El cambio climático ya está llevando a las plantas al límite, ya que el aumento de las temperaturas y los cambios en los patrones de lluvia obligan a las especies a buscar condiciones adecuadas en todo el paisaje, a menudo más rápido de lo que pueden adaptarse. En ningún otro lugar esta presión es más aguda que en los ecosistemas alpinos. Estos entornos de alta montaña se están calentando más rápido que la mayoría de las demás regiones, a la vez que experimentan alteraciones en las precipitaciones, temporadas de nieve más cortas y, cada vez más, incendios forestales. Para las plantas alpinas, esta combinación es especialmente peligrosa, ya que están confinadas a franjas estrechas cerca de las cumbres y tienen poco espacio para moverse a medida que cambian las condiciones. Como resultado, los ecosistemas alpinos se han convertido en un punto focal para los científicos que intentan comprender cómo el cambio climático transformará las comunidades vegetales y si podrán sobrevivir a los cambios que se avecinan.

Un investigador que plantea estas preguntas es Dr. Jerónimo Vázquez Ramírez, un científico mexicano que recientemente completó un doctorado en la Universidad de Deakin. En una entrevista con botánica uno, Vázquez-Ramírez explicó que tiene “Siempre me he sentido atraído por los ecosistemas alpinos porque son hermosos y biológicamente extremos.Su interés por el cambio climático se agudizó tras mudarse a Australia para su doctorado, cuando llegó durante un año inusualmente caluroso y seco, poco antes de los catastróficos incendios forestales de 2019-2020 que arrasaron el país. A través de conversaciones con su supervisora ​​de doctorado, la profesora Susanna Venn, el enfoque se centró en una pregunta clave: ¿cómo afectan los extremos climáticos a las semillas y plántulas, las etapas más tempranas y vulnerables de la vida vegetal?

Responder a una pregunta tan compleja requería mirar más allá de las causas individuales. Vázquez-Ramírez Primero se basó en estudios publicados previamente para examinar cómo el cambio climático afecta la regeneración de las plantas a escala global.Este trabajo demostró que el calentamiento, la reducción de las precipitaciones y el deshielo prematuro pueden influir en las semillas y plántulas de maneras diferentes, y a menudo contradictorias, según la etapa del ciclo de vida de la planta. Sin embargo, es crucial que la mayoría de los estudios anteriores examinaran estos factores de forma aislada. En la práctica, rara vez ocurren solos. Las condiciones más cálidas suelen traer suelos más secos, mantos de nieve más delgados y un mayor riesgo de incendios, todo lo cual puede combinarse para determinar si las semillas se desarrollan correctamente, germinan en el momento oportuno o sobreviven como plántulas.

Para abordar esto, Vázquez-Ramírez comenzó a estudiar cómo interactúan múltiples factores de estrés climático. En trabajos anteriores, Examinó cómo los cambios de temperatura, la sequía y el deshielo afectan a los bancos de semillas del suelo., las reservas de semillas almacenadas en el suelo. Ese estudio demostró que la reducción de la nieve y las precipitaciones redujo tanto la cantidad de semillas que germinaban como la diversidad de especies emergentes, lo que podría socavar la persistencia a largo plazo de las comunidades vegetales alpinas. Estos hallazgos plantean una pregunta más profunda: ¿qué sucede cuando el cambio climático y las perturbaciones actúan conjuntamente en todo el recorrido de las semillas, desde su desarrollo hasta el establecimiento de las plántulas en el campo? Esta pregunta fue el eje central de su estudio más reciente, publicado recientemente en Annals of Botany.

Los investigadores trasladaron su experimento a la Altas llanuras de BogongEn las montañas del sureste de Australia, donde siguieron trece especies alpinas comunes durante dos temporadas de crecimiento. El equipo estableció pequeñas parcelas cuidadosamente adaptadas y las expuso a cuatro escenarios diferentes: las condiciones actuales, un clima más cálido y seco, incendios y una combinación de ambos. Para simular el clima futuro, Diseñó pequeños invernaderos techados que aumentaban suavemente la temperatura al tiempo que reducían la cantidad de lluvia que llegaba al suelo.Se simuló un incendio mediante miniquemas controladas. Los investigadores quemaron brevemente pequeñas áreas de vegetación y añadieron sustancias químicas de humo similares a las producidas en incendios forestales reales, simulando las condiciones a las que se enfrentarán cada vez más.

