El Consejo Superior de Investigaciones Científicas continúa avanzando desde Galicia en el conocimiento del pino marítimo (Pinus pinaster) y ahora lo hace con los resultados de una tesis doctoral realizada en el grupo “Genética y Ecología Forestal” de la Misión Biológica de Galicia en la que se aborda en esta especie el origen de la diversidad genética de metabolitos secundarios, los factores abióticos y abióticos que influyen sobre dicha variación y la implicación de dichos metabolitos en su resistencia frente a sus enemigos.

El autor, Xosé López Goldar, realizó la investigación durante los últimos seis años bajo la dirección de los científicos del CSIC Rafael Zas Arregui y Luis Sampedro Pérez a través de una Beca de la Fundación Barrié y una Ayuda Predoctoral para la Formación de Doctores (FPI).

La investigación se desarrolló en el marco de los proyectos del citado grupo «Compromisos entre crecimiento y resistencia constitutiva e inducida en el género Pinus: variación entre y dentro de especies e implicaciones para los programas de mejora»; «Estrategias defensivas en pinos ibéricos: relevancia adaptativa en relación a caracteres alternativos de historia vital» y «Reproductive dynamics and defensive strategies in Mediterranean pines: implications for future management of genetic resources» financiados por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. También realizó estancias de investigación en el Royal Institute of Technology (Estocolmo, Suecia), la Ohio State University (Columbus, Ohio, Estados Unidos) y el CIFOR-INIA (Madrid, España).

La tesis, defendida recientemente en la Universidad de Vigo con mención internacional bajo el título “Geographic structure, plasticity, genetic variation and covariation of chemical defences in maritime pine (Pinus pinaster Ait.)”, ha obtenido la calificación de sobresaliente cum laude.

“Las coníferas, como el pino marítimo, están sometidas a multitud de interacciones bióticas antagonistas de las que se defienden con defensas físicas y químicas. Entre las defensas químicas, los terpenos y los fenoles constituyen los metabolitos secundarios más importantes, de los que se asume una actividad específica y efectividad contra insectos herbívoros y hongos patógenos”, explica Xosé López Goldar, autor de la tesis. En este contexto, se diseñó la tesis doctoral con el cometido de ahondar en los patrones de variación en estrategias defensivas a lo largo de las diversas poblaciones de esta especie de pino, con distribución a ambas orillas del oeste del mediterráneo, dado que, como apuntan los directores de la tesis, “la falta de información sobre el potencial defensivo adaptativo en estas especies supone un importante hándicap para anticipar la gestión forestal a las perturbaciones del cambio global”.

El cometido de la tesis era, por tanto, comprender cómo las estrategias defensivas varían a lo largo de las poblaciones y qué factores determinan dicha variación. Para ello, la metodología incluyó un complejo diseño experimental desarrollado en invernadero con una evaluación fenotípica extensa y completa de caracteres defensivos de pinos jóvenes y replicados clonalmente, y los análisis de los metabolitos secundarios con técnicas de precisión dependiendo del tipo de compuesto.

En primer lugar, se encontró una gran variación genética geográficamente estructurada entre y dentro de las poblaciones en la mayoría de los metabolitos secundarios constitutivos y muy poca variación genética en la inducibilidad de los mismos.

En segundo lugar, la variación genética en resistencia a la herbívora también mostró estar geográficamente estructurada entre poblaciones, con una mayor resistencia a un insecto modelo tras la inducción en las poblaciones atlánticas que en las mediterráneas.

Además, en la tesis se empleó esta especie como modelo para comprobar las predicciones de una de las teorías más actualizadas y reconocidas de la defensa en plantas, la Hipótesis de Disponibilidad de Recursos. Se observó que, tal y como predice la teoría, la variación climática entre los distintos orígenes de pino explica la diferenciación en crecimiento y la inversión constitutiva en defensas, pero las predicciones relacionadas con la variación en inducibilidad no se cumplen.

“Los resultados revelan que los procesos demográficos de esta especie han sido de gran importancia en la variación genética de metabolitos secundarios a lo largo de las distintas poblaciones y que las respuestas adaptativas de los metabolitos a la variación climática son menos evidentes de lo que se suponía, pues la diferenciación por procesos neutrales es relativamente fuerte. Además, ponen de relieve que la implicación de la inducibilidad del conjunto de los metabolitos proporciona una mayor resistencia a la herbivoría en esta especie de pino”, concluye el autor.

“Estos hallazgos proporcionan una información útil para los programas de mejora y estrategias de prevención en la gestión de recursos genéticos forestales de esta especie ante escenarios derivados del cambio global. Los múltiples estreses a los que están sometidos los pinares mediterráneos se verán exacerbados por este tipo de escenarios, en los que se predice, por ejemplo, una mayor incidencia de plagas y patógenos sobre sus poblaciones”, destacan los directores de la tesis.

El autor

 Xosé López Goldar (Vigo, 1985) es licenciado en Biología (2003-2008), con un máster en «Biodiversidad y Ecosistemas» (2011-2012) y es doctor con mención internacional (2019) en Biología por la Universidad de Vigo. Sus líneas de investigación tratan de explorar los factores que subyacen la variación genética existente en metabolitos defensivos de plantas, cómo influyen éstos en la resistencia a múltiples enemigos, y desentrañar qué fuerzas selectivas contribuyen a la evolución de dichos metabolitos en los distintos linajes evolutivos, tanto entre como dentro de las especies. En la actualidad, tras obtener el título de doctor, pretende continuar con la carrera investigadora en el extranjero mediante una estancia posdoctoral.

Ilustración de los múltiples enemigos que presenta el pino marítimo, entre los que se incluyen insectos defoliadores como la procesionaria del pino, chupadores y comedores de floema, y también hongos patógenos y nematodos. Para combatirlos, el pino marítimo utiliza una compleja combinación de defensas físicas y químicas. Entre las defensas químicas, los terpenos y los fenoles son los compuestos más importantes.