Investigación

El origen genético y geográfico define la adaptación del pino carrasco a los fenómenos climáticos extremos

Conocer la capacidad de adaptación de esta especie es útil para diseñar políticas de mejora genética forestal, así como planes de conservación y adaptación de los pinares mediterráneos frente al cambio climático

Muestras de madera analizadas mediante dendrocronología

El estudio liderado desde INIA (Madrid) y CETEMAS (Asturias), en colaboración con la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla (UPO) y la Universidad de Coimbra (Portugal), ha demostrado que las estrategias de adaptación del pino carrasco frente a años extremadamente secos o muy húmedos, dependen más de la procedencia genética y geográfica, que de las condiciones del clima local.

Gracias a esta investigación se han cuantificado por primera vez, bajo condiciones de clima homogéneas, las diferentes estrategias de adaptación de la especie ante sequías extremas o años muy favorables climáticamente. Para ello se ha usado la información contenida en los anillos anuales de crecimiento mediante dendrocronología y microdensitometría, identificando los mecanismos de plasticidad que muestran una información de alto valor para diseñar políticas de mejora genética forestal, así como planes de conservación y adaptación de los pinares mediterráneos frente al cambio climático. El trabajo liderado por la investigadora Andrea Hevia de CETEMAS (actualmente investigadora en la Universidad de Huelva) y colaboradora de UPO, ha sido publicado recientemente bajo el título: Which matters more for wood traits in Pinus halepensis Mill., provenance or climate? en la prestigiosa revista forestal Annals of Forest Science.

Microdensidad de la madera. (a) Imagen de rayos X de los anillos anuales de crecimiento donde RW (anchura anillo), EW (madera temprana) y LW (madera tardía) y (b) diferentes fluctuaciones de densidad en primavera (E), en verano (L) y principios del otoño (L+) Imagen: Filipe Campelo

Los autores del trabajo han aplicado novedosas técnicas de análisis de los cambios temporales de densidad en la madera durante la vida de los árboles, como un fiel registro de las variaciones ambientales entre años y dentro de cada año de crecimiento. El estudio se ha realizado a partir de un ensayo establecido por el INIA-CIFOR en 1998 y mantenido por la Red Española de Ensayos Genéticos Forestales (GENFORED) coordinada durante años por el investigador Ricardo Alía, co-autor del trabajo. Este ensayo se ha mantenido bajo condiciones controladas incluyendo 56 poblaciones de diferentes procedencias mediterráneas de pino carrasco de las que seleccionaron 18 de 8 procedencias genéticas de España, Italia, Francia y Grecia. En concreto el estudio ha analizado datos de crecimiento radial y las adaptaciones anatómicas de cada procedencia frente al clima durante la formación anual del anillo frente a años muy secos o muy húmedos, es decir, la capacidad de cada procedencia genética y geográfica para aprovechar los pocos (sequía) o muchos (húmedo) recursos hídricos disponibles para su crecimiento anual. Esta variación de la anatomía durante el crecimiento frente a los cambios estacionales del clima anual, son conocidas como fluctuaciones de densidad de la madera, y se consideran un novedoso resultado como rasgo de adaptación frente a los escenarios futuros de cambio climático.

La plasticidad y adaptación de las distintas procedencias a través de estos cambios rápidos en la anatomía de la madera, indican que las fluctuaciones anuales de densidad frente a condiciones favorables del clima ocurren normalmente a finales de verano y principio de otoño, y son más comunes en procedencias situadas en regiones continentales de clima frío y seco. Sin embargo, la frecuencia de fluctuaciones en primavera, durante años favorables, es más común en poblaciones de origen húmedo como Francia. Por otro lado, tanto la disponibilidad hídrica como la temperatura media durante la estación de crecimiento son fundamentales en la respuesta de cada procedencia a los eventos extremos de sequía. Por ello, las procedencias de zonas costeras, con mayor temperatura y humedad, aumentan su adaptación en la etapa final del crecimiento anual durante años secos, alargando su ventana de crecimiento; frente a las procedencias más áridas y continentales de la Península Ibérica que se adaptan mediante un bajo crecimiento y alta densidad durante la sequía, acortando su estación de crecimiento anual.

