BUENOS AIRES (25/7/2021).- Los bosques nativos de la Argentina han sufrido una intensa explotación maderera que sumada a los procesos de deforestación causados por la expansión de la frontera agropecuaria, los efectos del cambio climático global y el lento crecimiento de las especies nativas han determinado una significativa reducción de sus poblaciones.

El conocimiento de la diversidad genética permite determinar el estado de degradación y fragmentación de las poblaciones como así también identificar aquellas que representan un reservorio de diversidad que las hace claves para su conservación.

En respuesta a esto, desde el año 2006, trabajamos junto a especialistas de distintas EEA-INTA(1) a fin de incluir nuevas técnicas moleculares que complementen los métodos de manejo y mejoramiento tradicionales de las especies forestales nativas y asistan a su conservación.

La caracterización de la variabilidad genética de poblaciones naturales, la identificación de individuos/poblaciones con mayor capacidad de adaptación al cambio climático y la selección de materiales con fines de mejoramiento, conservación y restauración, requieren de la disponibilidad de marcadores de ADN y de las secuencias de genes de las especies en estudio.

Generalmente, en especies forestales nativas no se cuenta con recursos genómicos propios y su desarrollo aumenta considerablemente los costos y el tiempo de implementación. Por este motivo, los primeros estudios de diversidad genética en especies nativas se basaron en el uso de marcadores de ADN universales que no requieren un desarrollo previo para cada especie y/o transfiriendo marcadores desde especies taxonómicamente cercanas. Con estas estrategias, se analizó la diversidad genética de poblaciones de cedros, lapacho rosado, pino Paraná y ñandubay, generando un gran avance en el conocimiento genético de estas especies y permitiendo tomar decisiones para su conservación y producción sustentable.

Por otra parte, el advenimiento de tecnologías de secuenciación masiva y herramientas bioinformáticas asociadas, han posibilitado la secuenciación de enormes cantidades de ADN en poco tiempo a un costo relativamente bajo y el desarrollo de genomas (2) y transcriptomas (3) completos, así como de marcadores moleculares. Mediante estas metodologías pudimos secuenciar el transcriptoma de cedro Orán, lapacho rosado, algarrobo blanco y raulí.

Las especies forestales nativas de importancia económica y/o ecológica que investigamos cubren gran parte de las eco-regiones de nuestro país: Selva Paranaense, Yungas, Parque Chaqueño, Espinal, Delta e Islas del Paraná, Bosque Andino Patagónico y Estepa Patagónica.

El cedro coya (Cedrela angustifolia) crece en las Yungas desde Salta hasta Tucumán. La sobreexplotación de sus poblaciones para el aprovechamiento de su valiosa madera puso en riesgo su diversidad genética y su potencial evolutivo estando actualmente “en peligro” según la International Unionfor Conservation of Nature (UICN).

A partir del estudio genético con marcadores AFLPs (AmplifiedFragmentLengthPolymorphisms) de 14 poblaciones observamos que la diversidad genética seguía un patrón latitudinal (disminuyendo de norte a sur) y, además, había una pérdida de diversidad genética asociada a un mayor nivel de explotación.

Las poblaciones del Parque Nacional Baritú (Salta) y el Parque Provincial La Florida (Tucumán) fueron las de mayor diversidad genética por lo que deberían priorizarse para conservación y las poblaciones del norte de las Yungas también resultan interesantes para recolección de germoplasma con fines de mejoramiento y restauración.

Otra especie forestal nativa con alto valor económico de las Yungas estudiada, fue el cedro Orán (Cedrelabalansae). Ésta crece en el estrato de menor altura, profundamente transformado por su fácil acceso que, sumado a sus características madereras y estéticas, ha degradado sus poblaciones poniendo en riesgo su diversidad genética, la cual es considerada fundamental para asegurar la adaptación de la especie a un nuevo contexto ambiental y social..

