Un tronco de roble crece la mayor parte en la oscuridad. Durante las primeras horas de la mañana, cuando el aire es fresco y húmedo y las hojas no hacen nada en absoluto, el agua regresa al tallo, aumenta la presión en las células vivas del cambium y el árbol silenciosamente se espesa unos pocos micrómetros. Al mediodía, con el sol abrasador y la fotosíntesis funcionando a toda velocidad, ese crecimiento prácticamente se ha detenido. La fábrica está zumbando. Las obras de construcción han terminado por hoy.
Resulta que ese desajuste no es sólo una peculiaridad diaria. Se extiende durante todo el año y puede obligar a repensar cuánto carbono pueden realmente encerrar los bosques del mundo.
La intuición que la mayoría de nosotros tenemos, y la que está incorporada en la mayoría de los modelos climáticos, es bastante simple: un árbol que está haciendo la fotosíntesis es un árbol que está creciendo. La luz del sol entra, se elaboran azúcares, se deposita la madera, se almacena carbón durante décadas o siglos dentro del tronco. Es una historia ordenada. Según un nuevo estudio sobre los robles publicado en Science Advances, tampoco es del todo correcto.
“En este momento, la mayoría de los modelos suponen que si hay fotosíntesis, hay crecimiento. Descubrimos que ese no es el caso”, dice Mukund Palat Rao, ecoclimatólogo del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty, parte de la Escuela del Clima de Columbia, y autor principal del estudio.
Rao y sus colegas abordaron la cuestión con una minuciosidad casi obsesiva, observando ocho especies de robles a escalas que van desde la celular hasta la satelital. Ataron sensores a los troncos que podían detectar cambios de unas pocas millonésimas de metro, el árbol se hinchaba durante la noche mientras las raíces bebían y se encogía durante el día a medida que perdía agua a través de sus hojas. Montaron cámaras en el dosel, instalaron torres de flujo para olfatear el dióxido de carbono sobre las copas de los árboles y obtuvieron registros de los anillos de crecimiento y lecturas satelitales de la fotosíntesis en 137 sitios, desde los bosques del este de Estados Unidos hasta las sabanas de robles de California.
Lo que los números mostraban era un árbol que llevaba una especie de doble vida.
En los sitios orientales, los robles crecieron principalmente de mayo a julio, luego dejaron caer sus herramientas, incluso cuando continuaron con la fotosíntesis hasta bien entrado octubre. Aproximadamente el 36 por ciento de la absorción de carbono del año se produjo después de que el crecimiento ya se había detenido. En California, donde el ritmo va hacia un invierno más húmedo, el crecimiento se produjo de diciembre a abril y se agotó en agosto, con aproximadamente una cuarta parte del transporte anual de carbono llegando después de que terminaron las obras de construcción. Y a escala diaria la división fue aún más marcada: en un sitio semiárido de California, más del 80% de todo el crecimiento ocurrió antes de las siete de la mañana, mientras que la fotosíntesis alcanzó su punto máximo alrededor del mediodía. La razón, piensa Rao, se reduce al agua y la presión. Las células en crecimiento necesitan estar turgentes, hinchadas, para dividirse y expandirse, y eso requiere agua que el árbol simplemente no puede retener cuando el aire se vuelve caliente y sediento. “En el momento en que hay condiciones secas y calurosas, la actividad de crecimiento se detiene casi instantáneamente, mientras que la fotosíntesis parece continuar a un ritmo ligeramente menor”, dice.
¿A dónde va todo ese carbono extra?
Así que las hojas siguen alimentando al árbol mucho después de que el tronco haya dejado de ganar peso. La pregunta obvia es qué sucede con el excedente. Una parte, dice Rao, se reserva para impulsar el crecimiento la primavera siguiente; parte pasa a nuevas hojas y raíces, o simplemente se quema para mantener las células funcionando durante el invierno. En esta imagen, no gran parte termina como la madera de larga vida que hace de los bosques un sumidero de carbono tan útil.
