Prof. Liliana Cardemil.

Desde hace casi treinta años que la comunidad científica ha venido advirtiendo de la potencial crisis global que se produciría si continúa la progresiva destrucción de la capa de ozono, ese delgado escudo de gas, ubicado entre los 19 y 23 kilómetros sobre la superficie terrestre, en la estratósfera, que protege a nuestro planeta de los rayos solares, especialmente de la nociva radiación ultravioleta (UV-B) que, dependiendo de su intensidad y tiempo de exposición, puede provocar nocivos daños en los seres vivos. En el caso de las plantas, entre los múltiples efectos adversos que pueden presentar, está el metabolismo oxidativo, sumamente peligroso, puesto que inhibe su crecimiento, altera su ciclo reproductor, el proceso de fotosíntesis y produce un envejecimiento prematuro; lo que implica que producto de esta situación, en el futuro se dificulte el cultivo de algunas especies vegetales.

Chile es uno de los países más vulnerables del mundo a la radiación ultra violeta y lo seguirá siendo mientras el agujero de la capa de ozono siga en franco crecimiento. Sin embargo, así como tenemos el problema, que puede aumentar en los próximos años, también contamos con aquellos recursos naturales que tienen mecanismos de defensa natural ante su presencia. Así lo sostiene la Profesora del Departamento de Biología de la Facultad de Ciencias, Liliana Cardemil, quien justamente para determinar cuáles son las propiedades especiales de aquellas especies, que viven en zonas extremas -Desierto de Atacama y Antártica- se embarcó en el proyecto auspiciado por CONYCIT y el gobierno alemán, a través del International Bureau of the BMBF: “Impacto de Luz Ultra Violeta de onda Corta en Plantas Especiales de diferentes ecosistemas de Chile”. “Conociendo esos mecanismos de defensa podemos hacer algo para que otros organismos adquieran esa resistencia natural. En algún momento ya sea por la biotecnología o por la ingeniería genética, tendremos la opción de poner estos genes en otros para que se protejan”, explica la profesora.

Una de las especies que se estudió fue el Prosopis Tamarugo, propia del Desierto de Atacama. Se trata de árboles que prácticamente mantienen en vida a todo el ecosistema de esa zona. De ellos usufructúan insectos y mamíferos como los roedores y los guanacos. También se analizó el comportamiento del Prosopis Chilensis, más conocido como algarrobo chileno, cuya distribución geográfica va desde la III a la VI Región, pero que también ha sido introducido en la Pampa del Tamarugal. El propósito de la investigación fue comparar estas dos especies y estudiar sus respuestas fisoiológicas, bajo la premisa de que el algarrobo como no era nativo de dicha región, podría resultar más vulnerable a la acción de la luz UV-B.

La Deschampsia Antártica, una gramínea que se presenta en forma de pasto y que es una de las dos especies vegetales que se encuentran en la antártica, capaz de soportar las hostiles condiciones ambientales del territorio antártico, fue la tercera planta incluida en el proyecto.



Con estas especies vegetales se realizaron los mismos experimentos que ya se han hecho a nivel mundial, por ejemplo, con las plantas alpinas que sufren un alto impacto de la luz ultra violeta.

El análisis de la fotosíntesis en terreno se realizó utilizando un instrumento denominado “medidor de la fluorescencia”. La Prof. Cardemil explica que cuando hay altos niveles de estrés como mucho calor o frío o una fuerte radiación ultravioleta, los fotones que tienen que ser absorbidos por los fotosistemas -estructura donde se desarrolla el proceso de captación de le energía solar- no son aprovechados, lo que impide que la luz sea procesada por las unidades receptoras para dar inicio a todo el proceso. Cuando hay más estrés, más fluorescencia registra este aparato. En el desierto, el resultado de la investigación arrojó que la luz es perfectamente aprovechada por estas plantas. “Al estudiar estas especies del hemisferio sur, nos dimos cuenta de que la fotosíntesis no sufría alteración y en el caso del Prosopis Tamarugo esta aumentaba en comparación con otras plantas que reciben con igual intensidad la radiación UV-B”, explica la docente.

Una de las moléculas que defienden a los fotosistemas son los flavonoides, que se encuentran en todas las plantas (los más comunes son los que les dan el color rojo o azul). Son algunos de ellos los que captarían parte de la luz ultravioleta y actuarían como filtros protegiéndolas de los agresivos rayos.

También cumplen importante función los carotenos, parte de los fotosistemas y que absorben la luz en la fotosíntesis. Para evaluar su efecto protector se estudió el ciclo de la xantofila (pigmento amarillo difuso), de este modo establecer cómo se formaban los carotenoides, que defienden a las plantas especialmente del metabolismo oxidativo.

Para comparar las tres especies en estudio, gracias al convenio con el gobierno alemán, se pudieron realizar pruebas, con la asesoría del profesor alemán, Dr. Cornelius Lütz, en el “GSF, Research Centre for Environmet and Health” en München. “En este Centro existen cámaras computarizadas de crecimiento vegetal que permiten simular todos los ecosistemas del mundo y que reciben el nombre de Fitotrón. En ellas se pueden colocar todas las condiciones en términos de luz ultravioleta, cantidad de agua, temperatura de día y noche, imitar, por ejemplo, el mismo medio ambiente que existe en el desierto de Atacama”, acota la docente.

Cuando se aplicó el procedimiento con Deschampsia Antártica, bajo las características de temperatura, agua, luz, y humedad de la Antártica, se comprobó que esta planta tiene una alta facilidad de adaptación al medio ambiente.

Según la investigación, de las tres especies estudiadas, el Prosopis Tamarugo está mejor protegido y en menor medida le siguen el Prosopis Chilensis y Deschampsia Antártica, aunque también manifiestan buenos resultados.

“Encontramos que tanto en el Prosopis Tamarugo como en el Chilensis, en las horas de la tarde, después de medio día, aparece un flavonoide especial que al identificarlo químicamente como responsable de la protección de luz ultravioleta, nos permitirá determinar cuántos genes son importantes para su síntesis y estudiar los mecanismos para que las plantas que no cuentan con ellos puedan sintetizarlo o fabricarlo”. A juicio de la Prof. Liliana Cardemil la importancia de estudiar en plantas chilenas los mecanismos de protección frente a este tipo de estrés, permitirá sentar las bases para, en un horizonte de aproximadamente diez años, lograr colocar estos genes en otros organismos para que tengan la protección necesaria frente a la radiación ultravioleta.