Nuevas pistas sobre la paradoja evolutiva de la naturaleza

Un estudio con científicos del CSIC, el CREAF y la Universidad de Amberes concluye que las plantas sometidas a presión evolutiva, como la falta de nutrientes, han desarrollado la práctica de la vecería como respuesta. La vecería o alternancia es un fenómeno reproductivo caracterizado por la variabilidad interanual en la producción de semillas por los individuos de una población o comunidad, como la encina o el roble.

El madroño es una de las especies que se han analizado en la investigación y que no hace vecería. Imagen: Catherine Preece.La polinización o los depredadores son algunas de las hipótesis que la comunidad científica había formulado en el pasado para explicar por qué algunas plantas se saltan los ciclos reproductivos anuales. Este fenómeno, conocido como vecería, siempre ha sido una de las grandes incógnitas de la naturaleza sin respuesta. Ahora, un estudio publicado en Nature Plants y liderado por Marcos Fernández-Martínez (PLECO, Universidad de Amberes) y Josep Peñuelas, científicos de la Unidad de Ecología Global del CSIC en el CREAF, ofrece nuevas pistas.

El equipo de investigación ha concluido que las plantas con escasez de nutrientes han desarrollado la vecería ante la falta de recursos suficientes para una reproducción anual. Con estas limitaciones, a estas especies les resulta más provechosa una reproducción masiva en intervalos irregulares. La práctica de la alternancia se considera una paradoja evolutiva, ya que saltarse los ciclos reproductivos anuales es tener menos oportunidades de supervivencia.

“Supone una desventaja en términos evolutivos, ya que invertir todos los esfuerzos en unos pocos años es una jugada arriesgada”, indica Marcos Fernández-Martínez sobre la vecería como estrategia. “La planta lo hace cuando necesita de años para acumular los recursos y nutrientes necesarios para reproducirse, no le queda otro remedio que hacerlo de forma masiva para asegurar la reproducción”, agrega.

Los ciclos biogeoquímicos de nitrógeno y fósforo de las plantas

Las concentraciones foliares de nitrógeno (N) y fósforo (P) en la planta son patrones que indican la intensidad de la vecería. El nitrógeno es el nutriente principal para la reproducción y el crecimiento vegetal, así como el fósforo es esencial para optimizar el uso de agua de la planta. Para la investigación, los científicos han contrastado las concentraciones foliares de ambos en más de 200 especies distintas de plantas de todos los continentes.

El análisis ha demostrado que la relación de niveles entre ambos elementos tiene un impacto directo en el mecanismo reproductivo. Una baja concentración de ambos da lugar a un comportamiento de alternancia más intenso. Estos niveles son indicadores de un ambiente desfavorable para el crecimiento de la planta, como suelos poco fértiles.

El clima y las precipitaciones son factores de influencia en los ciclos reproductivos

“Una de las hipótesis iniciales es que, en climas más variables, la producción de semilla también es más variable”, señala Josep Peñuelas sobre otra de las hipótesis que manejaban. El científico añade que han comprobado que “en climas donde la variabilidad interanual en la precipitación es más elevada, las plantas tienden a presentar una producción de semilla más variable entre años”.

El estudio con participación del CSIC ha probado que los niveles de precipitaciones de una zona determinan la variabilidad de la producción de semillas.

Además, se prevé que el cambio climático provoque más episodios de sequía en la región Mediterránea. Un hecho que reduciría la disponibilidad de nitrógeno y aumentaría la variabilidad de las precipitaciones, lo cual podría alterar los ciclos de producción de semillas. Esto conllevará cambios en la densidad de población de depredadores de dichas semillas, lo que potencialmente puede modificar toda la red trófica de los ecosistemas.

Artículo de referencia: Fernández-Martínez, M., Pearse, I., Sardans, J. et al. Nutrient scarcity as a selective pressure for mast seeding. Nat. Plants (2019) DOI: 10.1038/s41477-019-0549-y

Sabela Rey Cao – Unidad de Comunicación de la Delegación del CSIC en Cataluña