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¿Por qué las plantas no se congelan en invierno?

mayo 4, 2022
TreeBranchWithIce
jardín en invierno

Extraído de: Embellecer Botany.com

Lluvia helada ha estado cayendo desde las primeras horas de la mañana. El mercurio se ha desplomado a un mínimo histórico para esta fecha y la radio nos advierte que la carne expuesta puede congelarse en cuestión de minutos. Brrrrrr, pensamos, mientras nos abrigamos solo para caminar la corta distancia hasta el auto. Una ventisca de Wisconsin está en camino.

Pero piensa en las pobres plantas de nuestros jardines. ¿Qué hay de ese tejo debajo de la ventana delantera con los carámbanos colgando de sus ramas puntiagudas? ¿El rododendro de hoja perenne con sus hojas enroscadas en pequeños rollos apretados? ¿La magnolia con sus capullos peludos y marrones? ¿Cómo se protegen de los extremos del clima invernal?

Las plantas están formadas por células y fluidos viscosos al igual que los animales, tienen una gran discapacidad cuando se trata de estrés ambiental estacional. Los animales pueden alejarse del peligro, pero las plantas son estacionarias.

Aunque las plantas están formadas por células y fluidos viscosos al igual que los animales, tienen una gran discapacidad cuando se trata de estrés ambiental estacional. Un hombre, una marmota o una polilla pueden alejarse del peligro, pero las plantas son estacionarias. Las agujas de tejo deben someterse a láminas de lluvia helada. Los capullos de magnolia deben resistir una tormenta de nieve. Las hojas de rododendro deben enfrentarse a los vientos árticos.

Sin embargo, la naturaleza ha dotado a las plantas de notables mecanismos de defensa para ayudarlas a resistir el estrés tanto del calor como del frío.

Estas adaptaciones ayudan a los árboles y arbustos a resistir los peores extremos del clima invernal. Pero no son garantía contra esa tormenta de hielo de una vez en el siglo que arranca ramas irregulares de troncos robustos; el atípico frente frío de enero que establece mínimos históricos mientras confunde la definición genética de «normal» de un árbol; o esa repentina helada primaveral que perfora el protoplasma celular recién despertado con cristales de hielo letales.

Son simplemente lo mejor que la naturaleza puede hacer.

Escarcha en la planta
Lo más importante es la adaptabilidad genética heredada de una planta al cambio estacional. En las plantas leñosas que deben sobrevivir al invierno, esto se denomina aclimatación al frío. Las plantas varían en su grado de adaptabilidad, por supuesto, dependiendo de su localidad o ecorregión. Un rododendro nativo de la tundra subártica (Zona 1) como el adelfa de Laponia, Rhododendron lapponicum, sobrevivirá a temperaturas invernales mucho más bajas que el rododendro de la adelfa americana, Rhododendron maximum, nativo de las frías y húmedas Montañas Apalaches (Zona 4). Con ese fin, el rododendro de Laponia mantendrá una altura compacta (rara vez más de 30 cm o 1 pie), exponiendo así un mínimo de su crecimiento sobre el suelo a los elementos, mientras que las especies del sur pueden permitirse crecer hasta los extravagantes 7 metros ( 20 pies).

Las plantas leñosas también pueden emplear dos estrategias genéticas metabólicas para ayudarlas a lidiar con las temperaturas bajo cero. La primera estrategia es evitaciónpor ejemplo, la prevención de la formación de cristales de hielo en las células mediante la codificación de genes para proteínas superenfriadoras que protegen los tejidos intracelulares.

La segunda estrategia es tolerancia a la congelación. Las plantas que deben sobrevivir a temperaturas incluso más bajas, como el rododendro de Laponia, contienen genes que codifican proteínas que responden al estrés por frío. Estas proteínas hacen que la planta evacúe el agua del protoplasma celular hacia espacios intracelulares donde se pueden formar cristales de hielo sin dañar la planta.

Siempre que estas adaptaciones ocurran de manera oportuna después de que la planta se haya aclimatado en otoño, siempre que las temperaturas invernales no excedan las temperaturas mínimas máximas de la planta, y siempre que la planta no salga del letargo por temperaturas primaverales prematuramente cálidas que vuelven a caer más tarde, debería haber No habrá daños en los tejidos de la planta.

Rizado de hojas de termonastia
Estos movimientos (nastic) son movimientos de plantas provocados por un factor externo como el frío, el calor, la luz o la humedad. A diferencia de los movimientos nerviosos de los animales, las plantas se “mueven” a través de cambios en la presión celular interna de sus partes. En condiciones de frío extremo, las hojas de muchos rododendros de hoja perenne exhiben un movimiento termo-nástico, curvando la superficie superior de la hoja hacia adentro y apuntándola hacia el suelo, minimizando así la exposición a temperaturas bajo cero y también reduciendo las quemaduras invernales causadas por la luz solar invernal. Se ha demostrado que las especies de rododendros autóctonas de climas templados no presentan termonastia.

La reducción del tamaño de las hojas es una adaptación importante de las coníferas, muchas de las cuales son autóctonas de la zona de bosques boreales del norte, donde los inviernos fríos y secos son una realidad. Los árboles deben invertir abundante energía para producir sus hojas, pero el suelo magro y pobre en nutrientes, las duras condiciones atmosféricas y la corta temporada de crecimiento del bosque del norte no favorecen un ciclo foliar anual, como ocurre con los árboles de hoja caduca. Por lo tanto, dependiendo de la especie, las coníferas retienen sus hojas más viejas durante 2 años (pino blanco) a 45 años (pino bristlecone de Great Basin), es decir, permanecen «siempre verdes».

Si bien un dosel de hojas completo permite que un árbol comience la fotosíntesis a principios de la primavera y permanezca fotosintéticamente activo más tarde en el otoño, también invita a la desecación y al daño por congelamiento en el invierno. Así, las coníferas se han adaptado produciendo hojas pequeñas, estrechas y aciculares (píceas, pinos, abetos, abetos, tejos) o escamosas (cedro, ciprés), reduciendo la superficie para reducir la transpiración del agua y el riesgo de congelación. También tienen menos estomas (poros) en las agujas que las hojas caducas.

Las coníferas de hoja perenne y los árboles de hoja perenne de hoja ancha también protegen sus hojas de la desecación en invierno cubriéndolas con una nueva capa de cera cuticular cada verano.

Brote de árbol congelado
Esos capullos peludos de invierno en la magnolia y los brillantes, de color marrón oscuro en el castaño de indias, son más que meras galas de la estación fría. Sus escamas superpuestas forman una cubierta protectora impermeable para los brotes embrionarios de hojas y flores que emergerán en primavera. Los capullos de las coníferas se cubren con cera protectora o brea, lo que les brinda un aislamiento adicional contra el clima invernal.

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