- Científicos reconstruyeron por primera vez a escala cromosómica el genoma del clavelito antártico, una de las únicas dos plantas con flores nativas de la Antártida.
- El nuevo genoma permite pasar de tener “piezas sueltas” a contar con un mapa mucho más completo, lo que ayudará a investigar qué genes permiten a la planta enfrentar el frío, la radiación ultravioleta y la falta de agua.
- El clavelito también puede ser una señal de los cambios en la Antártida: sus poblaciones ya avanzan hacia latitudes más altas, mientras una Antártida más cálida podría volverse más vulnerable a las invasiones biológicas.
- El nuevo genoma permitirá estudiar cómo esta planta se adapta a condiciones extremas y podría ayudar a comprender mejor cómo responden los ecosistemas antárticos al cambio climático.
En el breve verano austral, cuando la nieve deja al descubierto algunos sectores del suelo de la Antártida, el clavelito antártico (Colobanthus quitensis) tiene apenas unas semanas para crecer. Mientras enfrenta temperaturas extremas, alta radiación ultravioleta y poca disponibilidad de agua, esta pequeña planta aprovecha ese corto periodo para desarrollarse lo más pronto posible.
“Lo que más me sorprende es su capacidad de crecer a toda velocidad en apenas dos meses sin cobertura de nieve. Es una planta que crece muy rápido”, explica Eduardo Castro-Nallar, académico de la Universidad de Talca (UTalca) e investigador de ICEMELT, anillo de investigación en ciencia antártica financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) y encabezado por la Universidad Mayor (UMayor) de Chile.
Científicos de Chile, Estados Unidos y Polonia desarrollaron una nueva herramienta para investigar cómo esta planta enfrenta ese ambiente extremo: reconstruyeron por primera vez su genoma de referencia a escala cromosómica. El estudio fue publicado en julio de 2026 en la revista Genome Biology and Evolution y presenta un ensamblaje de 887.1 millones de pares de bases distribuidos en 40 cromosomas.
“Tenemos cierto entendimiento con respecto a cómo, a nivel fisiológico, la planta responde al estrés, pero a nivel genético y de regulación del genoma estábamos carentes”, agrega Castro-Nallar.
El clavelito antártico es una de las únicas dos plantas con flores nativas de la Antártida. La otra es el pasto antártico (Deschampsia antarctica). Pero C. quitensis tiene una particularidad que amplía considerablemente la historia: su distribución se extiende desde México hasta la península Antártida. Los estudios moleculares citados por los autores indican que su llegada al continente blanco es relativamente reciente y probablemente ocurrió durante el Pleistoceno tardío, hace menos de un millón de años.
De un rompecabezas con piezas sueltas a un mapa completo
Durante años, los investigadores interesados en esta especie tuvieron que trabajar sin un mapa completo de su material genético. Existían fragmentos de ADN y análisis de expresión de genes, pero no un genoma de referencia que permitiera ubicar con precisión esos genes dentro de los cromosomas.
“Nosotros en el Centro de Ecología de la Universidad de Talca llevamos varios años estudiando a esta planta, pero siempre nuestros análisis genéticos —y los de todo el mundo—, carecían de la resolución que queríamos”, explica Castro-Nallar en entrevista con Mongabay Latam.
La limitación tenía consecuencias prácticas. El equipo, por ejemplo, estudia las interacciones entre el clavelito y los microorganismos que viven asociados a él. Sin un genoma propio de referencia, identificar qué genes de la planta se activaban frente a esos microorganismos requería compararla con otras especies.
Cristóbal Galbán, director de ICEMELT y coautor del estudio, lo explica con una imagen sencilla: “Es como tener un rompecabezas de 100 piezas del que antes sólo conocíamos las piezas sueltas. Ahora hemos logrado identificar y ensamblar 99 de ellas”.
El nuevo ensamblaje, denominado POLARIX, reúne 887 millones de pares de bases y permite ordenar el material genético del clavelito en 40 cromosomas. El nuevo mapa les permitirá ubicar genes y estudiar con mayor precisión cómo responde la planta a las condiciones extremas de la Antártida.
Según el equipo, construirlo requirió combinar distintas técnicas de secuenciación y alrededor de un año y medio de trabajo en Chile para ensamblar, ordenar y validar la información genética.
Una planta y su “segundo genoma”
Las poblaciones antárticas de esta planta forman densas estructuras en forma de cojín y tienen hojas gruesas que contribuyen a conservar agua y tolerar bajas temperaturas. Además, presentan heteromorfismo de semillas —cuando una misma planta produce dos o más tipos diferentes— caracterizado por semillas de color marrón oscuro con mayor capacidad de germinación y tolerancia a la salinidad, lo que favorece su establecimiento en condiciones de estrés. También cuenta con mecanismos antioxidantes, fotoprotectores y osmoprotectores.
Castro-Nallar menciona que las estrategias que utiliza la planta tienen que ver con la respuesta al estrés por radicales libres producto de la radiación ultravioleta, y de compuestos anticongelantes que le permiten seguir funcionando incluso bajo el punto de congelación.
Pero hay otro componente que, para el equipo, resulta fundamental: los microorganismos asociados a la planta.
“Un punto muy importante es su microbiota”, dice Castro-Nallar. “En el Centro de Ecología hemos demostrado que la microbiota modula su respuesta al estrés permitiéndole colonizar lugares donde tradicionalmente no puede. La microbiota, en este caso, es su segundo genoma y una forma de adaptación extra al genoma”.
Los investigadores han caracterizado comunidades de bacterias, hongos y virus presentes en la rizósfera —la capa de suelo alrededor de las raíces— del clavelito y del pasto antártico. Sus experimentos indican que la planta depende de esos microorganismos para obtener nutrientes y colonizar nuevas áreas.