Raúl Sánchez-Salguero y Andrea Hevia extrayendo testigos de madera

Según explica Andrea Hevia, “es fundamental entender la respuesta espacio-temporal del crecimiento de una especie ante los eventos extremos y el cambio climático, sobre todo en pino carrasco, una de las especies forestales más importantes en el Mediterráneo. Comprender el papel de las procedencias geográficas y genéticas en la adaptación y vulnerabilidad de los bosques frente a sequías extremas, o su capacidad de recuperación en años favorables, permitirá diseñar mejores estrategias de conservación, así como facilitar la mejora forestal y el desarrollo de medidas de gestión forestal sostenible adaptadas al cambio climático”.

La importancia de este estudio radica en los análisis no solo de la serie anual de crecimiento, sino en la variación dentro de cada año de las nuevas estructuras que se producen durante el crecimiento del tronco, a partir de división celular en el cambium vascular –tejido vegetal–, y que están directamente relacionadas con la capacidad de adaptación o mal-adaptación de sus funciones hidráulicas, estructurales y nutricionales de la especie frente a los eventos extremos y los escenarios de cambio climático pronosticados. Durante el inicio de la estación de crecimiento en primavera, las estructuras celulares son de mayor tamaño y menor grosor de paredes por las mejores condiciones ambientales lo que permite una mayor circulación hidráulica (denominada madera temprana), donde se forman las fluctuaciones de densidad relacionadas con la temperatura de primavera en zonas húmedas; y progresivamente van disminuyendo su tamaño y aumentando el grosor de las paredes al final del verano y principios de otoño (denominada madera tardía), para evitar embolias hidráulicas y mejorar el soporte estructural frente a sequías extremas; formando cambios en la anatomía para aprovechar los recursos, principalmente en procedencias geográficas más áridas y secas. Estas propiedades, además varían año a año, pero este estudio ha demostrado que, bajo condiciones homogéneas de clima, el origen geográfico y genético determinan la respuesta adaptativa a la temperatura y disponibilidad hídrica durante la época de crecimiento.

“El nuevo conocimiento generado en este trabajo puede ser útil para la zonificación geográfica de la capacidad de adaptación de los bosques de pino carrasco, así como para la identificación de las procedencias actualmente mejor adaptadas a los escenarios previstos para el siglo XXI en otras regiones, pudiendo ser usada esta información en programas de selección de material forestal resistente para restauraciones forestales”, indica Raúl Sánchez-Salguero, investigador y profesor del laboratorio DendrOlavide de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla.

“Por tanto, las procedencias genéticas que muestran determinadas adaptaciones anatómicas y fisiológicas a la sequía, o que tienen mejor capacidad de recuperar el crecimiento en periodos cortos de condiciones favorables, resultarán determinantes para realizar plantaciones o restauraciones forestales en un mundo cada vez más cálido y con sequías más extremas, pudiendo en base a estos resultados introducir individuos con garantía de éxito”, explican los investigadores.

Este grupo de científicos de España y Portugal asegura que la investigación puede contribuir a mejorar los modelos actuales de gestión forestal incorporando esta información acerca de la capacidad de adaptación y sensibilidad climática en diferentes regiones de procedencia forestal, para así ofrecer mejores predicciones sobre cómo el cambio climático alterará el crecimiento de los bosques mediterráneos, y qué posibles medidas de adaptación o mitigación se pueden tomar, de acuerdo con la Estrategia Española para la Conservación y el Uso Sostenible de los Recursos Genéticos Forestales de los Ministerios de Agricultura, Pesca y Alimentación y para la Transición Ecológica de España.

 

Referencia: Hevia, A., Campelo, F., Chambel, R., Vieira, J., Alía, R., Majada, J., Sánchez-Salguero, R. 2020. Which matters more for wood traits in Pinus halepensis Mill., provenance or climate? Annals of Forest Science https://doi.org/10.1007/s13595-020-00956-y

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