La tolerancia a la congelación describe la capacidad de las plantas para soportar temperaturas bajo cero mediante la formación de cristales de hielo en el xilema y el espacio intercelular, o apoplasto , de sus células. La tolerancia al congelamiento se mejora como una adaptación gradual a bajas temperaturas a través de un proceso conocido como aclimatación al frío, que inicia la transición para prepararse para temperaturas bajo cero a través de alteraciones en la tasa de metabolismo, niveles hormonales y azúcares. [1] La tolerancia al congelamiento aumenta rápidamente durante los primeros días del proceso de aclimatación al frío cuando la temperatura desciende. Dependiendo de la especie de planta, la tolerancia máxima a la congelación se puede alcanzar después de solo dos semanas de exposición a bajas temperaturas. [2]La capacidad de controlar la formación de hielo intercelular durante la congelación es fundamental para la supervivencia de las plantas tolerantes a la congelación. [3] Si se forma hielo intracelular, podría ser letal para la planta cuando se produzca la adhesión entre las membranas celulares y las paredes. El proceso de tolerancia a la congelación mediante la aclimatación al frío es un mecanismo de dos etapas: [4]
Dentro del apoplasto , las proteínas anticongelantes localizan el crecimiento de cristales de hielo mediante nucleadores de hielo para prevenir daños físicos a los tejidos y promover el sobreenfriamiento dentro de los tejidos y células sensibles a la congelación. El estrés osmótico , incluida la deshidratación, la alta salinidad, así como el tratamiento con ácido abscísico , también pueden mejorar la tolerancia al congelamiento.
La tolerancia a la congelación se puede evaluar realizando un ensayo de supervivencia de la planta simple o con el ensayo de fuga de electrolitos cuantitativo, que requiere más tiempo. [5]
Las plantas no son los únicos organismos capaces de soportar temperaturas bajo cero. Se ha demostrado que las ranas de madera, las tortugas pintadas juveniles, las larvas de la mosca de la agalla de la vara de oro y los caracoles bígaro intermareales son capaces de hacer lo mismo. Convierten hasta el 70% del agua corporal total en hielo que se acumula en los espacios extracelulares. [6] Con el fin de realizar actos tan notables, se han identificado varias adaptaciones bioquímicas como factores de apoyo a la tolerancia a la congelación. Estos incluyen los siguientes: