Lo que las plantas heladas en el hielo pueden decirnos sobre el futuro de la comunidad vegetal de Svalbard

Durante el período del cinco de enero, que comenzó en 2016, investigadores y estudiantes de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) viajaron a un pequeño valle en las afueras de la ciudad principal de Svalbard con una gran jarra de agua y un objetivo inusual: colocar la tierra vegetal seleccionada en una gruesa capa de hielo.

Su atención se centra en la comunidad vegetal dominada por los polavilov, un importante alimento durante todo el año para la población de renos de Svalbard.

Quieren ver qué sucede con estas comunidades de plantas durante el clima invernal extremo, donde las lluvias prolongadas en lugar de nieve pueden congelar el duro suelo y colocar las plantas bajo una gruesa capa de hielo, hasta la primavera.

Durante los últimos cinco años, no hemos visto ningún impacto, lo que significa que la comunidad es muy resistente a comer hielo.

Pero para que el experimento refleje realmente lo que sucederá cuando el Ártico se caliente, algunas plantas de verano están rodeadas de invernaderos abiertos de plexiglás.

Los invernaderos han hecho que el suelo sea más cálido que el ambiente que los rodea, imitando temperaturas más altas de lo esperado en la isla Svalbard a medida que el Ártico continúa calentándose.

Se podría pensar que congelar el hielo, seguido de calentarlo en pequeños invernaderos, podría significar el fin de estas plantas.

Pero, para su sorpresa, los investigadores encontraron el efecto contrario.

Calentamiento del verano contra los efectos del hielo invernal

Mathilde Le Moullec, investigadora del Instituto de Recursos Naturales de Groenlandia y del NTNU, dijo: «Si se resume lo que sucedió durante la temporada de crecimiento, en realidad se tiene más producción en la superficie (en plantas que se congelan y luego se calientan) que en plantas bajo control».

Fue la primera autora de un artículo sobre sus hallazgos publicado recientemente en el Journal of Ecology.

Entonces, ¿qué significa?

Los biólogos aquí usan el término producción para describir todo lo que las plantas producen del suelo durante la temporada de crecimiento de verano, desde hojas y ramitas hasta flores y semillas.

Una mayor producción generalmente significa que las plantas más fuertes pueden generar más reservas para sobrevivir otro invierno, ampliando la cantidad de tierra que cubren y produciendo descendencia.

En este caso, las plantas cubiertas por una gruesa capa de hielo junto con el intenso calor del verano son las ganadoras.

Brage Bremset Hansen, profesor de Gjærevollature de NTNU en Noruega, dijo: «Más producción terrestre también significa más alimento para los renos en verano y otoño, lo que les permite acumular reservas para sobrevivir el invierno».

El tiempo es esencial.

Pero ¿qué pasa con el tiempo, cuando las plantas forman hojas, flores y semillas?

El tiempo es esencial porque el verano ártico es tan corto que las flores y semillas producidas demasiado tarde en el verano no podrán ayudar a que las plantas se reproduzcan. Aquí los hallazgos son mixtos.

Los árboles de mango recién congelados tardan más en abrir sus hojas porque el suelo tarda más en descongelarse. Pero finalmente aceleraron su desarrollo. Sin embargo, tienen hojas más pequeñas y delgadas que las plantas de control.

Las plantas recién congeladas tampoco tienen muchas flores y ya es demasiado tarde para formar semillas.

Pero las plantas que ya están congeladas se calientan: cobran energía. Su producción está fuera del control. Su dispersión de semillas también es más avanzada, incluso más que la de las plantas que no están congeladas y sólo se calientan en pequeños invernaderos.

La principal desventaja que parece para todas las plantas, excepto las de control, es que producen menos flores.

Sin embargo, la mayoría de las plantas del Ártico se reproducen del mismo sexo mediante clonación o agrandamiento de tubérculos, por lo que una menor producción de flores puede no importar siempre que algunas semillas estén vivas y dispersas en el momento adecuado, dijo Le Moullec.

Cinco años de congelación persistente

Los investigadores intentan diseñar experimentos en áreas que imiten lo más fielmente posible el entorno cambiante que intentan comprender.

En este caso, Le Moullec y sus colegas tuvieron que pensar detenidamente en el terreno de 50×50 cm que planeaban congelar. Tienen que retener el agua donde se congela de alguna manera. Sin embargo, al final decidieron rodear el terreno con un marco de 60×60 cm.

En la vida real, sin embargo, la capa de hielo podría ser mucho más ancha y cubrir todo el valle. Y los investigadores han aprendido que a veces el hielo puede tener hasta 13 centímetros de espesor de lo que solía ser.

Esto es importante porque las plantas en realidad «respiran» a diferencia de los humanos, pero aceptan CO₂ Y libera oxígeno en el proceso de fotosíntesis. En invierno, cuando no hay luz y no sintetizan luz, necesitan oxígeno para mantener sus células sanas. Por lo tanto, si se congelan en una gran capa de hielo, pueden correr riesgo de asfixia.

Sin embargo, después de cinco años de congelación continua, no experimentaron este problema.

«En los últimos cinco años no hemos visto ningún impacto, lo que significa que la comunidad es muy resistente a comer hielo», afirmó Le Moullec. «Y cuando ves lo que les hacemos, es una sorpresa».

Más información sobre los sistemas de resiliencia sorpresa

Este es el undécimo año que los investigadores visitan Adventdalen en invierno con grandes tanques de agua para simular los efectos de la lluvia y las heladas invernales en las plantas de Svalbard. Hansen dice que el plan es volver a la trama y volver a medir. El objetivo es comprender mejor los posibles efectos a largo plazo del calentamiento del Ártico en estas comunidades de plantas.

Aunque el Ártico es caluroso, sigue siendo un entorno intolerable tanto para las plantas como para los animales.

«La comunidad vegetal del Ártico está expuesta a un gran número de variaciones, con muchos cambios a principios de primavera y con las condiciones invernales», afirma Le Moullec.

Sin embargo, la comunidad de Paul Willow «es sorprendentemente resistente».

Referencias:
Le Moullec, M., Hendel, A.-L., Petit Bon, M., Jónsdóttir, IS, Varpe,,., Van der Wal, R., Beumer, LT, Layton-Matthews, K., Isaksen, K. y Hansen, BB (2026). Hacia el invierno ártico con fuertes lluvias: cómo los experimentos con la formación de hielo y el calentamiento del verano afectan la vegetación, la productividad y la reproducción de la tundra. Revista de Ecología, 114, e70234. https://doi.org/10.1111/1365-2745.70234