Los resultados de una colaboración internacional contrastan con la teoría predominante en la comunidad científica de que las hojas de las copas de los árboles pueden mantener su temperatura dentro de un rango óptimo.
Milenio. Un nuevo estudio dirigido por la Universidad Estatal de Oregón sugiere que las hojas de las copas de los bosques no son capaces de enfriarse por debajo de la temperatura del aire circundante. Esto probablemente significa que la capacidad de los árboles para evitar aumentos de temperatura perjudiciales, y para extraer el carbono de la atmósfera, se verá comprometida en un clima más cálido y seco.
Los resultados de una colaboración internacional contrastan con la teoría predominante en la comunidad científica de que las hojas de las copas de los árboles pueden mantener su temperatura dentro de un rango óptimo para la fotosíntesis, el proceso por el que las plantas verdes obtienen su alimento a partir de la luz solar y el dióxido de carbono.
La investigación, publicada en la revista ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’, es importante para comprender y predecir las respuestas de las plantas al cambio climático, afirma el autor principal, Chris Still, de la Facultad de Ciencias Forestales de la OSU, quien señala que múltiples estudios sugieren que muchos de los bosques del mundo se están acercando a su límite térmico para la captación de carbono.
“Una hipótesis conocida como homeotermia limitada de las hojas sostiene que, a través de una combinación de rasgos funcionales y respuestas fisiológicas, las hojas pueden mantener su temperatura diurna cerca de la mejor temperatura para la fotosíntesis y por debajo de lo que es perjudicial para ellas”, señala Still.
“En concreto, las hojas deben enfriarse por debajo de la temperatura del aire a temperaturas más altas, normalmente superiores a 25 o 30 grados centígrados –añade–.
Esa teoría también implica que el impacto del calentamiento del clima en los bosques se verá parcialmente mitigado por la respuesta de enfriamiento de las hojas”.
Still y sus colaboradores utilizaron imágenes térmicas para observar la temperatura de las hojas del dosel en numerosos lugares bien instrumentados de Norteamérica y Centroamérica, desde la selva tropical panameña hasta la línea de árboles de gran altitud en Colorado, y descubrieron que las hojas del dosel no se enfrían sistemáticamente por debajo de las temperaturas del aire diurno ni permanecen dentro de un estrecho rango de temperatura, como predice la teoría de la homeotermia limitada de las hojas.
Las cámaras térmicas se montaron en torres equipadas con sistemas que miden los “flujos” de carbono, agua y energía (los intercambios entre el bosque y la atmósfera), así como una serie de variables ambientales.
“El uso de imágenes térmicas continuas de alta frecuencia para vigilar las copas de los árboles cambia realmente lo que podemos aprender sobre cómo los bosques se enfrentan al estrés del aumento de las temperaturas”, afirma Andrew Richardson, profesor de la Universidad del Norte de Arizona y coautor del estudio.
“Antes de las cámaras térmicas, si se quería medir la temperatura de las copas de los árboles había que pegar los termopares a las hojas con tiritas y esperar a que el viento los arrancara –explica–.
Pero estas cámaras nos permiten medir los cambios 24 horas al día, siete días a la semana, a lo largo de muchas estaciones y años”.
El estudio demostró que las hojas del dosel se calientan más rápido que el aire, están más calientes que el aire durante la mayor parte del día y sólo se enfrían por debajo de la temperatura del aire a mediados y finales de la tarde.
Según los científicos, es probable que el futuro calentamiento del clima provoque un aumento de la temperatura de las hojas del dosel, lo que repercutiría negativamente en el ciclo del carbono en los bosques y aumentaría el riesgo de mortalidad forestal.
“La temperatura de las hojas es importante desde hace mucho tiempo para el funcionamiento de las plantas, ya que influye en el metabolismo del carbono y en los intercambios de agua y energía –asegura Still–.
Si la fotosíntesis del dosel disminuye con el aumento de la temperatura, se reducirá la capacidad de los bosques de actuar como sumideros de carbono”.
La temperatura de las hojas en los distintos hábitats se ve afectada por la variación del tamaño de las hojas en función del clima y la latitud, así como por la estructura del dosel, explica.
Las hojas grandes se dan sobre todo en climas cálidos y húmedos, y los rasgos de las hojas, como una mayor reflectancia y un tamaño más pequeño, que mejoran la capacidad de expulsar el calor y conducen a un mayor enfriamiento, se dan sobre todo en las plantas que crecen en zonas cálidas y secas.
En gran parte de los trópicos cálidos y húmedos, la temperatura de las hojas ya se acerca o supera los umbrales de fotosíntesis neta positiva, es decir, la tasa de fijación de carbono menos la tasa de pérdida de dióxido de carbono durante la respiración de la planta.
“Si las hojas están generalmente más calientes que el aire circundante, como sugieren nuestros hallazgos, los árboles pueden estar acercándose a umbrales críticos de estrés por temperatura más rápido de lo que esperamos”, advierte Richardson.
“Nuestros resultados tienen grandes implicaciones para entender cómo se aclimatan las plantas al calentamiento, y sugieren una capacidad limitada de las hojas del dosel para regular su temperatura –destaca Still–. Nuestros datos y análisis sugieren que un clima más cálido dará lugar a temperaturas aún más altas en las hojas del dosel, lo que probablemente conducirá a la reducción de la capacidad de asimilación de carbono y, finalmente, a daños por calor”.
