La gente ha estado celebrando el solsticio de verano con rituales elaborados desde los tiempos prehistóricos. Pero los humanos no son la única especie que toma Mark el 21 de junio como un momento especial. Los estudios muestran que el solsticio de verano también es una señal importante para las plantas.
Estudios recientes, incluido uno de los míos, han propuesto que los árboles pueden usar el día más largo del año como marcador clave para su crecimiento y ciclos reproductivos. El solsticio parece actuar como un recordatorio de calendario para los árboles.
Por ejemplo, en el solsticio, los árboles que crecen en lugares fríos ralentizan la creación de nuevas células de madera y enfocan su energía en el acabado ya formado pero aún incompleto. Esto asegura que los árboles tengan tiempo para completar la construcción celular antes de que llegue el invierno. Las células incompletas se dañan por las temperaturas invernales de congelación, lo que las hace inútiles para el transporte de agua al año siguiente.
En líneas similares, los árboles usan el solsticio para ajustar el “liquidación”, o la senescencia, de sus hojas en preparación para el otoño. La senescencia permite que el árbol reabsorbe nutrientes críticos de las hojas antes de caer. Este proceso está programado para equilibrar la falta de luz solar de “retirarse” demasiado temprano, contra dejarlo demasiado tarde y perder nutrientes si las heladas de otoño mueren.
Las observaciones satelitales de los bosques y los experimentos controlados en invernaderos revelan que las temperaturas más cálidas inmediatamente antes del solsticio hacen que el inicio del dorado de las hojas comience más temprano ese otoño. En contraste, las temperaturas más cálidas justo después del solsticio ralentizan el proceso de senescencia.
Esto significa un período de transición más largo de las hojas verdes a las hojas completamente marrones. Este ajuste fino permite a los árboles extender el período de la fotosíntesis en los años en que las temperaturas se mantienen más cálidas por más tiempo, por lo que no se pierden estas condiciones favorables.
Pero no todos los científicos están convencidos. Desde una perspectiva evolutiva, el solsticio puede no ser el mejor marcador estacional para cronometrar estas transiciones. Por ejemplo, en los bosques en el extremo norte, las hojas no aparecen hasta principios de junio, solo unos días antes del solsticio, y la temporada de crecimiento puede extenderse a fines de octubre. En estos bosques, el uso del solsticio para iniciar el proceso de reducción tiene poco sentido para los árboles que acaban de comenzar a crecer durante el año.
Sin embargo, hay más consenso sobre las plantas que usan el solsticio para sincronizar la reproducción.
En muchas plantas, especialmente los árboles de las latitudes medias templadas, el número de semillas que producen varía dramáticamente año tras año, conocido como masculinas. Un gran árbol europeo puede producir cientos de miles de semillas en un año de parachoques (un “evento de mástil”) y renunciar a la reproducción por completo en otros años.
Los frijoles varían su producción anual de semillas en paso, a menudo a escala continental. Hacen esto para aumentar la eficiencia de su reproducción.
Una pequeña polilla, Cydia fagiglandanapone sus huevos en flores de haya. Cuando las larvas eclosionan, comen y destruyen las semillas en desarrollo. Los ciclos de años de hambruna y parachoques ayudan a proteger sus semillas de estas polillas.
Los árboles del Reino Unido generalmente pierden menos del 5% de sus semillas a Cydia Debido a que los ciclos de hambre de hambre de las polillas en números bajos listos para los años de masculinas. Pero cuando los árboles no están sincronizados, la pérdida de semillas puede aumentar a más del 40%.
Durante décadas hemos sabido que los eventos de Beech Mast ocurren en el año después de un cálido verano. Estas temperaturas más cálidas desencadenan un aumento en la formación de botones de flores. Más brotes de flores generalmente conducen a una mayor cosecha de semillas que otoño.
Los científicos han desconcertado durante mucho tiempo cómo los árboles de haya en Europa parecen usar la misma ventana estacional para controlar los eventos de los mástiles. Su producción de semillas está determinada por las temperaturas a fines de junio y principios de julio, independientemente de dónde crecen en Europa. Pero, ¿cómo puede un árbol de haya saber la fecha?
En el estudio 2024 de mi equipo, demostramos que usan el solsticio como marcador estacional. Tan pronto como los días comienzan a acortarse después del solsticio, los árboles de los haya en toda Europa parecen sentir simultáneamente la temperatura.
En cualquier lugar, las temperaturas están por encima del promedio en las semanas posteriores al solsticio pueden esperar tener un evento de mástiles el próximo año. Las condiciones climáticas en las semanas previas al solsticio, por el contrario, parecen ser irrelevantes. Como se ve en los mapas meteorológicos, los hechizos cálidos y fríos tienden a ocurrir simultáneamente en grandes áreas.
Esto permite que los árboles hay maximizar la sincronía de su reproducción, ya sea invirtiendo en un mástil año (temperaturas cálidas) o renunciar a la reproducción durante un año (bajas temperaturas). Usar un marcador fijo como el solsticio es la clave para lograr esta sincronía y los beneficios que provienen de él.
La evidencia de este fenómeno proviene de observaciones en docenas de bosques en toda Europa. Sin embargo, mi grupo de investigación está colaborando con aproximadamente una docena de otros grupos en Europa para probar este efecto manipulando la temperatura de las ramas de haya antes y después del solsticio en diferentes sitios. La investigación en curso con la que estoy involucrado parece mostrar que los genes florecientes se activan en el solsticio de verano.
Además, los estudios sobre los ritmos circadianos de las plantas muestran que tienen mecanismos en sus moléculas que les permiten detectar y responder a pequeños cambios en la duración del día. Esta es la base para esa extraordinaria escala de reproducción sincronizada.
Si hace calor el clima durante el próximo mes más o menos, entonces hay una buena posibilidad de que los árboles de los árboles en su área local tengan cultivos de semillas pesadas el próximo otoño. Además, los árboles en todo el Reino Unido y en el norte y centro de Europa probablemente estarán haciendo lo mismo.
Andrew Hacket-Pain, profesor titular, Escuela de Ciencias Ambientales, Universidad de Liverpool