Luego, rastrearon tres etapas clave de la vida vegetal. Primero, recolectaron semillas que se habían desarrollado bajo diferentes tratamientos climáticos y midieron su tamaño, peso y capacidad de germinación. Después, enterraron las semillas en bolsas de malla fina justo debajo de la superficie del suelo y las revisaron mensualmente para ver cuándo y cuántas brotaron. Finalmente, cultivaron plántulas en un invernadero y las trasplantaron a las parcelas experimentales, monitoreando su supervivencia durante casi un año.

Cuando los investigadores observaron lo que realmente sucedió en el campo, surgió un patrón claro: las condiciones climáticas futuras dificultaron la vida de las plantas alpinas a cada paso, y el fuego dificultó aún más la supervivencia. Las cámaras de calentamiento elevaron la temperatura del suelo en casi 2 °C y lo secaron, y bajo estas condiciones, las semillas fueron generalmente más pequeñas y ligeras, lo que sugiere que las plantas madre tuvieron dificultades para desarrollar su descendencia cuando el agua era escasa. Estos efectos se transmitieron a la germinación. De más de doce mil semillas enterradas en el suelo, solo alrededor de un tercio brotó. En parcelas más cálidas y secas, germinaron incluso menos semillas, y muchas lo hicieron más tarde en la temporada de lo habitual. El fuego también redujo la germinación, aunque su impacto fue menor que el del secado por sí solo.

Sin embargo, las mayores pérdidas se produjeron después de la germinación. La supervivencia de las plántulas se redujo drásticamente en las condiciones climáticas futuras y se redujo aún más en las parcelas quemadas. En las zonas no quemadas, la mayoría de las plántulas murieron durante el invierno, como era de esperar en entornos alpinos. En cambio, en las parcelas quemadas, la mortalidad alcanzó su punto máximo en verano, cuando el suelo expuesto alcanzó temperaturas extremas. Estos cambios en el tiempo fueron algunos de los resultados más sorprendentes para Vázquez-Ramírez.

“Cuando comenzamos el estudio, esperaba que los tratamientos experimentales afectaran la cantidad de semillas germinadas y el número de plántulas establecidas”, dice. “Lo que me sorprendió fue la fuerza con la que también afectaron cuándo semillas germinaron y cuándo Las plántulas murieron. En muchas especies, la germinación se desplazó de la primavera en condiciones controladas al otoño en tratamientos más cálidos y secos. De igual manera, la mortalidad de las plántulas pasó de alcanzar su pico máximo en invierno en condiciones controladas a alcanzar su pico máximo en verano en condiciones cálidas y secas. Estos cambios estacionales tanto en la germinación como en la supervivencia fueron los resultados más inesperados del estudio para mí.

En conjunto, este estudio demuestra que el cambio climático amenaza a las plantas alpinas no con un golpe drástico, sino a través de una serie de fallos más discretos al comienzo de su vida. A medida que las condiciones se vuelven más cálidas y secas, las plantas producen semillas más pequeñas con menos recursos, menos semillas germinan en años cálidos y muchas plántulas mueren antes de establecerse. El fuego añade otro obstáculo, eliminando el refugio y exponiendo a las plantas jóvenes a un calor y una sequía letales. Cabe destacar que estas presiones no actúan de forma simple ni predecible.

Ese trabajo no se ha detenido con este estudio. Vázquez-Ramírez es ahora investigador postdoctoral Marie Skłodowska-Curie en la Universidad de Copenhague, donde su investigación se ha trasladado más al norte. Allí, investiga cómo el cambio climático afecta la regeneración vegetal en los ecosistemas árticos, entornos que, al igual que las regiones alpinas, se están calentando rápidamente y donde las primeras etapas de la vida vegetal podrían volver a ser las más vulnerables. Esperamos que estudios como los de Vázquez-Ramírez nos ayuden a predecir mejor el futuro de estos ecosistemas únicos.

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Vázquez-Ramírez J, Venn SE. 2025. El cambio climático puede alterar las características de las semillas y las plántulas y cambiar los patrones de germinación y mortalidad en entornos alpinos. Annals of Botany 136: 651, 667. https://doi.org/10.1093/aob/mcaf132

Imagen de portada: Plántula germinando de las bolsas enterradas en el experimento de Vázquez-Ramírez. Foto de Jerónimo Vázquez-Ramírez