La iniciativa será liderada por Roberto Nespolo, académico de la Universidad Austral de Chile e investigador en los centros CAPES e iBio.
Los bosques de la Patagonia son un refugio mundial para el calentamiento global. Según estudios científicos, la Patagonia será la zona terrestre menos afectada por el calentamiento en América del Sur debido a que es un bioma frío, reserva de agua y de biodiversidad en esta parte del planeta.
Esta premisa llevó a Roberto Nespolo, académico en el Instituto de Ciencias Ambientales y Evolutivas, de la Universidad Austral de Chile, investigador en CAPES y en iBio, a postular y adjudicarse el “Núcleo milenio sobre el límite de la vida Patagónica: restricciones ambientales en genética y ecofisiología”, o LiLi, acrónimo por su nombre en inglés “Millenium Nucleus of Patagonian Limit-of-Life”.
Este es uno de los 8 proyectos adjudicados en el concurso “Núcleos Milenios en Ciencias Naturales y Exactas y en Ciencias Sociales 2021” de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo, ANID, que busca promover la creación y desarrollo de centros de excelencia para la investigación científica y tecnológica de frontera en el país, el fortalecimiento de las capacidades científicas y tecnológicas de alto nivel y la difusión y transferencia del conocimiento a los sectores productivos. En esta iniciativa en particular participan, además de la Universidad Austral de Chile, la Pontificia Universidad Católica de Chile, la Universidad de Talca y la Universidad de Santiago de Chile.
Desde el concepto a su materialización
¿Cómo surgió la idea de desarrollar este nuevo Núcleo Milenio? “Hace varios años que con mi colega Francisco Cubillos (USACH), nos habíamos dado cuenta de que los ecosistemas de bosques patagónicos albergan una riqueza natural única en el mundo”, señala Nespolo, “primero al descubrir la gran variedad de levaduras nativas que se extraen de los Nothofagus de altura (lengas, coihues, ñirres) y después con la investigación sobre el monito del monte, cuya hibernación está estrechamente ligada al ciclo del bosque”.
Ambas investigaciones inspiraron a Nespolo y Cubillos a volcar estas ideas en un proyecto multidisciplinario, “pero nos faltaban los especialistas en ecofisiología vegetal de los Nothofagus, y en modelamiento de nicho ecológico”, recuerda Nespolo. Fue así que “contactamos a Frida Piper (UTalca), ecofisióloga vegetal y especialista en bosques alpinos, quien enganchó de inmediato con la idea. Frida nos habló de lo clave que son las reservas de carbono para la resistencia al estrés en árboles en general y que en Nothofagus explicarían la capacidad de la especie de formar el límite arbóreo o ‘treeline’, que es el límite altitudinal superior de distribución arbórea (revisa la foto). Curiosamente, en cualquier parte del mundo el treeline ocurre a la elevación donde la temperatura media de la estación de crecimiento es 6.7ºC, por lo que este ecotono es un modelo ideal para estudiar la respuesta de los ecosistemas de bosque de alta montaña, frente al cambio climático”.
Posteriormente, se conectaron con Juliana Vianna (PUC), especialista en predecir la sobreviviencia de las especies frente al calentamiento global, usando modelamiento de nicho ecológico. El ecofisiólogo UACh cuenta que “ella nos explicó que se pueden generar mapas futuros de distribución de especies clave del ecosistema alpino, a partir de información genética actual. Iniciamos entonces una agenda de reuniones semanales durante las cuales intercambiamos resultados, discutimos distintas maneras de abordar la investigación y terminamos concretando una hipótesis y un plan de trabajo. Como guías en nuestro trabajo, contactamos a nuestros mentores y amigos Francisco Bozinovic (Premio Nacional de Ciencias Naturales 2020 y Subdirector CAPES) y Juan Armesto (miembro de la Academia de Ciencias de USA), quienes accedieron a participar de LiLi como investigadores senior. Así, cuando se abrió el concurso núcleos, el proyecto estaba armado”.
¿Por qué es importante estudiar la biodiversidad de la Patagonia?
