, se ha observado como las poblaciones de pinsapo “trepan” por las laderas en busca de condiciones climáticas más favorables. Las limitaciones en su migración hacia zonas de mayor altitud son motivo de preocupación y han llevado a declarar al pinsapo especie en peligro según la lista roja de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN). Sin embargo, existen individuos de pinsapo en zonas afectadas por la sequía que persisten contra todo pronóstico. Estas observaciones llevaron al grupo de investigadores a preguntarse si podría haber una base fisiológica y/o genética en la mayor tolerancia a la sequía de estos individuos.

Con esta pregunta en mente, los investigadores diseñaron un novedoso estudio capaz de monitorizar, no solo la expresión genética y la respuesta fisiológica del pinsapo durante la sequía, sino también su resiliencia (es decir, su capacidad de recuperarse una vez finalizado el estrés). Al igual que en el medio natural, se observaron dos respuestas: individuos capaces de recuperarse tras el estrés (resilientes) y otros incapaces de recuperarse (sensibles). A continuación, analizaron posibles diferencias fisiológicas y genéticas, tanto de expresión como de marcadores genéticos, entre ambas respuestas.

Los resultados muestran diferencias tanto fisiológicas como genéticas entre los individuos de pinsapo resilientes y sensibles, que podrían explicar su distinta capacidad para tolerar la sequía. Uno de los hallazgos más interesantes fue el papel de genes relacionados con la regulación epigenética en los individuos resilientes.

“La epigenética es un mecanismo prometedor de adaptación rápida a nuevas condiciones climáticas, ya que no requiere nuevas modificaciones en la secuencia del ADN. En cambio, consiste en la “activación” o “inhibición” de la actividad de genes ya existentes, debido a alteraciones en su estructura química causadas por el ambiente. Estas alteraciones son, además, heredables, lo que permite su transmisión a futuras generaciones. Por este motivo, se ha hipotetizado que podría ser un mecanismo clave en la adaptación rápida de especies longevas y con capacidad de migración limitada, como los árboles. Los resultados de nuestro trabajo apoyan esta hipótesis, aunque se necesita más investigación para probarla” explica Irene Cobo, autora principal del trabajo que forma parte de su tesis doctoral en la Universidad Complutense de Madrid.

Información útil para programas de conservación

Aunque exista potencial adaptativo, como se ha visto en el caso del pinsapo en este trabajo, una de las principales preocupaciones sobre el actual cambio climático es su velocidad, sin precedentes hasta donde se sabe. Esto es debido, sobre todo, al impacto de la actividad humana, que puede exceder el potencial adaptativo de muchas especies, sobre todo de aquellas con capacidad de migración limitada y largos ciclos de vida, como los árboles

El descubrimiento de biomarcadores heredables relacionados con la resiliencia a la sequía, como los hallados en este trabajo, permite acelerar la adaptación de los árboles al cambio climático, que es clave para la conservación de la biodiversidad y es de utilidad para el diseño de programas de conservación, por ejemplo, mediante la llamada “selección de individuos guiada por marcadores”.

“Consiste, esencialmente, en seleccionar individuos que tengan naturalmente biomarcadores heredables que les confieran resiliencia a factores de estrés relacionados con el cambio climático (por ejemplo, la sequía, en el caso de la región Mediterránea). Estos individuos podrían utilizarse en repoblaciones o para guiar los programas de manejo y conservación.”, aclara Cobo.

Además de la Universidad Pablo de Olavide y la Universidad Complutense de Madrid, han colaborado en este trabajo investigadores de la Universidad de California en Davis (EEUU), la Universidad de Connecticut (EEUU) y el Centro de Regulación Genómica de Barcelona.

Referencia bibliográfica:

Cobo-Simón et al. (2022). Contrasting transcriptomic patterns reveal a genomic basis for drought resilience in the relict fir Abies pinsapo Boiss. Tree Physiology https://doi.org/10.1093/treephys/tpac115ç