Los árboles jóvenes de acacia paraguas en África, conocidos por su presencia icónica en la sabana, han mostrado una notable adaptabilidad en tiempos de sequía severa. Una nueva investigación apunta a una respuesta genética única que permite a estos árboles priorizar el crecimiento sobre la conservación cuando el agua escasea.
Este estudio marca un análisis innovador a escala del genoma de las acacias africanas, centrándose específicamente en la acacia paraguas (Vachellia tortilis). Los investigadores hicieron comparaciones entre la respuesta a la sequía de la acacia paraguas y su pariente, la hermosa acacia espinosa (Vachellia robusta), que se encuentra típicamente en ambientes más húmedos en África Oriental.
Los hallazgos muestran que cuando se enfrentan a la escasez de agua, las acacias paraguas no siguen el comportamiento esperado de la planta y reducen su actividad. En cambio, aceleran sus procesos fotosintéticos, convirtiendo continuamente el dióxido de carbono y la luz solar en nutrientes esenciales. «Se podría esperar que la mayoría de las plantas, cuando están bajo estrés hídrico, cerraran, pero en las primeras etapas del estrés por sequía, las acacias paraguas van a la quiebra», dijo James Pease, autor principal del estudio.
La hermosa acacia espinosa, por otro lado, adopta un enfoque más cauteloso, conservando el agua y manteniendo las funciones celulares, en lugar de centrarse en el crecimiento. Esta importante diferencia resalta las adaptaciones ecológicas de la acacia paraguas, que debe prosperar en un entorno hostil donde enfrenta amenazas de herbívoros como las jirafas, la competencia de los pastos y los riesgos de incendios.
Los investigadores llevaron a cabo sus experimentos cultivando plántulas de ambas especies. Después de tres meses de riego regular, sometieron la mitad de las plántulas a sequía para monitorear sus respuestas progresivas. Al examinar sus hojas semanalmente, seleccionaron muestras que representaban diferentes etapas de estrés por sequía para el análisis genómico. Esta fase de investigación fue crucial porque coincide con una fase vulnerable en el ciclo de vida de un árbol.
El equipo secuenció los transcriptomas de ambas especies, que representan los perfiles de ARN que indican la actividad genética y los correspondientes cambios proteicos en todo el genoma. El análisis encontró que, aunque ambas especies utilizan marcos genéticos similares para regular la fotosíntesis y mantener la estabilidad en condiciones de sequía, activan estos sistemas de manera diferente en términos de tiempo y genes específicos utilizados.
Curiosamente, el estudio encontró que las respuestas genéticas observadas no se debían únicamente a mutaciones; los cambios en la expresión genética no coincidieron necesariamente con los cambios de secuencia. «Los genes que se expresan diferencialmente en respuesta a la sequía no necesariamente tienen cambios de secuencia», dijo Ellen Weinheimer, primera autora del estudio. Esta investigación destaca la importancia de la expresión genética en la dinámica evolutiva, sugiriendo que desempeña un papel tan crucial como las mutaciones genéticas.
La estrategia de la acacia paraguas implica mantener un extenso sistema de raíces y sacrificar la biomasa aérea durante las sequías, lo que le permite recuperarse eficazmente cuando el agua vuelve a estar disponible. Esta estrategia es similar a la de los pastos, que de manera similar mantienen los sistemas de raíces mientras esperan condiciones más favorables.
Dado que las sequías y el cambio climático continúan planteando desafíos en todo el mundo, comprender los mecanismos mediante los cuales se adaptan las acacias africanas podría tener implicaciones más amplias para la conservación y gestión de estos ecosistemas vitales. Los hallazgos proporcionan información esencial sobre las adaptaciones evolutivas de las especies de árboles tropicales y refuerzan la importancia de los estudios genómicos para abordar las tensiones ambientales que enfrentan las plantas.