Con el nuevo genoma podrán estudiar esa relación con mayor precisión: una de las preguntas será cómo la planta y su microbiota actúan conjuntamente para responder al estrés ambiental.
“Sabemos que es diferente a otras plantas de la misma familia —que existen, por ejemplo, en el desierto de Atacama—, así que sin duda este es el primer paso para descubrir mecanismos nuevos involucrados en la respuesta al estrés”, describe Castro-Nallar.
Una Antártida que cambia
El interés por el clavelito no se limita a conocer cómo una planta sobrevive en condiciones extremas. La especie también puede ayudar a observar transformaciones en los ecosistemas antárticos.
Castro-Nallar señala que la parte occidental de la península Antártica se está calentando a un ritmo que, según explica, incluso ha superado las expectativas de algunos modelos climáticos. En ese contexto, el clavelito y el pasto antártico están avanzando hacia latitudes más altas, con poblaciones ya descritas dentro del círculo polar antártico. Pero para interpretar esos cambios hace falta cautela.
“De hecho, hablamos de la Antártida verde como una situación que probablemente veremos en el futuro cercano», sostiene el científico.
Deniz Bozkurt, climatólogo y académico del Departamento de Meteorología de la Universidad de Valparaíso, quien no participó del estudio, considera que el clavelito puede ser un bioindicador interesante porque vive en un ambiente particularmente sensible a cambios en temperatura, nieve y disponibilidad de agua. Sin embargo, advierte que no cualquier modificación en la planta puede atribuirse directamente al cambio climático.
“Lo importante será observar durante varias décadas cambios en su distribución, abundancia, crecimiento y reproducción, y compararlos con registros climáticos. Así podemos separar las tendencias de largo plazo de la fuerte variabilidad natural que existe en la Antártida”, dice el especialista en entrevista con Mongabay Latam. El nuevo genoma, agrega, ofrece una herramienta adicional para estudiar cómo responde la especie a esas transformaciones ambientales.
El riesgo de una Antártida más cálida
El calentamiento no necesariamente significa mejores condiciones para el clavelito. Una de las preocupaciones del equipo es que una Antártida con temperaturas más altas pueda ser más vulnerable a especies que actualmente no consiguen establecerse allí.
“Una Antártida más cálida es una Antártida más vulnerable a las invasiones biológicas”, advierte Castro-Nallar.
Hoy, las bajas temperaturas y otras condiciones ambientales funcionan como un filtro para muchas semillas, polen y otros propágulos que llegan al continente, describe el científico. Si ese filtro se debilita, nuevas especies podrían encontrar condiciones para germinar, reproducirse y modificar las comunidades existentes.
El riesgo tampoco se limita a las plantas. El equipo ha encontrado evidencia de que microorganismos pueden llegar a la Antártida transportados por fenómenos meteorológicos, incluidos los llamados ríos atmosféricos, largas y estrechas franjas en la atmósfera que transportan enormes cantidades de vapor de agua desde los trópicos hacia otras latitudes. Algunos de esos microorganismos pueden portar genes asociados con resistencia a metales pesados o antibióticos “que podrían colonizar e influir sobre la vida en el continente”, según Castro-Nallar.
Para Bozkurt, estudiar especies como el clavelito también puede ayudar a comprender los límites de adaptación de los ecosistemas antárticos frente a un clima cambiante. A más largo plazo, ese conocimiento podría tener aplicaciones para cultivos expuestos a condiciones ambientales extremas, aunque el nuevo estudio no demuestra todavía que exista una aplicación agrícola inmediata. El propio artículo plantea ese potencial como una línea de investigación futura.
“Desde una perspectiva climática, estas especies son muy interesantes porque han logrado sobrevivir bajo frío, alta radiación y otras condiciones ambientales extremas”, concluye Bozkurt. “El estudio abre además nuevas posibilidades para investigar los mecanismos que permiten esa resistencia y, a más largo plazo, ese conocimiento podría tener aplicaciones en cultivos expuestos a condiciones ambientales extremas”.
De México a la Antártida
El siguiente paso para los investigadores será mirar hacia el norte. El clavelito ofrece una oportunidad poco común para estudiar cómo una misma especie responde a ambientes que cambian drásticamente con la latitud.
“Nos gustaría entender bien cómo esta pequeña planta llegó a la Antártida y para eso estamos analizando poblaciones del sur de Chile para contrastarlas con poblaciones antárticas”, describe Castro-Nallar. “El clavelito es muy interesante porque se encuentra desde el sur de México hasta el círculo polar antártico, donde va cambiando altitud por latitud”.
El nuevo mapa no resuelve todavía el misterio de cómo el clavelito consigue vivir en uno de los ambientes más extremos del planeta. Pero permite a los científicos, por primera vez, buscar esas respuestas directamente en su genoma y en la relación que mantiene con los microorganismos que lo rodean.
“Esperamos que esta pequeña planta nos enseñe y revele sus adaptaciones para poder finalmente usar esas adaptaciones para el bienestar de la humanidad”, concluye Castro-Nallar.
REFERENCIA
Castro-Nallar, E., Meneses, C., Zanne, A.E., Fudala, K., Bialik, R.J., Guajardo-Leiva, S., Egas, C., Molina-Montenegro, M.A., Galbán-Malagón, C., Rozzi, R. & Tapia-Reyes, P. A chromosome-scale genome assembly and annotation of the Antarctic pearlwort Colobanthus quitensis (Caryophyllaceae). Genome Biol Evol 18(7) (2026). https://doi.org/10.1093/gbe/evag182
*Imagen principal: paisaje de la isla Rey Jorge, donde el clavelito antártico forma densas estructuras en forma de cojín. Foto: cortesía Eduardo Castro-Nallar
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