“Por diversas razones”, comienza a explicar Roberto Nespolo, “primero, la Patagonia es la masa de tierra que alberga mayor cantidad de glaciares en el hemisferio sur, después de la Antártica. Esto la hace de suma importancia en estos tiempos de crisis ambiental y calentamiento. Segundo, existen muy pocos centros o grupos organizados de científicos de las ciencias biológicas instalados en la Patagonia para conocer el funcionamiento de esos ecosistemas, y no existe en Chile ningún centro específicamente enfocado en el estudio de los ecosistemas de bosque de alta montaña. Esto es bastante paradójico y urgente de atender, dado el alto grado de endemismo que caracteriza esos ecosistemas y su extensión a lo largo del país”.
“Tercero”, continúa Nespolo, la biota (que contempla flora, fauna y microorganismos) Patagónica es un remanente “Gondwanico”, y junto a la Antártica y sus fósiles, se une con Australia, Nueva Zelandia y sur de Asia en su similitud florística y faunística. Entonces, los bosques patagónicos son en cierta medida una ventana hacia el pasado. Sin embargo, los ecosistemas de bosque de alta montaña en la cordillera de los Andes se distinguen de los del resto del mundo por la dominancia de una especie de angiosperma caducifolia, la lenga, cuyo metabolismo contrasta con el de coníferas siempreverdes, dominantes en los bosques de altura del hemisferio norte.
Treeline: El límite de la vida en la Patagonia
La premisa que guía al Núcleo LiLi es que la adaptación al frío en los bosques de ecosistemas de gran altitud de los Andes meridionales depende del almacenamiento de carbono de los árboles Nothofagus. “Tenemos la hipótesis de que en el treeline, el ecosistema depende de la capacidad de almacenamiento de energía de las lengas, que pierden las hojas en invierno y se reactivan en primavera”, indica el ecofisiólogo. “Esto implica que otros organismos también sean dependientes del ciclo de energía de esta leñosa. Si este ciclo se altera por efectos del calentamiento global, es posible que gran parte de la biodiversidad del bosque también se vea afectada. Por ejemplo, existen especies de levaduras nativas que proliferan en la corteza interna de la lenga, que es muy rica en reservas de carbono. También sabemos que los monitos del monte se alimentan de los frutos e insectos que aparecen en primavera una vez que el bosque ha reactivado su crecimiento”.
Entre los principales impulsores que impactan en la estabilidad en estos bosques está en primer lugar el incremento en temperatura, “que muy probablemente hará que el treeline se ubique cada vez más arriba, siempre y cuando la humedad lo permita”, según lo que especifica Roberto Nespolo, “pero también la desertificación en verano, que se está extendiendo cada vez más, matando árboles maduros y dejando el sustrato desnudo, lo cual incrementa el riesgo de derrumbes o inundaciones. Los bosques patagónicos también están bastante afectados por el cambio en el uso de la tierra y el corte de madera para leña o plantaciones. El uso de leña en el sur de Chile es todavía muy masivo, y no se ha logrado cambiar esta cultura por métodos menos contaminantes y más eficientes de calefacción. Así, la destrucción del hábitat es una amenaza constante sobre los bosques templado-lluviosos del sur”.
Nespolo señala que a corto plazo se espera establecer la sincronía que existe entre estos componentes del ecosistema, los monitos del monte y las levaduras, estacionalmente y a distintas latitudes y altitudes. En el mediano plazo, se generarán mapas predictivos de las poblaciones de estos organismos frente a distintos escenarios de cambio climático. Como un objetivo a largo plazo, los investigadores esperan generar un Instituto Milenio que se asocie con otros centros de este tipo, de estudios patagónicos y subantárticos. Además, potenciarán los spin-off que han nacido de las investigaciones anteriores: las cervezas artesanales elaboradas con levaduras nativas, y aportarán con ciencia ciudadana en conservación de bosques y poblaciones de monito del monte.
Equipo de trabajo
Participan impulsando el Millenium Nucleus of Patagonian Limit-of-Life, LiLi, Frida Piper, de la Universidad de Talca, como Directora Alterna, ecofisióloga vegetal y especialista en ecología funcional de leñosas, quien cuenta con una amplia trayectoria en el estudio de especies del género Nothofagus. Francisco Cubillos, de la USACH, especialista en genética y microbiología, que trabaja en levaduras nativas con aplicaciones cerveceras y participa como investigador principal; y en el mismo rol, Juliana Vianna, de la PUC, genetista ecológica y evolutiva especializada en modelamiento de nicho en aves y mamíferos. Finalmente, Roberto Nespolo menciona que “yo participo como director del núcleo, y me especializo en ecofisiología animal con particular énfasis en estudios de hibernación con el marsupial endémico monito del monte”.
