Estudio UdeC revela el rol de la camanchaca y las lluvias en la adaptación de los cactus en el desierto de Atacama

La disponibilidad de recursos hídricos, su adquisición, almacenamiento y consumo son elementos que pueden dar luces sobre la sobrevivencia, evolución y diversificación de los cactus que han sido capaces de adaptarse a las condiciones extremas del desierto de Atacama, mostrando, además, que estas zonas hiper áridas  -contrario a lo que se piensa- también son ricas en diversidad de especies. 

Bajo el nombre ´How did cacti colonize the hyperarid Atacama Desert? Unraveling the mechanism of hydrological niche evolution and diversification (Fondecyt 1211441)´, la investigación del académico del Departamento de Botánica de la Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas de la Universidad de Concepción, Pablo Guerrero Martin, se ha centrado en estudiar e identificar las fuentes de agua para todas las especies del género Eriosyce (quiscos) -un grupo de cactáceas que se encuentra desde el extremo norte hasta el centro de Chile, y también en Argentina y Bolivia- abarcando un gradiente árido unos 2.300 km a lo largo de la costa del Océano Pacífico. 

Entre los resultados del proyecto, se ha establecido que la camanchaca -la niebla que viaja desde el océano, para luego ser interceptado por farellones costeros- ha jugado un rol crucial en el proceso de adaptación de este grupo de cactus, pero también han sido importantes otros recursos hídricos como las lluvias provenientes de la cordillera andina del este. 

“Esto es bastante enigmático, porque en Chile las fuentes de agua son muy variables; hay muchos gradientes climáticos de norte a sur y desde la costa a la cordillera de Los Andes. Entonces es esperable que las especies de cactus ocupen esta diversidad y variación de fuentes de agua para su subsistencia”, explica el Dr. en Ecología y Biología Evolutiva. 

El especialista detalla que para identificar el origen del agua que alimenta a estas plantas realizaron análisis de la señal isotópica en tejidos, diferenciando las “más livianas de las más pesadas”, según la proporción de isótopos de hidrógeno y oxígeno. 

“Las más pesadas son las que están enriquecidas por deuterio, que tiene un neutrón que la otra no tiene. Esa es agua de mar”, comenta el investigador. 

De este modo, si la señal isotópica contiene deuterio significa que viene del mar, en forma de neblina, que es la camanchaca. Y, al contrario, si no está, las opciones son las lluvias cordilleranas de invierno o verano, que llegan por Argentina desde la Amazonía. 

Desde ese punto de vista, el Dr. Guerrero agrega que es lógico pensar que en la zona central se alimenten de la lluvia, lo mismo que en la Cordillera de Los Andes, donde además hay influencia de la nieve, pero el desierto es un desafío para la vida de las plantas. 

“Entonces algo que parece muy simple y obvio, que las plantas necesitan agua para vivir, no es tan obvio cuando vemos la variación de agua que existe en Chile y si pensamos particularmente en el desierto de Atacama, el más árido del mundo. Es un ambiente súper extremo”, indica el también integrante del Instituto de Ecología y Biodiversidad (IEB). 

Fisiología y morfología

La disponibilidad del agua condiciona la adaptación en el entorno.“Los cactus son famosos por ser súper diversos en sus formas y lo que ocurre, es algo que estamos analizando, es que hay ciertas morfologías asociadas a la posibilidad de vivir en ciertos tipos de ambientes”, indica. 

El investigador, que también es parte del grupo de especialistas en Cactáceas y Plantas Suculentas de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN), aclara que “las especies pueden evolucionar en distintas trayectorias, modificar las formas de los tallos o de las raíces y todo esto tiene una funcionalidad distinta. Es bastante complejo porque son muchas interacciones”, acota. 

La investigación contempló también análisis de ADN de genoma completo de todas las especies del género -unas 70- incluidas las chilenas y las de países vecinos, para hacer una suerte de “árbol genealógico”, reconstruir su historia poblacional y cómo se han movido los genes entre especies estrechamente relacionadas e inferir los mecanismos responsables de la generación de nuevas especies o la aparición y propagación de rasgos ventajosos en respuesta a ciertos hábitats.

“Esta es una aproximación para entender cómo las plantas evolucionaron para vivir en el desierto, por un lado, pero también nos dice cómo se relacionan con su entorno y, por lo mismo, nos permite generar predicciones más concretas sobre el cambio climático”. 

Cambio climático

Este tipo de estudios en entornos de extrema aridez revisten gran interés en el contexto de cambio climático que anticipa la expansión de tierras secas a nivel mundial.

Este fenómeno reciente puede impactar a estas especies que han tardado millones de años para adaptarse a las condiciones del desierto y que, a pesar de ser plantas muy resistentes y versátiles, son vulnerables al cambio climático.

Esto es particularmente importante en los cactus que dependen en forma crítica de la camanchaca, cuando ya se han observado modificaciones en la distribución de la neblina.

“Ya hay evidencias de que en un tiempo un histórico (miles de años) el patrón de ocurrencia de la neblina ha cambiado”, dice, señalando un estudio sobre tillandsias (clavel del aire) en el desierto.

“Las tillandsias habitan algunas partes del desierto costero y actúan como verdaderos atrapa niebla; pero hay lugares en que las plantas están bajo tierra, son (registros) paleo, donde antiguamente había neblina y ya no hay.  Entonces es una señal clara de que la neblina es súper dinámica en el tiempo y por lo tanto uno podría predecir que va a cambiar en el futuro”.

Para el académico es evidente que habrá impactos en estas plantas, sobre todo en las que están más al norte, donde las condiciones son aun más extremas. “Hay especies que ya están en una condición límite, entonces cualquier cambio de humedad es dramático”.

Esta investigación puede instalarse como un modelo para comprender la evolución y adaptación de otro tipo de plantas en ambientes extremos a partir de estudios de nicho hidrológico y proyectar los efectos que podrían tener los cambios en sus hábitats.