Otras plantas protegen sus órganos más sensibles entre capas de hojas o bajo tierra, nieve, hojarasca, etc.; evaden las bajas temperaturas por la ubicación espacial de dichos órganos, fenómeno que determina que aquellas que comparten el mismo ambiente tengan forma similar; aunque evolutivamente estén muy distanciadas. Raunkiaer, uno de los primeros investigadores en reconocerlo, publicó en 1934 una clasificación de formas de vida que aún hoy se utiliza (Fig. 3).
FIG.3: DISTINTAS FORMAS DE VIDA VEGETAL, SEGUN LA CLASIFICACION DE RAUNKIAER, DE 1934, Y TOLERANCIA DE LOS DIFERENTES ORGANOS DE LAS PLANTAS AL FRIO. LA LINEA DE PUNTOS INDICA EL NIVEL DE LA NIEVE. LOS EJEMPLOS CORRESPONDEN A LA SELVA VALDIVIANA, EN EL SUR DE CHILE, Y FUERON TOMADOS DE VILLAGRÁN (DISSERTATIONES BOTANICAE, 54:1, 1980); LOS VALORES DE TOLERANCIA PROVIENEN DE LARCHER (1983) E. INDICAN PROMEDIOS DE ESPECIES DEL HEMISFERIO NORTE.
N. DOMBEYI ES UNA FANEROFITA, CUYAS YEMAS PERMANECEN SOBRE LA NIEVE;
S. PHILLIPPII ES UNA CAMEFITA, CUYAS YEMAS QUEDAN PROTEGIDAS DURANTE EL INVIERNO POR UNA CUBIERTA DE NIEVE; S. CHILENSIS ES UNA GEOFITA, CUYO ORGANO DE RESISTENCIA INVERNAL, UN RIZOMA, QUEDA BAJO TIERRA; P. FUEGUIANA ES, COMO LA MAYOR PARTE DE LAS GRAMINEAS PERENNES, UNA HEMICRIPTOFITA, CUYA YEMA APICAL PERMANECE EN EL NIVEL DEL SUELO, FROTEGIDA POR LA HOJARASCA, Y O. MAGELLANICA ES UNA TEROFITA, PLANTA ANUAL QUE PASA EL INVIERNO COMO SEMILLA.
Una de las estrategias de tolerancia es la denominada aclimatación al frío, que implica cambios morfológicos, anatómicos, fisiológicos y bioquímicos. Así, por ejemplo, los daños producidos por el frío a las membranas celulares se reducen con el aumento de los lípidos insaturados (esto es, con átomos de carbono unidos por doble ligadura) que las constituyen, porque disminuye la temperatura a la cual las membranas pasan de la fase líquida a la sólida. Otra respuesta es el reemplazo de enzimas que se inactivan con el frío por formas de las mismas enzimas que mantienen su actividad, como las responsables de la fijación del dióxido de carbono en la fotosíntesis (sobre fotosíntesis, véase "Agua, carbono, luz y vida", CIENCIA HOY, 27:41-55, 1994). En general, luego de atravesar un período de temperaturas moderadamente bajas, las plantas adquieren tolerancia, o se aclimatan, a ulteriores descensos de la temperatura. Algunos vegetales acumulan substancias solubles en aguá que evitan la formación de hielo intracelular porque disminuyen la temperatura de congelamiento del agua; la más común es la sacarosa (el azúcar de caña habitualmente utilizado en la alimentación humana). Además, la mayor cantidad de substancias disueltas impide la deshidratación excesiva de la célula en el caso de que se forme hielo en el espacio intercelular.
Otro mecanismo que proporciona tolerancia al frío es la desecación parcial de los tejidos, lo cual, en última instancia, equivale a aumentar la concentración de substancias disueltas en sus fluidos. La desecación es extrema en las esporas de hongos y semillas maduras, en las cuales la poca agua remanente (muchas veces menos del 10% del peso de una semilla) queda fuertemente asociada a las macromoléculas y difícilmente se congele; en caso de que ello suceda, los cristales de hielo suelen ser demasiado pequeños para dañar las células. Por ello, las esporas y las semillas pueden resistir la inmersión en nitrógeno líquido (-196°C) sin sufrir daños.
Se puede también suponer que la presencia de algunas substancias cuya concentración suele aumentar con el frío (sacarosa, rafinosa, fructanosa) está vinculada directamente con la protección de membranas, proteínas y estructuras vitales para la célula ("El frío y los azúcares"). El aumento del grosor de las hojas, la reducción del número de estomas (poros que permiten el intercambio de anhídrido carbónico y agua entre la hoja y la atmósfera) y la aparición de numerosas pequeñas vacuolas en cada célula, observados en gramíneas, son cambios anatómicos también correlacionados con la tolerancia al frío.
Recientemente se ha informado que, en el espacio extracelular de hojas de centeno aclimatadas al frío, existe una proteína que modifica los patrones de formación de cristales de hielo y hace descender la temperatura de congelamiento de soluciones acuosas. Si bien se conocía la presencia de este tipo de proteínas anticongelantes en peces, no existían evidencias de que ello ocurriera en los vegetales. Este hallazgo abre un nuevo panorama en la investigación de la tolerancia al frío.
COMO ADAPTAR UNA PLANTA AL FRIO
Las expectativas de cultivar especies vegetales sensibles a las bajas temperaturas en regiones de clima frío están basadas en las posibilidades de manipular las respuestas naturales de las plantas a esas temperaturas.
