Versión original en portugués de Peter Moon.
El segundo bioma sudamericano más grande (después de la selva amazónica), el Cerrado es el entorno de sabana con mayor biodiversidad del mundo, y está desapareciendo rápidamente.
Hasta la década de 1960, el Cerrado se mantuvo en gran parte preservado. Actualmente, tras la expansión acelerada de la ganadería y la frontera agrícola, el bioma conserva solo el 21 % de su vegetación original intacta, según Conservación Internacional.
La vegetación del Cerrado se compone de pastos, arbustos y árboles ralos. Son plantas adaptadas para sobrevivir durante los largos períodos de estación seca que caracterizan la estación seca. Sin embargo, cuando llegan las primeras lluvias, todo cambia y el Cerrado florece. Las semillas de los más diversos géneros y familias de plantas propias del bioma germinan al mismo tiempo, como si fueran los instrumentos de una gran orquesta tocando al unísono.
Un estudio realizado en la Universidad Estadual de São Paulo (Unesp) revela las diferentes estrategias de los diferentes grupos de plantas del Cerrado fructificar y dispersar semillas que germinan con la llegada de las lluvias durante todo el año.
En las regiones tropicales con clima estacional, la disponibilidad de agua en el suelo es el principal factor que limita el establecimiento y crecimiento de las plántulas. “En los ecosistemas tropicales estacionales, el tiempo de germinación de las semillas está regulado por la relación entre la fenología de la fructificación y la latencia de las semillas”, dijo el biólogo colombiano Diego Fernando Escobar, primer autor del artículo y estudiante de doctorado en el Instituto de Biociencias de la Universidad Estatal. Paulista (Unesp), en Rio Claro, con beca FAPESP.
En general, las especies que dispersan semillas al comienzo de la temporada de lluvias tienen semillas no dormidas, que germinan rápidamente si el contenido de humedad del suelo es adecuado. Las semillas esparcidas al final de la estación lluviosa y al comienzo de la estación seca -período en el cual las condiciones climáticas para la siembra (embriones de plantas) son inadecuadas- entran en un estado de latencia, preservando las propiedades de germinación para la llegada de la próxima estación lluviosa .
“La relación entre la fenología de la fructificación y la latencia en los trópicos ha sido probada a nivel comunitario para ecosistemas forestales, pero los estudios sobre sabanas son escasos, restringidos a ciertos clados [ramas de árboles filogenéticos], lo que dificulta la comprensión de los patrones generales de regeneración para este hotspot de biodiversidad”, dijo Escobar.
“Además, tales estudios no consideran diferentes clases de latencia y síndromes de dispersión. La relación entre las clases de latencia y las características de la historia de vida de las especies [como las diferentes temporadas de dispersión y las características de las semillas] no se entiende completamente para las sabanas”, dijo Escobar.
“Buscamos verificar si el patrón de fructificación, dispersión y germinación de semillas en el Cerrado correspondía a lo que sucede en otros ecosistemas tropicales estacionales”, dijo.
Aunque la latencia de las semillas se considera el principal mecanismo para controlar el momento de la germinación de las semillas en los ecosistemas estacionales, algunos estudios sugieren que la germinación de las semillas está controlada tanto por la latencia como por el período de dispersión de las semillas. “Eso es exactamente lo que hemos podido verificar”, dijo Escobar.
El estudio fue realizado bajo la dirección de la Profesora Patricia Morellato, jefa del Laboratorio de Fenología, Departamento de Botánica, Instituto de Biociencias de la Unesp de Rio Claro, y la colaboración del Profesor Fernando Augusto de Oliveira y Silveira, Departamento de Botánica, Universidade Federal de Minas. General.
Dispersion de semillas
Escobar recolectó semillas de plantas dispersas entre marzo de 2015 y marzo de 2016, con intervalos regulares de 15 días entre cada recolección. Se recolectaron semillas de 34 especies pertenecientes a 28 géneros y 16 familias, incluyendo 31 especies leñosas y tres herbáceas.
Se colectaron frutos de al menos diez individuos de cada especie, con excepción del trébol de tierra (dicotoma de qualea), Ucuuba Roja (Virola sebifera) y Pau Santo (Kielmeyera coriacea), donde el equipo tomó frutos de un solo individuo por especie.
El objetivo fue determinar la proporción de especies con latencia en la comunidad del Cerrado y los factores climáticos y de historia natural asociados con la latencia.
Descubrieron que las proporciones de especies de Cerrado inactivas y no inactivas eran similares (47.1 % y 52.9 %, respectivamente). Una vez tabulados los datos de germinación, se procedió a la segunda fase del trabajo: identificar el momento en que las distintas especies fructifican y dispersan semillas.
“Los patrones de fructificación del Cerrado se caracterizan por la producción de frutos maduros durante todo el año, pero una gran proporción de las especies fructifican al final de la época seca e inicio de la lluviosa”, explicó Escobar.
Entre las especies estudiadas, el 38.2 % dispersó semillas durante la época de lluvias, el 14.7 % en la transición de lluvia a sequía, el 20.6 % en la época seca y el 26.5 % en la transición seca a lluviosa. Esto solo fue posible gracias a una base de datos con información sobre la fenología de la fructificación de las plantas del Cerrado.
