Las plantas y el cambio climático

Dr. Manuel Jesús Cach Pérez
Investigador Cátedras Conacyt en Ecosur Unidad Villahermosa

En el Laboratorio de Ecofisiología Vegetal y Sistemas Agroforestales (LEVSA) de El Colegio de la Frontera Sur (Ecosur) Unidad Villahermosa buscamos contribuir a la autosuficiencia alimentaria de pequeños productores de zonas altamente vulnerables al cambio climático, generando conocimiento que permita entender detalladamente el funcionamiento ecológico y productivo de sistemas agroforestales en distintas regiones de la frontera sur, y del país en general.

Para ello, recurrimos a disciplinas como la ecofisiología vegetal que se define como una ciencia experimental que busca caracterizar el “funcionamiento” de cualquier tipo de planta, en respuesta al ambiente donde crece, así como a variaciones climáticas en dichos sitios. Por ejemplo, puede identificar cómo una sequía prolongada provoca un fuerte estrés sobre las plantas, reduciendo su fotosíntesis y el contenido de agua en sus tejidos, entre otras cosas.

Esta ciencia se ha convertido en una poderosa herramienta para diagnosticar y monitorear el comportamiento de las plantas a un nivel muy detallado y entender su respuesta ante el cambio climático, lo cual cobra mucha importancia en estos tiempos para diseñar y proponer alternativas de mitigación en diversos sectores —social, productivo, ambiental, político— a escalas local, regional, nacional y/o internacional.

El cambio climático implica el incremento atmosférico de la concentración de gases de efecto invernadero, principalmente dióxido de carbono (CO2) y metano. Si bien estos gases se encuentran de manera natural en la atmósfera, las actividades que realizamos los seres humanos liberan en el aire una gran cantidad de estas sustancias que impiden que el calor de la tierra escape hacia el espacio, la capa de gases puede compararse con el plástico o láminas transparentes que cubren los invernaderos. Como es de imaginarse, el calor que no puede ser liberado está provocando un incremento en la temperatura media del planeta (calentamiento global) así como cambios en los patrones de precipitación a escala mundial, cuya consecuencia son sequías más prolongadas o, por el contrario, fuertes inundaciones en distintas regiones del mundo.

Por ello, es urgente monitorear el comportamiento de las plantas bajo estos nuevos escenarios climáticos y responder preguntas como ¿qué tanto toleran las plantas el incremento de la temperatura? ¿cuánto tiempo pueden estar sin agua? ¿qué sucede con plantas que crecen con una concentración elevada de CO2? Y sobre todo ¿cómo amenaza el cambio climático la supervivencia de una planta en una región geográfica determinada?

En la actualidad, muchos estudios se han enfocado en tratar de entender la respuesta de las plantas cultivadas ante los posibles efectos del cambio climático. Por ejemplo, en el trigo, una elevada concentración de CO2 puede aumentar la producción de semillas, a partir de las cuales se fabrican harinas y sus derivados que consumimos todos los días. En apariencia esto no sería malo, sin embargo, la cantidad de proteínas que contienen las semillas se reduce en comparación con las producidas en plantas creciendo a la concentración actual de CO2 en el aire. Entonces, en escenarios donde el dióxido de carbono es elevado, se podría producir más, pero de menor calidad, con un producto que podría no satisfacer nuestros requerimientos nutrimentales. Además, el costo de producción se incrementaría ya que como se ha mencionado, el cambio climático provoca también variaciones en los patrones de precipitación, por lo que los productores tendrán que invertir en sistemas de riego para satisfacer las necesidades de la planta, implicando mayores costos de producción, y por lo tanto un incremento en los precios de los productos.

Eso, solo por mencionar el ejemplo de uno de los cultivos más importantes a escala mundial, sin embargo no sabemos qué sucederá con las plantas que se cultivan tradicionalmente en nuestro país —comúnmente llamados cultivos de temporal— como el maíz, frijol y calabaza, los cuales son la base de nuestra alimentación y de las que depende la seguridad alimentaria de mucha gente en zonas rurales.

Es ahí donde la ecofisiología vegetal puede contribuir a entender la posible respuesta de estas plantas ante los efectos del cambio climático. Puede ayudar, por ejemplo, a delimitar nuevas zonas de aptitud para diferentes cultivos de acuerdo a las proyecciones de cambio climático en el país: una planta crece en un sitio particular porque ahí encuentra las condiciones óptimas para poder germinar, crecer y reproducirse, pero ante la variación ambiental, producto del cambio climático, podría ya no ser capaz de crecer en la región geográfica en la que lo hace en la actualidad. Mediante estudios ecofisiológicos se puede determinar cuáles son los rangos ambientales —temperatura, humedad, precipitación, luz— en los que una planta puede crecer.

De acuerdo a esto, pueden proponerse alternativas de manejo que permitan continuar la producción de los cultivos, por ejemplo, mediante  el uso de variedades tradicionales que quizá podrían ser más tolerantes a las nuevas condiciones ambientales. Muchos de los modelos que determinan las zonas geográficas en las que puede crecer una planta, se basan en los rangos de tolerancia ambiental de éstas, pero desafortunadamente estos datos se generan a partir de la presencia o ausencia de una planta en un lugar determinado, no a partir de su desempeño fisiológico en dicho lugar. Por lo tanto, carecen de datos puntuales de la tolerancia ambiental real de las plantas, los cuales pueden ser generados a través de estudios ecofisiológicos, tanto en el campo como de manera experimental. Por ello, es urgente generar modelos que incorporen esta información y que permitan determinar con mayor precisión las zonas de aptitud para el cultivo de diferentes plantas o, simplemente, que nos permitan conocer como se modificará el panorama vegetal en respuesta al cambio climático.

Si se considera que la magnitud del cambio en el clima y por tanto en la fisiología de las plantas depende de la región geográfica, es necesario partir de estudios finos a escala local, principalmente en zonas altamente vulnerables a este fenómeno desde el punto de vista económico, social y productivo.

En este sentido, en el LEVSA, desarrollamos trabajos relacionados con la adaptación al cambio climático en la producción agropecuaria y forestal, abordando la ecofisiología de plantas cultivadas para entender la respuesta de diferentes cultivos a la variación ambiental a escala local y regional.

Buscamos también contribuir con alternativas que permitan a las plantas afrontar los cambios en las condiciones ambientales, como el uso de la filósfera —espacio sobre las hojas en la cual se encuentran microorganismos que pueden ser benéficos para las plantas— como una alternativa que ayude a reducir los efectos negativos de los cambios en el clima.

ecofisiologia2