Evaluamos la variabilidad genética de 8 poblaciones naturales de cedro Orán en Salta y Jujuy con marcadores microsatélites y AFLPs, encontrando que la diversidad genética promedio de la especie fue moderada con una muy baja diferenciación entre las poblaciones estudiadas, habiendo un alto flujo de genes entre ellas. Esto sugeriría que estas poblaciones se comportan como una unidad genética homogénea en el pedemonte de las Yungas del Noroeste Argentino.

Por otra parte, mediante el proceso de secuenciación de esta especie se obtuvo un catálogo de aproximadamente 27.000 genes y más de 2.000 marcadores que contribuirán a los estudios de diversidad genética adaptativa. Además, muchos de los marcadores seleccionados se encuentran en genes asociados a caracteres importantes para el género Cedrela, como resistencia al frío, tolerancia a la sequía y tasa de crecimiento constituyendo un importante recurso genómico para asistir a la selección de genotipos en las primeras etapas de los programas de mejoramiento.

Con gran importancia forestal en las Yungas y una larga historia de sobreexplotación encontramos el lapacho rosado (Handroanthusimpetiginosus).

Su madera es resistente, pesada y de gran durabilidad. A partir de la transferencia de 5 microsatélites neutros hacia la especie se condujo un análisis preliminar de 9 poblaciones identificando algunas con niveles más altos de diversidad genética y/o mayor diferenciación. Asimismo, utilizando la tecnología de secuenciación masiva se obtuvieron genes y marcadores relacionados a características de interés como el estrés hídrico o la floración, entre otros. Este tipo de marcadores permitirá interpretar patrones de variabilidad genética adaptativa de las poblaciones de lapacho rosado en el NOA lo que tiene importantes implicancias en el contexto de cambio climático actual.

El cedro misionero (Cedrelafissilis) especie forestal nativa de la Selva Paranaense, ha sido altamente explotado por las características de su madera y categorizado como “vulnerable” según la UICN.

La severa presión antrópica ha generado un drástico decrecimiento del tamaño, conectividad y sanidad de sus poblaciones, comprometiendo su potencialidad de uso y su adaptación a nuevos escenarios ecológicos y sociales. Con el objetivo de conservar las poblaciones remanentes realizamos diversos análisis usando microsatélites para conocer los niveles actuales de variabilidad genética de la especie.

Evaluamos las 8 poblaciones remanentes de la especie y encontramos que los niveles de diversidad intrapoblacional fueron altos y la diferenciación genética fue moderada, existiendo 4 grupos genéticos distribuidos de forma heterogénea entre las poblaciones. La información generada nos permitió disponer de herramientas muy valiosas para la toma de decisiones involucradas en la conservación y la producción sustentable de la especie.

El principal factor abiótico que afecta la supervivencia de esta especie en la etapa de establecimiento a campo son las bajas temperaturas por lo que es importante seleccionar individuos que presenten mayor aptitud para superar la incidencia de las bajas temperaturas en edades tempranas.

En este sentido, la selección asistida por marcadores moleculares (MAS) en ensayos de progenies, permite acelerar los procesos de mejora utilizando marcadores de ADN que ligan el genotipo con el fenotipo deseado. A partir de la información generada del transcriptoma de C. balansae se encontraron genes relacionados con la respuesta a frío y se identificaron marcadores genéticos asociados a esta característica.

De esta manera, se obtuvieron progenies de cedro misionero tolerantes y 27 marcadores variables para futuros ensayos de progenies.

La especie emblemática de la Selva Paranaense por su valor económico, ecológico y social es Araucaria angustifolia o pino Paraná. De madera blanda y fácil de trabajar, sus semillas o piñones son una fuente de alimento de gran valor nutritivo utilizada tradicionalmente por las poblaciones locales.

La explotación forestal no sustentable disminuyó drásticamente sus bosques que hoy se presentan como fragmentos aislados y puso a la especie en “peligro crítico” según la UICN.

