enero 3, 2024

El cactus madre del desierto que cobija y facilita la vida de otras especies

-Maihueniopsis camachoi o Kume o Puskayo, es una cactácea altamente resistente a la aridez que abunda en Atacama, y que apoya la subsistencia de al menos otras 18 especies de plantas que crecen sobre ella.

-Francisca Díaz, científica del IEB y subdirectora del centro de investigación AFOREST, lideró una investigación que aborda estas interacciones positivas, cuyos resultados fueron publicados en la revista científica New Phytologist.

La colaboración en la naturaleza y el desarrollo de vínculos benéficos entre especies es una estrategia clave para la vida en diferentes territorios. Así puede observarse en el Desierto de Atacama, uno de los ecosistemas más áridos del planeta. En este lugar abunda la cactácea Maihueniopsis camachoi, una especie repleta de delgadas y largas espinas, que se ha convertido en una suerte de oasis para otras especies de plantas que crecen sobre ella.

Este cactus, presente entre los 2800 y 3800 metros de altura, se despliega por la zona altoandina en forma de cojines con flores amarillas, resistiendo las complejas condiciones climáticas del desierto, y lo hace acogiendo y facilitando el desarrollo de al menos otras 18 especies de plantas. Esto es lo que describe una reciente investigación liderada por Francisca Díaz, investigadora del Instituto de Ecología y Biodiversidad, IEB, y directora alterna del Núcleo Milenio de Ecología Histórica Aplicada para los Bosques Áridos, AFOREST.

Cactus Maihueniopsis camachoi y otra vegetación en Desierto de Atacama.  Foto: Francisca Díaz

Dicho estudio, publicado en la revista científica New Phytologist, también contó con la participación de los investigadores del IEB Rodrigo Gutiérrez (PUC), Claudio Latorre (PUC), Lohengrin Cavieres (UDEC) y Pablo Guerrero (UDEC), quienes analizaron diversas dimensiones del trabajo.

“La investigación aborda cómo esta especie de cactus que vive en el Atacama, facilita la presencia de otras especies que crecen sobre ella, sobre todo Atriplex imbricata, también conocida como cachiyuyo, la cual puede vivir hasta 400 metros más arriba de lo que podría vivir estando sola, creciendo exclusivamente sobre el cactus”, explica Francisca Díaz, quien hace aproximadamente una década comenzó a observar este fenómeno durante sus estadías en terreno, como parte del equipo investigador liderado por Rodrigo Gutiérrez y Claudio Latorre.

Al iniciar los estudios con mayor profundidad, determinaron que, junto al cachiyuyo, otra interacción significativa también se daba con la especie Baccharis tola, un arbusto siempreverde, originario del altiplano boliviano y argentino.

Cactus nodriza

“La existencia de especies nodrizas, es decir, de plantas que facilitan el crecimiento y desarrollo de otras especies de plantas, es un fenómeno común en los ecosistemas. Estas especies nodrizas son claves en la resiliencia de las comunidades y en promover biodiversidad”, comenta Díaz, quien además es investigadora del Instituto de Geografía de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.

Francisca Díaz

Sin embargo, lo que no es habitual es que las cactáceas cumplan este rol, según advierte la investigadora. En este contexto, ¿por qué otras plantas se estarían aferrando a este espinoso ser del desierto? ¿Qué beneficios les aporta su cercanía y cobijo?

La hipótesis del equipo investigador, es que un factor protector importante de este cactus es de servir como amortiguador térmico para especies menos tolerantes al frío, aspecto que pudieron observar instalando sensores de temperatura, tanto adentro como afuera del cactus. “Gracias a este análisis, impulsado por Lohengrin Cavieres, pudimos ver que el cojín del cactus actuaba como amortiguador del frío y del calor. También observamos que la fluctuación de temperatura en suelos abiertos era mucho más grande que sobre de estos cactus”, señala Francisca Díaz.

La científica determinó que la planta ayudaba a combatir el estrés ambiental de distintas maneras. “Descubrimos que el cactus facilita la existencia de Atriplex en su rango de distribución altitudinal superior, disminuyendo el estrés de las temperaturas más frías en la zona más alta. En cambio, vimos que el arbusto Baccharis tola crecía asociado al cactus pero en su distribución altitudinal más baja, lo que nos indica que probablemente esta asociación está más bien propiciada por la protección ante la aridez extrema de las zonas más bajas”.

Francisca Díaz y Thomas Dussarrat, investigador y coautor del trabajo, junto a un ejemplar de Maihueniopsis camachoi

Francisca Díaz señala que también pudieron observar a otras plantas anuales o pequeñas herbáceas creciendo adentro de la cactácea, donde además de amortiguar las temperaturas, “se genera un ambiente más adecuado para retener mejor la humedad, y servir de defensa por las espinas contra algunos depredadores, como si fuera una pequeña incubadora”.

El estudio también consideró análisis moleculares que estuvieron a cargo de Thomas Dussarrat, quien fue tesista de Rodrigo Gutiérrez, profesor titular del Departamento de Genética Molecular y Microbiología de la PUC. “Una de las gracias de este trabajo es que estudia las interacciones entre especies, integrando herramientas de análisis molecular con aproximaciones ecológicas, lo que es difícil de hallar en otras investigaciones. En particular, lo que aquí encontramos fueron cambios a nivel metabólico, tanto en el cactus M. camachoi como en las especies facilitadas. Esto es interesante, pues tiene un impacto en la fisiología de las especies, que les permite tolerar de mejor manera condiciones a las cuales no podrían adaptarse en su ambiente natural”, explica el bioquímico.

El grupo de autores también observó que en las plantas que se asociaban al cactus, disminuían bastante las moléculas relacionadas con estrés hídrico, lo que significa que invierten menos energía en adaptarse a la sequía, pudiendo así usar esa energía para otras funciones.

Tomando muestras de la vegetación – Foto: Francisca Díaz

Rodrigo Gutiérrez señala que estos cambios metabólicos pueden explicar, por ejemplo, la capacidad de Atriplex para extender su rango altitudinal de crecimiento al asociarse al cactus, desviando o reemplazando estrategias para tolerar el estrés, por otras que apuntan a promover su propio crecimiento y desarrollo.

Con todos estos antecedentes, el trabajo advierte que el cactus M. camachoi es una especie clave en las comunidades vegetales de Atacama, ayudando a promover la biodiversidad.

Conservación y colaboración

En el actual escenario de cambio climático y la grave crisis de pérdida de biodiversidad, se vuelve fundamental desarrollar ciencia que permita mejorar el conocimiento sobre las especies y sus ecosistemas, ayudando también con ello a la conservación y mejoras en la toma de decisiones ambientales.

En ese contexto, tanto Díaz como Gutiérrez destacan la importancia de conocer estas interacciones entre especies y el rol vital que cumple esta cactácea nodriza en la sobrevivencia y crecimiento de comunidades de plantas, en ese árido ecosistema.

La autora principal del trabajo también destaca el valor biocultural que estas especies tienen para algunas comunidades altoandinas, las que por ejemplo, consumen el fruto de M. camachoi. Por eso también, es que advierte la necesidad de apoyar la conservación de este ecosistema, cuyas principales amenazas son la actividad minera y el cambio climático.

Finalmente, Rodrigo Gutiérrez destaca el valor del trabajo multidisciplinario. “Desde el punto de vista de la colaboración, esta investigación es muy potente y no podría haberse desarrollado desde una sola línea. La colaboración científica genera una sinergia que nace de la capacidad de conversar y aunar capacidades metodológicas y aproximaciones, para abordar este tipo de problemas”.