Esa distinción importa más de lo que parece. El carbono de un baúl puede permanecer allí durante décadas, siglos y, a veces, más. El carbono desviado hacia las hojas, las raíces finas o las tareas metabólicas regresa a la superficie con bastante rapidez. Si un mundo en calentamiento y rico en carbono realmente acelera la fotosíntesis, como suponen muchos modelos, pero ese azúcar adicional no se convierte en madera, entonces las proyecciones optimistas de que los bosques engordarán y almacenarán cada vez más carbono comenzarán a parecer un poco inestables.
Una oscilación que empeora a medida que cambia el clima
Hay un aguijón en la cola. Los investigadores descubrieron que la desvinculación era más pronunciada en los años en que el clima local oscilaba entre húmedo y seco, el tipo de latigazo que se espera que el cambio climático haga más común. En otras palabras, las mismas condiciones que se avecinan son las que con mayor probabilidad alejan más el crecimiento y la fotosíntesis. Los modelos del sistema terrestre que suponen que los dos permanecen unidos, argumenta el equipo, pueden estar sobreestimando la cantidad de carbono que los bosques se salarán a medida que el aire se vuelva más caliente y seco.
Por ahora, el trabajo cubre los robles, un grupo ecológicamente poderoso a veces llamado el género leñoso más importante del hemisferio norte, pero solo los robles. Rao y sus colegas ya están siguiendo el mismo patrón en otras especies y ecosistemas, esperando encontrarlo en diversos grados. “Realmente todavía no tengo respuestas”, dice. “Aún quedan muchas preguntas por resolver”.
Preguntas frecuentes
Si un árbol está realizando la fotosíntesis, ¿no crece automáticamente?
No necesariamente, y ese es el corazón de este estudio. La fotosíntesis produce los azúcares, pero la formación de madera nueva es un proceso separado que necesita las condiciones físicas adecuadas, principalmente suficiente presión de agua dentro de las células para permitirles dividirse y expandirse. Los robles de esta investigación siguieron realizando la fotosíntesis durante meses después de que sus troncos dejaron de engrosarse durante un año.
¿Por qué importa dónde termina el carbono dentro de un árbol?
Porque diferentes partes de un árbol retienen carbono durante períodos de tiempo tremendamente diferentes. El carbono encerrado en el tronco de la madera puede permanecer ahí durante décadas o siglos, lo que hace que los bosques sean valiosos para compensar las emisiones. El carbono que pasa a las hojas, a las raíces finas o al metabolismo cotidiano se libera mucho antes, por lo que contribuye poco al almacenamiento a largo plazo.
¿Significa esto que los bosques ya no son sumideros de carbono útiles?
No. Los bosques todavía absorben una gran parte de las emisiones de carbono humanas y siguen siendo una de nuestras mejores defensas naturales. El hallazgo es más limitado pero importante: la cantidad de carbono almacenado a largo plazo puede ser menor de lo que predicen los modelos optimistas, porque más luz solar no se traduce de manera confiable en más madera.
¿Por qué el clima cálido y seco detendría el crecimiento pero no la fotosíntesis?
El crecimiento depende de la turgencia, la presión interna del agua que permite que las células se hinchen y se dividan, y esa presión colapsa rápidamente cuando el aire está caliente y seco y el árbol pierde agua más rápido de lo que puede reponerla. La fotosíntesis es más resistente y se ralentiza sólo gradualmente a medida que los poros de las hojas se cierran. De modo que el crecimiento se detiene casi instantáneamente mientras las hojas siguen funcionando.
¿Dónde puedo leer la investigación original?
El estudio, “Asimilación de carbono desacoplada y respuestas de crecimiento a la aridez en robles de hoja caduca templada”, aparece en Science Advances y es de acceso abierto en https://doi.org/10.1126/sciadv.ady7139.
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