L’estratègia caducifòlia
Al camp d’aprenentatge de la vall de Boí tenim el privilegi d’estar envoltats d’un frondós bosc caducifoli, típic dels paisatges pirinencs humits de muntanya mitjana (900-1600m). Quan arriba la tardor, s’observen uns canvis espectaculars de color en les seves fulles, fins que, finalment, cauen. En certs ecosistemes, com ara els tropicals, les fulles dels arbres es tornen grogues i cauen quan el balanç d’aigua esdevé desfavorable; aquí, en canvi, la caiguda és una adaptació no a la sequera, sinó a l’existència d’un període relativament fred. Per evitar la congelació, perden les seves parts més vulnerables i amb cèl·lules vives, amb la garantia que l’època de temperatures suaus serà un període prou llarg i bo per refer tot el fullatge, i també que la disponibilitat de nutrients no serà limitant.
L’estratègia perennifòlia
A la nostra vall, en canvi, a cotes més altes (1600-2100m), veiem que les espècies que abunden són les coníferes: els pins negres i els avets coronen el paisatge. I mantenen tot l’any les seves fulles verdes. Com s’ho fan? I per què decideixen no llençar-les?
uan els arbres caducifolis perden les fulles, també perden els nutrients que les formaven. Això és costós, sobretot si creixes en sòls pobres en nutrients, com ho fan molts arbres perennifolis. A certes alçades i en climes freds, la fullaraca no es descompon amb la suficient rapidesa per permetre que els nutrients tornin al sòl, de manera que mantenir les fulles tot l’any és una bona idea. Però com s’ho fan per evitar que aquestes parts vives es congelin i provoquin danys irreparables en l’arbre?
A mesura que s’acosta l’hivern, els arbres comencen a aclimatar-se al fred a partir de la tardor, modificant les seves cèl·lules vives per resistir les baixes temperatures. L’objectiu és que les cèl·lules vives dels arbres evitin la congelació. Aquest procés inclou tres estratègies principals:
- Flexibilització de membranes cel·lulars: Les membranes es tornen més flexibles, permetent que l’aigua surti de les cèl·lules i es desplaci cap als espais entre elles. Això redueix l’espai ocupat pel líquid dins les cèl·lules, evitant pressions i danys indesitjables quan es congelen.
- Generació del seu propi anticongelant: Durant la tardor, els arbres converteixen el midó en sucres (glucosa), que actuen com a anticongelants naturals. Aquests sucres concentren els líquids cel·lulars i redueixen el punt de congelació dins de les cèl·lules vives, mentre que l’aigua sense sucre entre les cèl·lules, si es congela, aixafa les cèl·lules però no les danya ja que les membranes estan flexibilitzades.
- Fase de vidre: Quan les cèl·lules es deshidraten a causa dels dos processos esmentats anteriorment, els seus líquids es tornen tan viscosos que semblen sòlids: una fase anomenada “fase de vidre”. Aquest procés evita que es formi gel dins de les cèl·lules vives, mantenint-les operatives en temperatures baixes.
- Controlar el tamany dels cristalls de gel: S’ha detectat que certes espècies vegetals generen proteïnes que minimitzen el tamany dels cristalls de gel. Els arbres produeixen proteïnes anticongelants que s’uneixen als cristalls de gel, inhibeixen el seu creixement i en varien la forma, canviant les estructures en forma d’agulla que danyen les cèl·lules. S’ha demostrat que el calci i les hormones com l’etè i l’àcid jasmònic regulen l’activitat anticongelant de les plantes.
Les cèl·lules mortes del tronc poden congelar-se sense afectar la salut general de l’arbre, i conviuen congelades al costat de les cèl·lules vives de les fulles, que no es congelen. En conjunt, aquests processos ajuden els arbres a resistir les condicions extremes de l’hivern i a protegir les parts vitals del seu organisme.
Així és com els arbres d’alta muntanya són capaços de mantenir les seves fulles sense congelar-se. Però quan pugem a Aigüestortes a l’hivern i veiem els avets i els pins negres amb les seves acícules verdes, no vol dir que estiguin actius! La veritat és que els arbres de fulla perenne en climes freds fan molt poca fotosíntesi a l’hivern, encara que faci Sol. El problema és l’aigua. Segur que n’hi ha, però majoritàriament en estat sòlid. Qualsevol organisme fotosintètic, inclosos els arbres, necessita dividir l’aigua en hidrogen i oxigen durant la fotosíntesi. Sense garantia d’aigua, a la pràctica l’organisme minimitza l’acció fotosintètica i s’ha de concentrar en minimitzar els danys oxidatius que suposa rebre radiació solar i no poder emprar-la per fer la fotosíntesi tot i tenir fulles… Tot plegat és ben complex! Ja ho deien: viure a la muntanya no és fàcil…
Articles consultats:
What do Trees Do in the Winter?
Antifreeze proteins enable plants to survive in freezing conditions