El estudio molecular (AFLPs) de 9 poblaciones mostró que la diversidad genética disminuye de este a oeste al aumentar la distancia al centro de distribución de la especie en Brasil y que aquellas más intensamente explotadas tienen menor diversidad genética. Además, la diferenciación genética detectada entre poblaciones remanentes podría deberse a la fragmentación del bosque. Estos estudios genéticos permitieron delinear una serie de estrategias para su conservación. Mejorar la conectividad entre fragmentos del bosque, aumentar la superficie y status de áreas protegidas, y promover acciones de restauración son los principales desafíos.

El Espinal es un ecosistema sumamente fragmentado, con altas tasas de deforestación y muchos cambios en el uso de la tierra. Estos procesos ocasionan la pérdida de biodiversidad que se observa hoy en ese ecosistema. Una de las especies más afectadas es el ñandubay (Prosopisaffinis), un árbol nativo con mucho valor para las comunidades locales, con propiedades madereras y medicinales.

Utilizando marcadores microsatélites, analizamos el estado genético de la especie en el centro-oeste de Entre Ríos, evaluando 16 fragmentos del bosque de la zona. Encontramos que la diversidad genética fue moderada, con valores más altos en los fragmentos de bosque más grandes y mejor conservados. Otros estudios, que involucran un análisis de distintas generaciones, también mostraron una diversidad moderada, observándose mayores valores en los individuos más viejos. Estos resultados indicarían una disminución de la variabilidad genética disponible en los sectores más afectados del Espinal y una pérdida de diversidad a lo largo del tiempo.

Otro importante árbol nativo de las regiones áridas y semiáridas del noroeste y centro de Argentina, de gran valor como especie multipropósito, es el algarrobo blanco (Prosopis alba)

Utilizando la estrategia de secuenciación se obtuvieron en esta especie numerosos genes relacionados a características de interés y marcadores que fueron fácilmente transferidos a otras especies de algarrobo.El desarrollo de estos recursos genómicos representó un punto de partida para estudios genéticos en poblaciones naturales y cultivadas de especies de algarrobo.

Por ejemplo, en el algarrobo patagónico (P. denudans), especie adaptada a la estepa fría y semidesértica, se aplicaron estas herramientas en estudios de diversidad genética en 8 poblaciones naturales. Por otro lado, la selección asistida por marcadores moleculares en combinación con pruebas de progenie fue una estrategia usada en ensayos de P. alba a fin de obtener resultados más rápidos y precisos en la selección de caracteres complejos como la tasa de crecimiento y la calidad de la madera.

De esta manera se identificaron progenies que mostraron mejor comportamiento y estabilidad genética en familias de ensayos realizados en la Provincia del Chaco.

Asimismo, hemos trabajado en el desarrollo de recursos genómicos de especies de Nothofagus que habitan los Bosques andino-patagónicos. Dentro de la familia Nothofagaceae elegimos para este estudio al raulí (Nothofagus alpina) por su potencial de domesticación y su capacidad de adaptarse a bajas temperaturas y vientos fuertes. Esta especie, además, es muy apreciada para la elaboración de muebles, razón por la cual, sufrió una gran sobreexplotación.

Se secuenciaron cerca 15.500 genes de la especie, de los cuales, 750 se relacionan a mecanismos de adaptación. También se identificaron miles de marcadores moleculares, parte de los cuales fueron transferidos a otros Nothofagusspp. patagónicos como coihue, ñire, lenga y roble pellín. Esta investigación nos permitió disponer de herramientas muy valiosas para estudiar la variación adaptativa en poblaciones de Nothofagusspp. distribuidas a lo largo de gradientes ambientales.

Otra especie nativa de interés es el sauce criollo (Salixhumboldtiana), único sauce nativo de Sudamérica que habita en Argentina desde Salta, Jujuy y Formosa hasta la Patagonia.

