La ecografía revela los secretos de supervivencia en épocas de sequía de los árboles

Los tejidos de los árboles vivos pueden contener los secretos de por qué algunos pueden recuperarse después de una sequía y otros mueren. Pero esos tejidos son difíciles de evaluar en bosques maduros. Después de todo, los árboles de 90 años no pueden viajar al laboratorio para obtener una imagen de escaneo. Entonces, la mayoría de los estudios sobre los impactos de la sequía en las plantas se realizan en el laboratorio y en árboles más jóvenes, o mediante la extracción de núcleos de árboles maduros.

Barbara Beikircher, una ecofisióloga de la Universidad de Innsbruck en Austria, y sus colegas utilizaron un enfoque diferente: llevaron el laboratorio a los árboles.

En el bosque Kranzberg, fuera de Munich, el equipo equipó soportes de abetos y hayas maduros con sensores de ultrasonido resistentes y a prueba de agua. Algunos de los soportes habían sido cubiertos por techos para bloquear la lluvia de verano, creando condiciones de sequía artificial.

Cinco años de monitoreo revelaron que los hayas (Fagus sylvatica) son más resistentes a la sequía que los abetos (Picea abies), informó el equipo en la revista Plant Biology de diciembre. La investigación de los mecanismos subyacentes explicó esta diferencia.

Los árboles estresados por la sequía produjeron más señales de ultrasonido que los árboles expuestos a las lluvias de verano. Esas ondas acústicas tenues rebotaban en burbujas de aire llamadas embolias en lo profundo del sistema vascular de los árboles. La tensión superficial mantiene el agua en movimiento a través de los miles de vasos pequeños de un árbol - la evaporación de los poros en las hojas impulsa el agua hacia arriba del tronco. Pero si hay agua insuficiente en el suelo, este tirón hacia arriba puede generar embolias que obstruyen los vasos. En los experimentos, los abetos emitiaron muchos más pings que los hayas, lo que sugiere que tenían muchas más embolias.

Esto a pesar del hecho de que los hayas parecen ser menos cuidadosos con el manejo de su agua, al menos en la superficie. Los árboles pueden evitar las embolias cerrando los poros en sus hojas, pero hay un equilibrio. Hacerlo corta el suministro de dióxido de carbono que impulsa la fotosíntesis, lo que hace que los árboles necesiten carbohidratos y azúcares para vivir y crecer. En condiciones secas, los árboles enfrentan una elección imposible "entre morir de hambre y morir de sed", dice Beikircher.

Los hayas sufrieron menos embolias que los abetos, aunque mantuvieron sus poros abiertos más tiempo que los coníferas. Tal vez sea porque los hayas tienen raíces que se extienden hacia un suelo más profundo y húmedo y reservas de agua más robustas, dice Beikircher. Otro conjunto de experimentos después de que los investigadores aliviaron la sequía sugiere que ese es el caso.

Al final del experimento, el equipo empapó el suelo. Todos los árboles se recuperaron bien en la mayoría de las medidas: las tasas de fotosíntesis en los árboles previamente resecos alcanzaron las tasas de los árboles en los grupos de control y las embolias se llenaron de agua.

Pero cuando Beikircher midió la resistencia de los árboles a una corriente eléctrica, una indicación de los niveles de humedad en lo profundo de los troncos, las reservas de agua de los abetos aún estaban agotadas. Una temporada de lluvia no fue suficiente para ayudar a estos árboles a recuperarse por completo. No está claro si los abetos pueden reponer sus reservas después de una sequía prolongada o cuánto tiempo puede tomar.

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Las especies que pueden resistir las condiciones de sequía y recuperarse más rápidamente pueden volverse más pobladas en los bosques futuros a medida que el cambio climático causa sequías más frecuentes e intensas (SN: 3/10/22). Esto significa que las composiciones de los árboles que conforman los bosques templados del mundo podrían cambiar a medida que el clima se calienta, con consecuencias inciertas para las otras plantas y animales en estos ecosistemas.

Beikircher planea probar si un bosque más diverso podría ayudar a especies sensibles a la sequía como el abeto a sobrevivir. Los hayas de raíces profundas intercalados con abetos podrían ayudar a aumentar la humedad en los niveles superiores del suelo al absorber agua hasta donde están las raíces de abeto, dice ella.