QUÉ HACEMOS

En EPAA estamos interesados en la ecología de semillas y plántulas de alta montaña. Principalmente, estudiamos el rol de la heterogeneidad climática en la montaña, en la generación de diferencias poblacionales en la germinación y tolerancia al frío en plántulas de distintas especies altoandinas (Foto 7)

Los ecosistemas de alta montaña se caracterizan por una alta heterogeneidad climática tanto temporal como espacial. Por ejemplo, la temperatura a la que las plantas están expuestas en la alta montaña varía a una escala espacial muy pequeña y puede estar influenciada por la presencia de plantas vecinas, rocas, topografía, exposición entre otros. Un factor muy importante que influencia la temperatura de las plantas en la alta montaña es la presencia o ausencia de nieve. La nieve es un excelente aislante térmico. Bajo la cubierta de nieve la temperatura de las plantas es muy estable, alrededor de 0C◦, aun cuando la temperatura fuera de la cubierta de nieve alcanza temperaturas congelantes. Parece contradictorio, pero la cubierta de nieve protege a las plantas de las temperaturas congelantes en invierno.

Cuando la nieve comienza a derretirse en la montaña, la heterogeneidad climática es aún más asentuada y el mosaico microclimático es exacerbado. Nosotros estamos interesados en este mosaico microclimático al que las plantas están expuestas. En la alta montaña hay poblaciones de la misma especie que viven en parches donde la nieve dura por muchos meses y poblaciones que viven donde la nieve se derrite muy temprano, exponiendo a individuos de la misma especie a condiciones de temperatura, humedad, radiación contrastantes.

Hay varios estudios que muestran que la duración de la nieve influye en el crecimiento, floración, producción e incluso la germinación de las semillas de plantas de alta montaña. Considerando que el cambio climático está causando aumento de la temperatura, disminución de la caída de nieve y derretimiento temprano de la nieve, estudiar la influencia de la duración de la nieve en la fisiología y ecología de plantas de montaña es muy contingente.

Nosotros estamos interesados particularmente en cómo la nieve influye en los estadíos tempranos de las plantas como semillas y plántulas. Una de nuestras preguntas centrales se enmarca en la potencialidad que tienen estos parches de distinta duración de la nieve en la generación de diferencias poblacionales que ayuden a aminorar la pérdida de diversidad genética bajo condiciones climáticas inestables, extremas y de duración de nieve fluctuantes. ¿Pueden estos parches de distinta duración de la nieve generar diferencias poblacionales?, ¿es el tamaño de la semilla y la germinación de semillas provenientes de sitios contrastantes en la duración de la nieve distinta? ¿son las plántulas provenientes de estas semillas distintas en su fisiología?. Estas son algunas de las preguntas que estamos abordando.???

¿Dónde y cómo realizamos nuestro estudio?

Nuestro sitio de estudio es el complejo volcánico Mocho-Choshuenco ubicado en la Región de Los Ríos, al Este de Valdivia (Foto 8). Nuestros estudios se centran en la zona altoandina, sobre el límite arbóreo desde los 1200 hasta los 1600 msnm en ladera Este y Oeste del complejo volcánico (Foto 9). La ladera Este pertenece a la Reserva Nacional Mocho-Choshuenco, aquí trabajamos con el apoyo de CONAF (Corporación Nacional Forestal). La ladera Oeste pertenece a la Reserva Biológica Huilo Huilo, aquí trabajamos con apoyo de la Fundación Huilo Huilo. Tanto CONAF como la Fundación Huilo Huilo nos apoyan con la logística de nuestro trabajo, facilitando nuestra subida al volcán, búsqueda de sitios y alojamiento.

Comenzamos primero a estudiar la flora de alta montaña del volcán. Hemos recorrido ambas laderas desde el comienzo del derretimiento de la nieve en Agosto hasta el verano, cuando existe la máxima floración y producción de semillas. Hemos colectado e identificado las especies más abundantes e icónicas del volcán (aproximadamente 40 especies, ver imágenes de las especies aquí) y hemos observado cuándo ocurre la floración, fructificación y la dispersión de semillas en estas especies. Hemos seleccionado 40 sitios de muestreo, 20 en la ladera Este y 20 en la ladera Oeste. En ambas laderas hemos puesto dataloggers ibuttons (foto 10), que son pequeños botones metálicos que miden temperatura. Con estos botones, puestos a la altura de las plantas, medimos la temperatura y la duración de la nieve en cada población.

Hemos estado colectado semillas de las especies altoandinas, proceso que aún está en desarrollo. En los casos en que las especies se encuentran distribuidas en todo el rango altitudinal, hemos colectado semillas de varias poblaciones para investigar si existen diferencias poblacionales en la germinación y la fisiología de las plántulas, y además ver la influencia de la temperatura y la duración de la nieve en estas diferencias poblacionales.

De vuelta en el lab procesamos las semillas (foto 11), las limpiamos, analizamos su viabilidad para luego hacer los experimentos de germinación.

Con los experimentos de germinación queremos ver si hay diferencias en la fenología de la germinación, es decir cuándo (estación del año) y bajo que temperaturas germinan las semillas que proceden de distintas especies y micro-habitats. Para estudiar la fenología de la germinación exponemos las semillas a temperaturas que simulan la temperatura del suelo (medida en terreno) a la que están expuestas las semillas durante las distintas estaciones del año en cámaras de cultivo (revisa este link para ver más detalles de la metodología http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2015.00731/abstract). Revisamos si hay semillas germinadas dos veces a la semana y calculamos el porcentaje de germinación en cada condición simulada.

Las plántulas que resultan de los experimentos de germinación son llevadas al invernadero para luego realizar experimentos de tolerancia al frío e investigar si la tolerancia a las bajas temperaturas está relacionada a la fenología de la germinación. Es decir, queremos ver si plántulas que emergen generalmente en primavera, cuando aún hay temperaturas bajo cero, son más tolerantes al frío que plántulas que emergen en verano, cuando los eventos de frío son menos recurrentes.

¿Por qué estudiar semillas y plántulas de alta montaña?

Después de esta primera temporada de terreno colectando semillas nos hemos dado cuenta por qué muchos le hacen el quite a las semillas! Y estudian plantas adultas. Si quieres colectar semillas de varias especies debes ir a terreno seguido, debe estar ahí antes de que esas semillas se dispersen y se vayan de tus manos! Luego debes ver si está viable y luego debes hacerlas germinar sin una previa receta mágica que funcione para todo tipo de semillas. Nosotros hemos decidido embarcarnos en este lío y seguir las semillas por varias razones. Tenemos curiosidad de cómo el cambio climático afectará a la germinación. Sabemos que el cambio climático está adelantando la floración en la alta montaña, sin embargo la historia llega hasta ahí… ¿qué pasa con la producción de semillas y cambio climático, con la germinación de esas semillas producidas bajo estas nuevas condiciones?. No sabemos mucho de ello y tampoco sabemos aspectos básicos sobre la germinación, por ejemplo no sabemos la fenología de la germinación de las plantas de alta montaña ¿cuándo, cómo y dónde germinan estas semillas?. Sin esta información es difícil predecir cómo el cambio climático afectará la reproducción de las plantas de alta montaña y últimamente la sobrevivencia de estas especies. Las semillas y plántulas son parte esencial del ciclo reproductivo de las plantas. Si la floración se ve afectada por el cambio climático lo más probable es que todos los demás pasos del ciclo reproductivo también lo sean, por lo tanto consideramos que detenernos a investigar las semillas es muy relevante.