Así son las plantas que viven al límite de la aridez en el desierto de Atacama

Existen plantas que no tienen raíces. A diferencia del resto de las especies vegetales, en vez de absorber el agua desde el suelo, son capaces de capturarla desde la niebla o camanchaca, la única fuente de agua fresca permanente en el desierto costero de Atacama. Esto, lo hacen gracias a pequeños filamentos (tricomas) que poseen en las hojas.

Las llaman “claveles del aire” y pertenecen a la misma familia que las piñas y los chaguales (Bromeliaceae). En Chile, se estudia una de estas especies como indicador de la presencia de niebla. Se trata de la Tillandsia landbeckii, que cubre algunas áreas acotadas y dispersas en la Cordillera de la Costa del desierto en la región de Tarapacá y forma comunidades llamadas ''tillandsiales'' o “calanchucales”.

¿Qué hemos aprendido de ella en los últimos años? ¿Qué condiciones se proyectan considerando su dependencia de la niebla como fuente de agua? Estas son las interrogantes que precisamente intentan responder investigadores del Centro Desierto de Atacama (CDA) de la Universidad Católica y de la Universidad de Heidelberg, Alemania.

Juan Luis García, director del CDA y académico del Instituto de Geografía, destaca la cooperación chileno-alemana: “Nos ha permitido entender especificidades del clima de niebla y sus ecosistemas asociados en esta zona de hiperaridez. El uso de tecnología e instalación de siete nuevas estaciones meteorológicas cubriendo el área de influencia de la niebla, proveen de datos inéditos que revelan las características locales de la atmósfera donde habitan las tillandsias”.

Estas investigaciones son particularmente relevantes, ya que los oasis de niebla y los tillandsiales donde prolifera la biodiversidad -en respuesta a la frecuencia de la camanchaca-, se consideran en retroceso y por tanto resulta clave monitorear los cambios en el desierto.

Varios de los avances de este trabajo fueron publicados por la revista Plant Systematics and Evolution, en la colección 'Living at its dry limits - Tillandsiales in the Atacama Desert' (2021).

El rol de las bacterias

La función de las comunidades microbianas del suelo es el tema que aborda la investigación 'Estructura de la comunidad bacteriana del suelo de las dunas de Tillandsia landbeckii dependientes de la niebla en el desierto de Atacama'.

En los sistemas naturales, las plantas modifican las propiedades de los suelos mediante el exudado de compuestos ricos en carbono, y a su vez, los suelos influyen en el crecimiento de las plantas mediante la actividad microbiana, que permite entre otras cosas la fijación y adquisición de nutrientes esenciales como el nitrógeno y el fósforo. Este tipo de interacción simétrica, denominada “plant-soil feedback”, está presente en la mayoría de los ecosistemas del planeta.

Un ejemplo asimétrico de este tipo de interacción se manifiesta en el desierto de Atacama, donde un grupo de plantas del género Tillandsia persiste bajo condiciones de hiper-aridez gracias a la adquisición de agua y recursos desde la neblina que proviene del Océano Pacifico.

Al no tener raíces funcionales, no tienen una interacción directa con los suelos. Sin embargo, los investigadores encontraron que la materia orgánica y la hojarasca que producen, permite el desarrollo de comunidades diversas de microorganismos en la base de estas plantas; situación que contrasta con los suelos desnudos o libres de vegetación a su alrededor, donde la diversidad y actividad microbiana es casi nula.

Como comenta el investigador Fernando Alfaro, colaborador del CDA y profesor de la Universidad Mayor: “Estos resultados refuerzan la idea de que los sistemas extremos, como los del norte de Chile, representan experimentos naturales, en donde los organismos y las comunidades biológicas -en este caso las plantas y las comunidades microbianas del suelo- desarrollan estrategias que les han permitido sortear algunas de las condiciones más estresantes del planeta, tales como la extrema aridez y la elevada incidencia de radiación ultravioleta. Estos hallazgos, y los de los otros trabajos presentados en este número especial de la revista PS&E, brindan importante evidencia sobre el rol crítico de la neblina y sus dinámicas sobre la persistencia de estas comunidades en uno de los sitios más áridos del planeta”.

