Las coníferas de hoja perenne enfrentan un desafío único durante el invierno: hace demasiado frío para la fotosíntesis, pero sus hojas aún absorben la energía de la luz. Esto puede ser peligroso para los tejidos de las hojas si la energía luminosa absorbida no se disipa. Las plantas pueden deshacerse del exceso de energía luminosa absorbida por los complejos de recolección de luz a través de el ciclo de la xantofila, por lo que un pigmento llamado violaxantina (que absorbe la energía de la luz para su uso en la fotosíntesis) se convierte en zeaxantina (que convierte la energía de la luz en calor) en condiciones de luz estresantes. Las coníferas tienen una forma de disipación de energía tanto rápida como lenta reversible (a través del ciclo de las xantofilas) para el estrés invernal, y la forma rápida se desconecta por encima de 0°C, mientras que la forma lenta se mantiene durante todo el invierno.
En un reciente artículo publicado en Fisiología del árbol, Ryan Merry y colegas (2017) trató de determinar cómo dos coníferas de hoja perenne, pino blanco oriental (Pinus strobus) y abeto blanco (Picea glauca), recuperarse del estrés invernal. Para observar la recuperación, cortaron ramas de los árboles durante todo el invierno, las llevaron al interior y observaron cómo cambiaba la bioquímica de las hojas bajo temperaturas más cálidas. Descubrieron que el pino tardaba hasta tres veces más que el abeto en recuperar la función fotosintética. La forma rápida de disipación de energía solo fue obvia en un caso para el pino, pero en todos los casos para el abeto, lo que demuestra que el pino puede depender más del mecanismo lento de recuperación fotosintética que el abeto. Estas diferencias entre el pino y el abeto también se asociaron con cambios en el estado de fosforilación de proteínas fotosintéticas clave. desfosforilaciónLa eliminación de un grupo fosfato de una proteína es un proceso que regula la función proteica en escalas temporales cortas y largas. Dado que la desfosforilación de los complejos de captación de luz fue más rápida en la pícea que en el pino, los autores plantean la hipótesis de que este proceso podría regular el componente rápidamente reversible de la disipación de energía en las coníferas perennes.
Dado que el abeto blanco puede responder más rápidamente durante la recuperación del estrés invernal que el pino blanco del este, esto podría permitir que el abeto blanco supere al pino blanco del este, al permitir un crecimiento mayor y más temprano durante la primavera. Es importante tener en cuenta estas diferencias entre el pino y el abeto a nivel de ecosistema. Si la recuperación invernal se trata de la misma manera para el pino y el abeto en los modelos de ecosistemas y las proyecciones climáticas, las predicciones del modelo podrían estar muy equivocadas. Esto podría ser particularmente importante cuando hay ciclos frecuentes de congelación y descongelación, lo que provocaría cambios en el componente rápido de disipación de energía y respuestas ambientales divergentes en pino y abeto. Por lo tanto, parece que el abeto blanco es más rápido que el pino blanco oriental para superar la tristeza invernal.