Esta información de fenología se recopila desde 2004 y se recolectó durante 14 años de investigación apoyada por la FAPESP en una reserva privada en el municipio de Itirapina, en el estado de São Paulo. Además, se ha determinado el método de dispersión para el que se adapta cada especie.
Hay tres tipos de dispersión de semillas entre las plantas del Cerrado. Las semillas zoocoricas se dispersan por la acción de los animales y las anemocoricas por la acción de los vientos. Las plantas autocóricas (autosembradoras) esparcen sus semillas sin la ayuda de ningún agente externo, es decir, las semillas simplemente caen al suelo junto a la planta madre.
Las especies zoocoricas tienen frutos carnosos o estructuras carnosas alrededor de las semillas. Las especies anemocóricas tienen semillas con estructuras adaptadas para aprovechar la fuerza de los vientos. Las especies autocóricas, sin embargo, no tienen estructuras carnosas ni muestran estructuras conocidas para facilitar la dispersión por el viento.
Al analizar los datos, Escobar verificó que la zoocoria era el síndrome de dispersión más común entre las plantas del Cerrado de Itirapina (64.7%), seguido de la anemocoria (20.6%) y, finalmente, la autocoria (14.7% %).
Además de determinar qué especies de Itirapina pueden permanecer dormantes y cuáles no, las pruebas de germinación en laboratorio permitieron determinar las condiciones de temperatura necesarias para germinar las semillas de cada una de las 34 especies.
Para los experimentos de germinación, las semillas se colocaron en cajas Petri con dos capas de papel filtro saturadas con agua destilada bajo luz blanca las 24 horas del día y hasta cinco temperaturas constantes (15, 20, 25, 30 y 35 °C). Para cada especie se probaron entre 120 y 150 semillas para cada temperatura, según la disponibilidad de semillas.
La germinación estuvo determinada por la curvatura de la radícula o protrusión de las estructuras aéreas. Los experimentos fueron monitoreados tres veces por semana durante un mes, luego de lo cual la germinación fue monitoreada semanalmente por un periodo máximo de 12 meses o hasta que se estableciera la curva de germinación.
La temperatura óptima de germinación para cada especie se determinó como la temperatura o matriz de temperatura con mayor porcentaje de germinación y tasa de germinación. La temperatura óptima para la germinación de semillas de la mayoría de las especies estuvo entre 25°C y 30°C.
“Los experimentos de germinación indicaron que el momento de la germinación de las semillas en la comunidad del Cerrado está controlado tanto por la temporada de dispersión (comienzo de la temporada de lluvias) como por la latencia, a diferencia de otros estudios en ecosistemas estacionales, incluidas las sabanas, que reconocen la latencia como el principal mecanismo para controlar la germinación”, dijo Escobar.
La mayoría de las especies germinaron al comienzo de la temporada de lluvias, y tanto la temporada de dispersión como la latencia de las semillas controlaron el tiempo de germinación de las semillas.
La probabilidad de que una especie esté dormida dependía de la interacción entre la estación y el tipo de dispersión, donde las especies con dispersión limitada (autocoria) tendían a estar dormidas, mientras que las especies con dispersión de semillas a mayores distancias (anemocoria y zoocoria) tendían a quedarse dormidas si hubo dispersión durante la transición de lluvia a sequía.
“La dispersión durante la transición entre lluvia y sequía favorece la evolución de la latencia de las semillas porque las condiciones ambientales son favorables para la germinación, pero no para el establecimiento de las plántulas”, explicó Morellato.
Evitar la germinación durante la estación seca es una ventaja a la que se han adaptado todas las plantas del Cerrado. En el estudio, todas las especies que dispersaron semillas cerca del comienzo de la estación seca produjeron semillas latentes independientemente de la taxonomía o el síndrome de dispersión. Por otro lado, la latencia en especies autocóricas puede estar relacionada con una menor competencia entre cerdas, distribuyendo el riesgo de mortalidad de las plántulas a lo largo del tiempo.
“Ahora sabemos que la fenología [el estudio de las relaciones entre los procesos y ciclos biológicos y el clima] de la fructificación y germinación de semillas de plantas en el Cerrado no sigue exactamente los patrones encontrados en otros ecosistemas tropicales estacionales. Este es el primer estudio integral que aborda la ecología de la latencia de las semillas en una comunidad del Cerrado, con el objetivo de evaluar la relación entre la fenología de la fructificación y la latencia de las semillas y cómo esta relación es modulada por las clases de latencia, los síndromes de dispersión y la masa y la humedad de las semillas”, dijo Morellato.
Según el profesor de la Unesp, además de mostrar patrones de los fenómenos de fructificación y germinación a nivel comunitario en el Cerrado, los resultados del estudio esclarecen cómo las clases de latencia son moduladas por la interacción entre la estación y el síndrome de dispersión, permitiendo una mejor comprensión de la evolución de las semillas.
“Una consecuencia de los hallazgos del estudio es que, en los casos de intentos de restauración ecológica del Cerrado con sus especies nativas, esto debe hacerse teniendo en cuenta la época del año. Si no es así, no funcionará. Las semillas no germinarán o las plántulas morirán antes de que tengan tiempo de extender raíces y acumular recursos para sobrevivir en la estación seca”, dijo Morellato.
