El calentamiento global parece estar afectando a un número importante de seres y regiones del planeta y las plantas no se salvan de los efectos de los cambios en el clima de la Tierra. Es por eso que los científicos buscan entender cómo está respondiendo la flora a los cambios en el clima.
Una manera de entender cómo están reaccionando las plantas al cambio climático son las posibles alteraciones en las llamadas etapas fenológicas del ciclo vital de las plantas.
“Las etapas fenológicas del ciclo de vida de las plantas, a menudo observadas en estudios fenológicos, representan distintas fases de crecimiento y desarrollo”, explicó a Metro Karin Mora, investigadora de la Universidad de Leipzig e iDiv y principal autora de un estudio que busca entender la forma en que aplicaciones para dispositivos móviles pueden ayudar a recabar importantes cantidades de datos para el estudio de la reacción de las plantas frente a los cambios en el clima.
La investigación publicada en la revista ‘Métodos en Ecología y Evolución’ sostiene que el acceso a datos sobre cambios fenológicos –de muchos lugares distintos y en plantas diferentes– puede servir para sacar conclusiones sobre los efectos reales del cambio climático en las plantas. Sin embargo, para llevar a cabo este tipo de análisis se necesita una gran cantidad de datos, y una recopilación de datos de esta envergadura sería impensable sin la ayuda de los científicos ciudadanos.
“Hasta ahora se han recogido millones de observaciones de plantas con marca de tiempo de diferentes regiones”
Jana Wäldchen, del Instituto Max Planck de Biogeoquímica (MPI-BGC), que desarrolló la aplicación con colegas de la Universidad Técnica de Ilmenau
Una solución para captar esa gran cantidad de datos necesarios para el análisis podrían ser aplicaciones móviles como Flora Incognita, que permite a los usuarios identificar plantas silvestres desconocidas en cuestión de segundos. Los investigadores desarrollaron un algoritmo que se basa en casi 10 millones de observaciones de casi 3.000 especies de plantas identificadas entre 2018 y 2021 en Alemania por usuarios de Flora Incognita.
Los datos muestran que cada planta individual tiene su propio ciclo en cuanto a cuándo comienza una fase de floración o crecimiento. Además, los científicos pudieron demostrar que el comportamiento grupal surge del comportamiento de los individuos. A partir de ahí, pudieron deducir patrones ecológicos e investigar cómo cambian con las estaciones.
Según se explica en la investigación, se sabe que el cambio climático está provocando cambios estacionales; por ejemplo, la primavera llega cada vez más temprano. Todavía se está investigando cómo afecta esto a la relación entre las plantas y los insectos polinizadores y, por tanto, potencialmente también a la seguridad alimentaria. El nuevo algoritmo puede utilizarse ahora para analizar mejor los efectos de estos cambios en el mundo vegetal.
El ciclo vital de las plantas
Según explica Karin Mora, las etapas fenológicas de las plantas varían según la especie vegetal, pero en general incluyen las siguientes fases clave:
-Brotación de las yemas (Budbreak): Etapa inicial en la que las yemas comienzan a hincharse y abrirse, señalando el inicio de la temporada de crecimiento.
-Despliegue de las hojas: Etapa en la que las hojas empiezan a emerger y expandirse desde los brotes.
Primera floración: Periodo en el que empiezan a abrirse las primeras flores de una planta.
-Floración plena (floración máxima): Etapa en la que la mayoría de las flores están abiertas y la planta está en plena floración.
-Fructificación (Fructificación): La fase en la que las flores han sido polinizadas y los frutos empiezan a desarrollarse.
-Maduración de los frutos: Fase en la que los frutos alcanzan su pleno desarrollo y están maduros, listos para la cosecha o la dispersión de semillas.
-Coloración de las hojas (senescencia): Periodo a finales de verano u otoño en el que las hojas cambian de color, a menudo como resultado de la descomposición de la clorofila.
-Caída de las hojas (Abscisión): Etapa final en la que las hojas se desprenden de la planta y caen, marcando el final del periodo vegetativo.
-Latencia: Periodo de inactividad o actividad mínima, normalmente durante el invierno, en el que cesa el crecimiento y la planta conserva energía.
4 preguntas a…
Karin Mora, investigadora de la Universidad de Leipzig e iDiv
P: ¿Háblenos de la aplicación Flora Incognita?
La aplicación Flora Incognita (https://floraincognita.com/) ha sido desarrollada por Jana Wäldchen, del Instituto Max Planck de Biogeoquímica (MPI-BGC, Alemania), junto con Patrick Mäder y sus colegas de la Universidad Técnica de Ilmenau (Alemania). Identifica las plantas a partir de las fotos que se toman durante el paseo.
P: ¿Cómo pueden ayudar exactamente a la ciencia los datos recogidos por Flora Incognita?
Los cambios temporales en el brote, la salida de las hojas o la floración, conocidos como fenología, son un poderoso indicador para cuantificar el impacto del cambio climático.
La particularidad de aplicaciones como Flora Incognita es que ahora la gente puede hacer observaciones sin necesidad de formación. Dondequiera y cuandoquiera que la gente salga a pasear, puede cartografiar diligentemente la presencia de plantas. Cuando los usuarios identifican una planta, Flora Incognita puede recopilar información sobre dónde y cuándo se observó. Las observaciones realizadas pueden captar de forma exhaustiva la presencia espacial y temporal de las especies en un breve espacio de tiempo. Y esto es mucho más exhaustivo que los métodos tradicionales de seguimiento científico. Y esto sólo es posible porque participa mucha gente. Los investigadores estamos muy agradecidos a todos los que participan en proyectos de ciencia ciudadana.
P: ¿Por qué es importante el acceso a los datos sobre los cambios fenológicos y cómo pueden utilizarse para sacar conclusiones sobre los efectos reales del cambio climático?
–El acceso a los datos fenológicos es vital para comprender y mitigar los efectos del cambio climático. Mediante el seguimiento y el análisis de los cambios fenológicos, los científicos pueden comprender mejor cómo responden los ecosistemas al cambio climático, predecir tendencias futuras y desarrollar estrategias para proteger la biodiversidad y garantizar prácticas agrícolas sostenibles.
P: ¿Qué muestran los primeros resultados de su estudio?
–Las aplicaciones como Flora Incognita no se desarrollaron para realizar este tipo de observaciones fenológicas. Sin embargo, nuestro estudio demuestra que los datos de estas aplicaciones pueden proporcionar información sobre el ciclo anual de las plantas. A diferencia de los enfoques clásicos, nuestro algoritmo lo analiza no sólo para una especie, sino para unas 3000 especies en conjunto. Hemos podido demostrar que las plantas muestran un comportamiento sincronizado durante el periodo de crecimiento. Demostramos que la fenología colectiva de las plantas puede describirse mediante unos pocos patrones ecológicos espaciotemporales. Nuestro estudio se centró en Alemania. Demostramos que existe un claro gradiente norte-sur que puede explicarse climáticamente, pero las diferencias regionales se deben a las estructuras de media montaña.