Siguiendo la niebla

Los ciclos diarios y estacionales de la niebla han sido objeto de distintas investigaciones y hoy en día tenemos un buen conocimiento de sus dinámicas temporales. Pero cuando ese dinamismo lo llevamos al territorio, aún no conocemos sus reales alcances y variaciones en el tiempo.

Ese es el tema del estudio “Distribución espacial y variabilidad interanual de la niebla costera y la cobertura de nubes bajas en el hiperárido desierto de Atacama e implicaciones para los ecosistemas pasados y presentes de Tillandsia landbeckii.

En este artículo se aborda la niebla desde una perspectiva espacio-temporal y se analiza no sólo su distribución, sino también su tendencia y variabilidad interanual en las últimas décadas. Las variaciones espaciales de la niebla son muy importantes de entender, ya que la niebla es el sustento de agua y nutrientes para ecosistemas únicos, tales como los tillandsiales.

Se observa que entre los años existe una importante relación entre la presencia de niebla y su distribución con las fases frías y cálidas del fenómeno de El Niño. Destaca un aumento de niebla durante invierno-primavera en la fase fría (La Niña), y un aumento en verano durante la fase cálida (El Niño).

Otro resultado importante, es que durante el periodo de mayor presencia de niebla en la zona (septiembre), si bien en general hay una tendencia leve pero positiva en su formación, se observa que en altitudes sobre los 1.000 metros la tendencia es levemente negativa. Esto último puede ser crucial para la supervivencia de la Tillandsia landbeckii, ya que es justamente sobre esa altitud en donde se encuentran localizados la mayoría de los tillandsiales, especie que ha demostrado históricamente ser sensible a los cambios en la niebla.

Como explica Camilo del Río, profesor del Instituto de Geografía UC: “Una de nuestras grandes preguntas en los últimos años se relaciona con el qué esperar de la presencia de niebla bajo condiciones de cambio climático. Aquí damos un nuevo paso en cuanto a entender qué pasa con la presencia y distribución de la niebla cuando los factores océano-atmosféricos que la determinan varían. Entender estos cambios en la niebla es crucial tanto para desarrollar estrategias de conservación de ecosistemas, como para su aprovechamiento como recurso hídrico, temas que son parte de nuestros desafíos presentes y futuros”.

Conocer la niebla

A pesar de la extensa área cubierta por el desierto costero de niebla en Atacama (entre 18-32°S), existe una falta de comprensión de sus características más notorias, incluyendo el potencial hídrico de la niebla, la frecuencia en su presencia, los gradientes espaciales o su efecto en los ecosistemas, como los campos de Tillandsia.

Aprender más sobre este fenómeno es el objetivo del texto “El clima y la dinámica de las nubes bajas costeras en el hiperárido desierto de Atacama y la distribución geográfica de los ecosistemas dunares de Tillandsia landbeckii.

La investigación analiza nuevos datos meteorológicos para la temporada de más niebla (julio-agosto-septiembre, JAS) en 2018 y 2019. Las estaciones meteorológicas del consorcio UC-Heidelberg estudiadas, incluyen sitios de la Cordillera de la Costa en el Atacama hiperárido: Cerro Oyarbide y la Estación Atacama UC en Alto Patache, en la región de Tarapacá.

Una de las principales conclusiones es que la presencia de niebla y el rendimiento de agua de niebla, tienden a estar relacionados negativamente con la distancia a la costa y con la elevación sobre el nivel del mar. El clima de niebla costero de Tarapacá se caracteriza por su alto dinamismo con intercambio de masas de aire del interior y del océano. Importante hallazgo es que la niebla “visita” los tillandsiales solo un 6% de la estación más húmeda (JAS). Es decir, son plantas adaptadas a las condiciones más extremas de aridez y alta fluctuación de humedad atmosférica. Por otra parte, se ha proyectado que las tendencias climáticas futuras pueden dejar a la Tillandsia aún menos expuesta a la niebla, lo que provocaría un rápido declive de la vegetación. Queda pendiente entender el rol del rocío en estos ambientes.

“La disponibilidad de datos meteorológicos en la Cordillera de la Costa de Tarapacá es una oportunidad para monitorear cambios de la atmósfera y la niebla a diferentes escalas de tiempo, y también hacia el futuro, así como sus efectos en la biodiversidad. Es una invitación a la comunidad interesada a usar los datos y colaborar en nuestros estudios”, finaliza Juan Luis García.