Un nuevo estudio de la Universidad de Umeå ha revelado que los relojes circadianos de los árboles guían su crecimiento y la sincronización de eventos estacionales como la aparición de las hojas en primavera. Los investigadores estudiaron el crecimiento de álamos genéticamente modificados en condiciones de invernadero y de campo, combinando aprendizaje estadístico y métodos de biología vegetal. Sus hallazgos, publicados en npj Biological Timing and Sleep , sugieren que ajustar los genes asociados a los relojes circadianos podría ayudar a los árboles a sincronizarse mejor con los cambios climáticos, ofreciendo nuevas oportunidades para la silvicultura.
por Gabrielle Beans Picón, Universidad de Umea
Los árboles, al igual que los humanos, tienen un reloj circadiano que regula sus ritmos diarios y estacionales. Las investigaciones sugieren que este reloj es importante para regular el crecimiento y la sincronización de eventos estacionales importantes, como, por ejemplo, la formación de yemas en otoño y la apertura de las yemas en primavera.
Sin embargo, la mayor parte de esta investigación se ha realizado en condiciones controladas de invernadero y no en el campo, donde las plantas están expuestas a las condiciones ambientales naturales. En el campo, al igual que en la vida real, las fluctuaciones de temperatura, la depredación de insectos y otros factores afectan el crecimiento de las plantas .
Para abordar esto, los investigadores realizaron un estudio exhaustivo basado en 68 líneas de álamo temblón con diferentes propiedades modificadas. Entre los genes modificados se encontraban muchos asociados con el reloj circadiano. El crecimiento de estos árboles se estudió en múltiples experimentos de invernadero y de campo durante varios años. Los resultados demostraron claramente que el reloj circadiano desempeña un papel fundamental en la regulación del crecimiento de los árboles y la sincronización de los eventos estacionales en su vida, como la brotación de las hojas.
«Nuestro estudio es el primero en combinar conjuntos de datos de estudios de invernadero y de campo para demostrar que múltiples aspectos del sistema del reloj circadiano influyen en el crecimiento de los árboles y en la sincronización de los eventos del ciclo de vida», afirma Bertold Mariën, autor principal del estudio.
«Al aplicar modelos estadísticos a estos conjuntos de datos, pudimos identificar qué genes asociados al reloj circadiano influyen en el crecimiento de los árboles o, por ejemplo, el momento en que aparecen o cambian de color las hojas».
Perspectivas para la silvicultura y la adaptación al cambio climático
El estudio ofrece una nueva perspectiva sobre cómo los árboles utilizan su reloj circadiano para coordinar su crecimiento con el entorno. Por ejemplo, ciertas modificaciones genéticas en reguladores clave del reloj circadiano modificaron la percepción de los árboles sobre la duración del día , lo que les permitió continuar creciendo hasta bien entrada la temporada.
Este estudio demuestra que los árboles adaptados a una duración específica del día en una latitud determinada pueden adaptarse a una nueva latitud, prolongando así su temporada de crecimiento. Esto es especialmente útil en latitudes más altas , como en el norte de Suecia, donde las temporadas de crecimiento cortas limitan la producción de madera, explica Maria E. Eriksson, última autora del estudio.
Además, algunas modificaciones genéticas mejoraron la resiliencia de los árboles ante fluctuaciones ambientales. Al centrarse en estos genes específicos , sería posible obtener variedades de árboles mejor adaptadas a los rápidos cambios del clima local y a nuevas zonas de cultivo, por ejemplo, en otras latitudes.
«En el futuro, la gestión forestal podría mejorarse integrando los relojes circadianos de los árboles y sus ciclos naturales de crecimiento con las prácticas tradicionales», afirma Eriksson. «De esta manera, se podría optimizar el crecimiento y la resiliencia de los árboles en un mundo cambiante».
Más allá de las implicaciones para la silvicultura, el estudio también es relevante para los modelos globales de vegetación que predicen el crecimiento forestal y el almacenamiento de carbono. Según Mariën, la importancia del reloj en la sensibilidad de los árboles a las condiciones ambientales suele subestimarse en estos modelos.
Concluye: «Al incorporar adecuadamente nuestros hallazgos sobre el reloj circadiano en los modelos de vegetación global, podemos mejorar las predicciones de cómo responderán los bosques al cambio climático «.
Más información: Bertold Mariën et al., Maestro de Ceremonias de la Naturaleza: El Reloj Circadiano del Populus como Orquestador del Crecimiento y la Fenología de los Árboles, npj Biological Timing and Sleep (2025). DOI: 10.1038/s44323-025-00034-4
