Los helechos templados a menudo se asocian con ambientes con poca luz, como el sotobosque sombreado de los bosques caducifolios. Si bien la mayoría de estas especies de helechos son de hoja caduca, algunas especies son de hoja perenne. Helechos de gaulteria, como Polystichum acrostichoides, conservan sus frondas durante todo el año a pesar de las temperaturas bajo cero y los cambios estacionales drásticos en la humedad del suelo y la intensidad de la luz. Las hojas del sotobosque de gaulteria deben tolerar la sombra profunda del verano, pero también la exposición a intensidades de luz más altas y bajas temperaturas del aire cuando el dosel está abierto. Los efectos de la temperatura y la luz sobre la capacidad fotosintética en el invierno se ven agravados por la vulnerabilidad del sistema vascular a la embolia resultante de los ciclos de congelación y descongelación. Si bien existe una falta de comprensión sobre la embolia de invierno en las angiospermas y las gimnospermas, la brecha de conocimiento es aún más significativa para los helechos de gaulteria.
En su nuevo estudio publicado en AoBP, Prats & Brodersen monitorearon la capacidad fotosintética y el estado funcional del sistema vascular de P. acrostichoides durante más de un año en Yale Myers Forest, Connecticut, EE. UU. Descubrieron que la primera noche por debajo de 0 °C provocó una pérdida del 25 % de la conductividad en los tallos (el pecíolo del helecho), lo que sugiere que se produjo una embolia inducida por el invierno. Sin embargo, encontraron que a pesar de perder más del 60% de su capacidad de transporte de agua por la cavitación inducida por congelación y descongelación, la fotosíntesis se recuperó en la primavera. Los autores descubrieron que la flexibilidad localizada de las hojas provocada por las heladas permite que la especie se acueste en el suelo y mantenga temperaturas más cálidas en las hojas. Este proceso es facilitado por haces vasculares altamente flexibles que se doblan sin interrumpir la vía de conducción del agua. El xilema de P. acrostichoides son flexibles pero robustas, toleran la embolia y la bisagra invernales, todo ello sin dañar la maquinaria fotosintética. Estas estrategias de gaulteria contribuyen al éxito de P. acrostichoides en los bosques del noreste.
Lo más destacado del investigador
Kyra Prats es candidata a doctorado en Ecofisiología Vegetal en el laboratorio de Craig Brodersen en la Escuela de Medio Ambiente de Yale, Connecticut, EE. UU. También es becaria Cullman y estudiante de posgrado conjunta con el Jardín Botánico de Nueva York. Su investigación se centra en la ecofisiología de las plantas, en particular de los helechos, bajo factores ambientales estresantes, como la sequía o las temperaturas bajo cero. Utiliza una variedad de métodos en el campo y en el laboratorio, desde la medición de la fotosíntesis y el flujo de agua del xilema hasta el uso de rayos X y microscopios, para explorar preguntas relacionadas con las respuestas de las plantas al medio ambiente.