Los daños provocados por el frío a los cultivos son cuantiosos. Se ha estimado que un descenso de 1°C en la temperatura promedio anual provocaría una disminución del 40% en la cosecha mundial de arroz. A las mermas del rinde se debe sumar lo que se deja de producir porque se implantan especies de menor valor pero más tolerantes, o bien variedades de ciclo más corto y menos productivas. Muchos vegetales de climas cálidos podrían ser cultivados en zonas del sur argentino, con la ventaja de una mayor acumulación de materia seca por hectárea, si fueran tolerantes al enfriamiento y las heladas extemporáneas.
Tradicionalmente, las técnicas agronómicas han consistido en lograr variedades tolerantes por medio del cruzamiento y la posterior selección, pero ahora se han comenzado a usar técnicas de ingeniería genética, mediante las cuales sería posible proporcionar a plantas sensibles al frío información genética proveniente de especies resistentes, no necesariamente emparentadas con las primeras, con el objeto de forzar que adquieran tolerancia a las más variadas condiciones ambientales adversas. Para obtener resultados exitosos, es imprescindible aumentar nuestro conocimiento de los mecanismos fisiológicos, bioquímicos y moleculares básicos de la tolerancia al frío.
No cabe duda de que, con la aplicación de estas nuevas y poderosas herramientas, la productividad de extensas zonas áridas o semiáridas de la Argentina (por ejemplo, la Patagonia) podría ser drasticamente incrementada; o que sería posible extender notablemente el área de cultivo de especies tropicales hacía zonas más frías. Sin embargo, entre los especialistas en ingeniería genética existe consenso acerca de la necesidad de ejercer estrictos cuidados antes de llevar al campo variedades con una mayor resistencia a enfermedades, plagas o estrés.
Pueden, por ejemplo, producirse consecuencias ambientales desfavorables si los genes introducidos por el hombre en plantas cultivadas son espontáneamente transferidos por polinización a plantas silvestres, incluyendo malezas, que así adquirirían resistencia a pestes u otros factores adversos y tendrían ventajas adaptativas no deseadas (véase, para más datos: Dale, Plant Physiol.,100:13, 1992).
También se han esgrimido argumentos socio-políticos que apuntan en el mismo sentido, basados en que, si bien la productividad agrícola total puede aumentar con las nuevas técnicas, es posible que el número de personas que viven en condiciones de pobreza también lo haga. Ello, al parecer, ha sucedido como consecuencia de las revoluciones verdes de diferentes cultivos en países de América Central, Asia y África, porque el aumento explosivo de la producción agrícola estuvo asociado con efectos negativos, como la caída del precio de los productos, el aumento de daños por pestes y la pérdida de genotipos de especies nativas valiosas (erosión genética). La cuestión merece un análisis que escapa el alcance de este artículo, pero conviene, de todos modos, dejar constancia de las posibles consecuencias en el largo plazo de acciones tan revolucionarias como la modificación genética de plantas cultivadas.*
Cuando se esté en condiciones de aprovechar las primeras especies modificadas por estas técnicas, seria deseable realizar una evaluación exhaustiva de las consecuencias de su introducción. El debate, que hoy tiene lugar en los laboratorios de biología, debería extenderse a los demás sectores de la sociedad, sobre todo a los que se verán afectados por el cambio. Ese tipo de discusión es particularmente importante en el caso de innovaciones económicamente deslumbrantes y por lo tanto, difíciles de resistir.
* La cuestión generó una interesante polémica entre Crouch (1990) y Medford y Flores (The Plant Cell, 2:501.1990). Crouch sostuvo que es imposible desvincular la ciencia de sus aplicaciones; como ejemplo mencionó que las investigaciones básicas sobre la producción de clones de la palma aceitera traerían aparejadas consecuencias ambientales y sociopolíticas negativas para la Amazonia ecuatoriana. Por ello, tomó la decisión radical de abandonar la investigación científica. En su respuesta. Medford y Flores opinaron que la causa del problema no es la ciencia ni los científicos, sino una visión del mundo que ha convertido al hombre en explotador y manipulador de los recursos naturales; señalaron que los científicos deben completar su formación específica con conocimientos de bioética y del impacto social de las nuevas técnicas, para opinar responsablemente acerca de las consecuencias de las aplicaciones del conocimiento básico.El reino vegetal ha inventado una gran variedad de estrategias para poder combatir los fríos del invierno. Con el descenso de las temperaturas, muchas plantas relentizan o detienen su actividad e incluso desaparecen sus órganos aéreos y se aletargan.
 Tulipanes
Muchas de las plantas bulbosas tienen que tener temperaturas invernales bajas para poder florecer durante la primavera. Esto es lo que les pasa a los tulipanes.
Las plantas que viven en las regiones más heladas tienen la capacidad de fabricar productos anticongelantes, como determinados alcoholes y azucares, que ayudan a impedir que se hielen los líquidos intracelulares, lo que las llevaría a una muerte segura.
Imagen de tulipanes
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Cuando llega el otoño hay que preparar la huerta para el invierno, por lo que es el momento idóneo de recoger semillas y de dejar todo dispuesto para la próxima temporada. En esta época del año, se recomienda el cultivo de lechugas, remolachas, coles, repollos, zanahorias y vegetales verdes en general, para poder tener verduras frescas en nuestra mesa.
Cada año, los árboles caducifolios o deciduos renuevan todas sus hojas, perdiendo el follaje al llegar el otoño. El motivo es que en esta estación las horas de luz se reducen, la radiación solar pierde fuerza y los suelos muchas veces se hielan, dificultando la captación de agua y nutrientes por parte de las raíces. En estas condiciones, la productividad de las hojas disminuye. Cuando mantener el follaje cuesta más de lo que produce, la estrategia más rentable para el árbol es perder la hoja y pasar la estación desfavorable en un estado de baja actividad o reposo. En este momento se retira el suministro de savia (y clorofila) creando una película entre la rama y la base de la hoja, que queda abandonada a su suerte. El viento y la lluvia la hacen caer.
