Secuoyas los árboles vivos más altos Han sobrevivido durante milenios resistiendo el fuego y las plagas Las secuoyas tienen dos tipos de hojas, los científicos encuentran un rasgo que podría ayudarlos a sobrevivir en un clima cambiante.
El estudio revela así que las hojas periféricas tienen un papel muy clásico, realizan la fotosíntesis, formando azúcar gracias a la luz. Las cuchillas axiales no son particularmente eficientes en esta tarea. Tener hojas que no están destinadas a la fotosíntesis es lo suficientemente sorprendente.
Si eres un árbol, no querrás tener una hoja que no realice la fotosíntesis, a menos que haya una buena razón para hacerlo, advierte Alana Chin. Como nos recuerda el estudio, muchos árboles en ambientes secos utilizan la absorción de agua por parte de las hojas para reducir el estrés hídrico. Y aquí es donde sobresalen las hojas axiales: absorben el agua increíblemente bien, permitiendo que una gran secoya crezca chupar al menos 50 litros en una hora! Las secuoyas de la costa son árboles increíbles que los científicos han estudiado durante generaciones. Sabemos que son los árboles vivos más altos y han sobrevivido durante milenios, resistiendo el fuego y las plagas. Debido a que las secuoyas son longevas, grandes y resistentes a la descomposición, los bosques que dominan almacenan más masa sobre el suelo y, por lo tanto, presumiblemente más carbono, que cualquier otro ecosistema en la Tierra.
Sin embargo, mientras trabajábamos en un estudio publicado recientemente, colegas de la Universidad de California, Davis y Cal Poly Humboldt y yo aprendimos un secreto que había estado sentado justo debajo de nuestras narices. Resulta que las secuoyas tienen dos tipos de hojas que se ven diferentes y realizan tareas muy diferentes. Esta característica previamente desconocida ayuda a los árboles a adaptarse a condiciones húmedas y secas, una capacidad que podría ser clave para su supervivencia en un clima cambiante. https://youtu.be/-swLTsWXPII Las secuoyas pueden vivir por más de 2.000 años y crecer hasta más de 350 pies (106 mts.) de altura. Agua suficiente Dondequiera que crezcan los árboles, tarde o temprano sus hojas se mojan. Para los árboles en ambientes húmedos, esto puede ser un problema si las películas de agua cubren sus estomas. Estos pequeños poros permiten que el dióxido de carbono entre en las hojas para que el árbol pueda combinarlo con agua para hacer tejido vegetal a través de la fotosíntesis. Muchos árboles que son comunes a los bosques húmedos tienen hojas con adaptaciones que impiden que se formen estas películas de agua. En contraste, los árboles que crecen en ambientes secos aprovechan breves episodios de humedad de las hojas para absorber agua valiosa directamente a través de las superficies de sus hojas, a través de estructuras especiales de las hojas e incluso a través de sus estomas. Pero algunos árboles, incluidas las secuoyas costeras, viven en ambientes húmedos y secos con una intensa variación estacional. Para árboles de hoja ancha como la encina, que crece en climas mediterráneos con veranos secos e inviernos lluviosos, este desafío de humedad estacional es relativamente fácil de superar. Sus estomas están en la parte inferior protegida de sus hojas, lo que las mantiene libres de agua, mientras que las superficies superiores de las hojas absorben agua. Pero las secuoyas son coníferas, o árboles con conos, con hojas delgadas y planas en forma de aguja, y necesitan una forma diferente de equilibrar los objetivos competitivos de repeler y absorber el agua. Sabíamos que queríamos explorar cómo las secuoyas cumplían con el desafío paradójico de la humedad de las hojas, cuánta agua podían absorber las secuoyas y qué características de las hojas causaban diferencias en la capacidad de absorción de agua. Lo que aprendimos fue una sorpresa total.