Esta especie presenta una gran capacidad de adaptación a estreses abióticos, así como a suelos salinos e inundados. Sin embargo, la presencia de sauces exóticos en su área natural de distribución, que hibridan con el sauce criollo, pone en peligro la persistencia de esta especie. En la EEA Bariloche y EEA Famaillá se están llevando a cabo proyectos de restauración de la especie y desde el IRB contribuimos a los mismos usando marcadores de ADN específicos que permiten identificar y seleccionar individuos puros de sauce criollo.

Los recursos genómicos obtenidos en 15 años de investigación han servido de base para estudios de variabilidad genética de poblaciones naturales de especies forestales nativas de importancia para asistir a la selección de materiales con fines de mejoramiento genético así como a la conservación y restauración de los bosques nativos de Argentina.

Investigadoras: Virginia Inza, Cristina Soldati, Florencia Pomponio y Susana Torales

(1) Estaciones Experimentales Agropecuarias de Misiones, Bariloche, Famaillá, Delta, Roque Saénz Peña, Paraná, Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales y el Instituto de Biotecnología, INTA.

(2) Genoma es todo el material genético contenido en las células de un organismo en particular.

(3)Transcriptoma representa el conjunto de genes que se están expresando en un momento dado.

Este artículo forma parte del espacio mensual de la REDFOR.ar, en ArgentinaForestal.com, que busca divulgar y generar debate sobre la problemática forestal del país. Las opiniones pertenecen a los autores.

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ARGENTINA (MAYO 2O19).- La presencia del Bosque Andino Patagónico, que desde Chubut, Río Negro hasta Neuquén (sector verde en la imagen del mapa), está limitada a ciertas características del suelo que sólo se presentan en esta región de la Argentina y en algunos rincones de Santa Cruz.

Imagen 1. Región del Bosque Andino Patagónico (sector verde en el mapa) y una vista de un bosque de lenga. El sector rojo en el mapa indica las tierras con aptitud forestal para la implantación de especies introducidas, principalmente pino.

En toda la región la oferta de lluvias es casi exclusiva durante el invierno, un 70 % de las precipitaciones anuales (barras azules en la Imagen 2). Por otro lado, se registra una alta demanda hídrica ambiental (barras celestes en la Imagen 2) que coincide con las temperaturas más elevadas de los meses de verano (línea roja en la Imagen 2). Sin embargo, los bosques en la Región Andino Patagónica se desarrollan sobre un suelo que es capaz de sostenerlos, a pesar de la “aparente sequía estival”.

Imagen 2. Precipitación, evapotranspiración (demanda hídrica ambiental) y temperatura media anual para el período 1970 – 2018 en Trevelin, Chubut (Precipitación media anual 990 mm, Evapotranspiración media anual 1.214 mm, Temperatura media anual 9,8 °C). (Datos EEAf INTA Esquel, Campo Experimental Agroforestal INTA Trevelin)

Este tipo de distribución anual de las precipitaciones debería ocasionar un marcado déficit hídrico en las plantas y sin duda, la presencia de otro tipo de vegetación. Posiblemente un paisaje sin bosque, con árboles dispersos y con adaptaciones para vivir en un ambiente con escasez de agua líquida. Durante los cortos días y fríos meses invernales el agua precipitada es abundante, mientras que durante los largos y muchas veces calurosos días estivales, casi no llueve. Todos sabemos que las plantas necesitan luz, calor y agua para crecer. Sin embargo, en la Región Andino Patagónica pareciera que la presencia de los tres insumos no coincide en el tiempo.

La respuesta a esta paradoja, la existencia del Bosque Andino Patagónico, es el suelo que se comporta como una esponja. Una esponja que es capaz de recargarse cuando los árboles no necesitan el agua (invierno) y de liberarla cuando el bosque está en pleno crecimiento (verano). Una esponja que puede llegar a superar su mismo peso en agua (> 100 % de humedad) por estar formada por materiales volcánicos con altos contenidos de materia orgánica.