Un solo estoma en una hoja de tomate, mostrado a través de microscopio electrónico. Photohound/Wikipedia
Grandes árboles con grandes secretos Los científicos han sabido durante mucho tiempo sobre la capacidad de las secuoyas para absorber agua a través de sus hojas. Pero averiguar cuánta agua puede absorber las secuoyas de esta manera, y cómo la capacidad para hacerlo puede variar de un tipo de clima a otro, es un verdadero desafío en esta especie. Primero, una gran secoya tiene más de 100 millones de hojas con una gran cantidad de superficie para la absorción de agua. Y estas hojas cambian drásticamente de estructura con la altura, pasando de largas y planas a cortas y parecidas a punzones. Así que no pudimos hacer esto bien simplemente recogiendo hojas a nivel del suelo. Para complicar aún más las cosas, la gravedad siempre está empujando hacia abajo la columna gigante de agua que se eleva hacia arriba a través del tronco de una secuoya. Como resultado, las hojas en la parte superior del árbol siempre tienen menos agua disponible que las que están más abajo. La sequedad inherente de la copa del árbol debe atraer el agua a la hoja más rápidamente que a las hojas ricas en agua en la parte inferior, al igual que una esponja seca recoge el agua más rápido que una húmeda. Para obtener una imagen precisa de cómo las secuoyas absorbían el agua, necesitábamos hojas de árboles en ambientes húmedos y secos, y de múltiples alturas en esos árboles. Para llevarlos a sus niveles naturales de agua basados en la gravedad para su análisis, colocamos nuestras muestras de hojas en una cámara de niebla en este caso, un cofre de hielo conectado a un humidificador de habitación y medimos el aumento de peso con el tiempo para ver cuánta agua podían absorber. Un rastro de pistas Mientras desarmábamos racimos de brotes de secoya para sumergirlos en la niebla, dividimos cada racimo en pedazos. Los racimos de brotes de secoya se abren a partir de un núcleo leñoso y se segmentan en brotes individuales de múltiples edades, cada uno con su propio conjunto de hojas. Separamos los brotes a lo largo del eje central leñoso de los brotes flexibles mucho más comunes en los bordes exteriores de cada racimo. Rápidamente se hizo obvio que los brotes del eje central tenían hojas que podían absorber agua tres veces más rápido que las hojas periféricas. Cuando miramos dentro de las hojas con un microscopio, entendimos que eran dos tipos completamente diferentes. Tampoco se ven iguales por fuera, pero esto fue tan inesperado que necesitábamos ver su estructura interna para convencernos realmente Las hojas axiales estaban llenas de células de almacenamiento de agua, pero sus tubos de floema en las hojas que exportan azúcares fotosintéticos al árbol parecían estar bloqueados e inútiles. Si un árbol tiene hojas, la sabiduría convencional es que están ahí para la fotosíntesis, pero nos preguntamos si las hojas axiales tenían un propósito diferente.
Las hojas periféricas anchas de las secuoyas, que se muestran a la izquierda, constituyen aproximadamente el 95% del área de las hojas de los árboles y hacen toda la fotosíntesis. Sus hojas axiales, a la derecha, son expertas en absorber agua. Alana Chin, CC BY-ND Con algunas mediciones adicionales, encontramos que las hojas axiales de las secuoyas están especializadas para absorber agua. Las diferencias entre las superficies de las hojas axiales y periféricas, especialmente su cobertura de cera, causan las diferencias en sus tasas de absorción de agua. A diferencia de las hojas axiales, las hojas periféricas de las secuoyas tienen superficies cerosas con muchos estomas. Esto ayudó a explicar cómo foto sintetizan durante todo el año, independientemente de la larga estación húmeda en gran parte de su hábitat actual. Un análisis posterior mostró que las hojas axiales de las secuoyas representan solo alrededor del 5% del área total de la hoja de los árboles, y apenas producen suficiente energía a través de la fotosíntesis para mantenerse. Pero contribuyen hasta el 30% de la capacidad total de absorción de agua de los árboles. Juntos, estos dos tipos de hojas equilibran los requisitos de duelo de la fotosíntesis y la absorción de agua, lo que permite que las secuoyas prosperen tanto en hábitats húmedos como secos. Usando mediciones de árboles a gran escala y ecuaciones para estimar el área de las hojas de secoya, estimamos que estos gigantes sedientos pueden absorber hasta 105 libras (48 kilogramos) de agua en la primera hora de una lluvia que moja sus hojas. Eso equivale a 101 pintas de cerveza. La importancia para las secuoyas Comprender qué causa la variación en la capacidad de absorción de las hojas de secoya puede ayudarnos a medir las diferencias en las capacidades de absorción de agua entre los árboles y los entornos, ahora y en el futuro. En mi opinión, esta es la parte potencialmente más útil de nuestro estudio.
Las secuoyas varían sus dos tipos de hojas para adaptarse a sus climas locales. En las selvas tropicales húmedas en la parte norte de su área de distribución, por encima del condado de Mendocino, los árboles invierten en menos de las hojas axiales que están especializadas para absorber agua. Estas hojas se concentran en las copas inferiores de los árboles, dejando las copas de los árboles fotosintéticamente de alto rendimiento libres para maximizar la producción de azúcar bajo el sol brillante En los bosques secos en los márgenes meridionales del área de distribución de las secuoyas, los árboles tienen más hojas axiales en sus copas estresadas por el agua. Esto les permite aprovechar mejor los eventos más breves de humectación de las hojas, pero significa que foto sintetizan menos por área de hoja que las secuoyas en áreas más húmedas.
Cera en la superficie de una hoja de secoya. Los puntos blancos son tapones resistentes al agua en los estomas. Marty Reed, CC BY-ND La capacidad de las secuoyas para cambiar los tipos de hojas para que coincidan con las diferencias climáticas regionales puede ayudarlos a adaptarse al cambio climático en una California cada vez más seca. Eso sería una buena noticia para conservar estos árboles épicos, y puede ser una característica prometedora para investigar a medida que los científicos intentan vincular los rasgos de tolerancia a la sequía con las diferencias regionales entre las poblaciones de secuoyas.
El rango de las secuoyas costeras se extiende desde el sur de Oregón hasta la costa Big Sur de California. Departamento de Parques y Recreación de California Martin Eduardo Lucione https://facebook.com/Ecoalfabetizacion https://issuu.com/martinlucione Extraído The Conversation Alana Chin