Este material volcánico se origina en la cordillera, donde existen numerosos cráteres que de forma continua liberan material de diferentes tamaños (arena y ceniza), tal como se observa en la Imagen 3 para la zona de Chubut, Río Negro y sur de Neuquén.

Imagen 3. Volcanes más importantes en la Cordillera de los Andes para la zona de Chubut, Río Negro y sur de Neuquén (Google Earth).

De forma recurrente la ceniza volcánica expulsada es transportada y depositada por los vientos dominantes en un paisaje que hace sólo unos 10.000 años dejaba de estar ocupado por inmensos glaciares que cubrían la región. El marcado gradiente pluviométrico que se registra en sólo 70 km lineales, que pasa de más de 2.000 mm anuales con exuberante vegetación en el límite con Chile, a 300 mm en la estepa patagónica, va alterando de manera diferencial los depósitos, convirtiéndolos en diferentes suelos derivados de ceniza volcánica.

Donde más llueve, la ceniza se transforma en un suelo muy poroso (70 % de poros con densidad de 0,85 gr cm-3) que incorpora fácilmente altos contenidos de materia orgánica (zona verde en el mapa de la Imagen 1). El manto de ceniza se dispone de manera casi continua sobre el paisaje pre existente (Imagen 4), existiendo una relación directa entre la profundidad del suelo y los mejores sitios. A mayor profundidad del suelo aumenta el agua disponible para ser utilizada por los árboles durante el verano y mejora el crecimiento del bosque. Son lugares en donde crecen principalmente especies como lenga, ñire, coihue, raulí y roble pellín.

Imagen 4. Suelo volcánico (los 3 horizontes superiores de colores pardos amarillentos) desarrollado sobre depósitos post glaciarios.

La ceniza también cubre el paisaje en los lugares más secos, donde el límite del bosque (principalmente ciprés de la cordillera) deja lugar a la extensa estepa patagónica (zona roja en el mapa de la Imagen 1). En estos lugares de transición la ceniza está distribuida de manera discontinua y es menos porosa, aunque sigue cumpliendo su rol de esponja, pudiendo almacenar el agua invernal.

En estos suelos, desarrollados bajo 300 – 500 mm de precipitación, se pueden implantar, realizando una selección de los sitios, bosques con especies introducidas (principalmente pino ponderosa) (Imagen 5).

Imagen 5. Paisaje de estepa con suelos volcánicos, en donde la implantación de especies introducidas puede complementar la tradicional actividad ganadera.

Son lugares en donde los árboles logran crecer, en suelos deteriorados por el mal uso del hombre, al obtener agua de mayores profundidades que la vegetación herbácea empobrecida. Existen unas 800.000 hectáreas disponibles de estas tierras con aptitud forestal en Patagonia, en donde el uso actual asociado a la ganadería extensiva, muchas veces provoca procesos erosivos que son muy difíciles de revertir.

Por otro lado, la forestación puede complementar la tradicional actividad ganadera diversificando la producción y mejorando aspectos ambientales.

En esta franja de la estepa, cercana al límite con el bosque nativo, el mismo Estado fomenta desde hace muchos años el cambio parcial del uso del suelo. Con diferentes facilidades trata de generar cuencas forestales que den respuesta a requerimientos socio económicos ambientales complejos.

Si bien existe un cuestionamiento a esta práctica por parte de la sociedad, fundamentado principalmente por interrogantes ambientales, también se comprueban múltiples beneficios. Es en este punto y en un escenario de incertidumbre climática, donde se podría abrir una nueva paradoja: ¿el bosque implantado con especies introducidas puede facilitar el establecimiento y ampliar la cobertura del bosque nativo sobre lugares deteriorados? Tema que abordaremos en una próxima entrega.

Este artículo forma parte del espacio mensual de la REDFOR.ar en ArgentinaForestal.com, que busca divulgar y generar debate sobre la problemática forestal del país. Las opiniones pertenecen a los autores. 

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