Chris Lawton / Unsplash, CC BY-SA

A medida que los días se acortan y las temperaturas bajan en el hemisferio norte, las hojas comienzan a girar. Podemos disfrutar de los gloriosos colores otoñales mientras las hojas aún están en los árboles y, más tarde, pateando una alfombra roja, marrón y dorada cuando salimos a caminar.

Cuando las temperaturas vuelven a subir en primavera, se reanuda la temporada de crecimiento de los árboles. Durante los meses más cálidos, los árboles toman dióxido de carbono de la atmósfera y lo almacenan en moléculas complejas, liberando oxígeno como subproducto. Este, en pocas palabras, es el proceso de fotosíntesis. Cuanto más fotosíntesis, más carbono se encierra.

Sabemos que el dióxido de carbono es uno de los principales impulsores del cambio climático, por lo que cuanto más puedan sacar las plantas de la atmósfera, mejor. Con el clima más cálido que conduce a una temporada de crecimiento más larga, algunos investigadores han sugiere que los árboles y otras plantas absorberían más dióxido de carbono que en épocas anteriores. Pero un nuevo estudio ha invertido esta teoría y podría tener profundos efectos sobre cómo nos adaptamos al cambio climático.

Alcanzando el límite

Los investigadores, dirigidos por Deborah Zani del Instituto Federal Suizo de Tecnología, estudiaron el grado en que el momento de los cambios de color en las hojas de los árboles otoñales estaba determinado por el crecimiento de la planta en la primavera y el verano anteriores.

La temperatura y la duración del día se aceptaban tradicionalmente como los principales determinantes de cuándo las hojas cambiaban de color y caían, lo que algunos científicos asumir que el aumento de las temperaturas retrasaría este proceso hasta más tarde en la temporada. Al estudiar las especies de árboles europeos de hoja caduca, incluidos el castaño de indias, el abedul plateado y el roble inglés, los autores del nuevo estudio registraron la cantidad de carbono que absorbió cada árbol por temporada y cómo eso finalmente afectó cuando cayeron las hojas.

Utilizando los datos de la Proyecto Paneuropeo de Fenología, que ha rastreado algunos árboles durante 65 años, los investigadores encontraron en su estudio de observación a largo plazo que a medida que aumentaba la tasa de fotosíntesis, las hojas cambiaban de color y caían a principios de año. Por cada 10% de aumento en la actividad fotosintética durante la temporada de crecimiento de primavera y verano, los árboles pierden sus hojas, en promedio, ocho días antes.

Experimentos con clima controlado en hayas europeas de cinco años y reina de los prados japoneses sugieren qué podría estar detrás de este resultado inesperado. En estos ensayos, los árboles se expusieron a pleno sol, media sombra o sombra total. Los resultados muestran que existe un límite en la cantidad de fotosíntesis que puede realizar un árbol durante una temporada de crecimiento. Piense en ello como llenar un balde con agua. Se puede hacer de forma lenta o rápida, pero una vez que el balde está lleno, no hay lugar a donde ir más agua.

Los árboles de hoja caduca, que pierden hojas en otoño, tienen una cantidad fija de carbono que pueden absorber por temporada. Alex Stemmer / Shutterstock

Esta investigación muestra que los árboles de hoja caduca solo pueden absorber una cantidad determinada de carbono cada año y una vez que se alcanza ese límite, no se puede absorber más. En ese momento, las hojas comienzan a cambiar de color. Este límite lo establece la disponibilidad de nutrientes, particularmente nitrógeno, y la estructura física de la planta misma, particularmente los vasos internos que mueven el agua y los nutrientes disueltos. El nitrógeno es un nutriente clave que las plantas necesitan para crecer y, a menudo, es la cantidad de nitrógeno disponible la que limita el crecimiento total. Es por eso que los agricultores y jardineros utilizan fertilizantes nitrogenados para superar esta limitación.

Juntas, estas limitaciones significan que la absorción de carbono durante la temporada de crecimiento es un mecanismo de autorregulación en árboles y plantas herbáceas. Solo se puede absorber una cantidad limitada de carbono.

Colores de otoño anteriores

En un mundo con niveles crecientes de carbono en la atmósfera, estos nuevos hallazgos implican que un clima más cálido y temporadas de crecimiento más largas no permitirán que los árboles caducifolios templados absorban más dióxido de carbono. El modelo predictivo del estudio sugiere que para el 2100, cuando se espera que las temporadas de crecimiento de los árboles sean entre 22 y 34 días más largas, las hojas caerán de los árboles entre tres y seis días antes de lo que lo hacen ahora.

Esto tiene implicaciones importantes para la modelización del cambio climático. Si aceptamos que la cantidad de carbono absorbida por los árboles de hoja caduca en países de temperatura como el Reino Unido seguirá siendo la misma cada año independientemente de la temporada de crecimiento, los niveles de dióxido de carbono aumentarán más rápidamente de lo que se esperaba anteriormente. La única forma de cambiar esto será aumentar la capacidad de los árboles para absorber carbono.

Las plantas que no están limitadas por la cantidad de nitrógeno disponible pueden crecer durante más tiempo en el clima cálido. Estos son los árboles que pueden tomar nitrógeno del aire, como aliso. Pero estas especies aún perderán sus hojas aproximadamente a la misma hora de siempre, gracias a la menor luz del día y las temperaturas más frías.

Pero por el lado positivo, con la perspectiva de que algunos árboles pierdan sus hojas antes y otros las pierdan en el momento en que lo hacen ahora, podría haber la perspectiva de colores otoñales prolongados, y más tiempo para que podamos patear las hojas.

Sobre la autora

Philip James, profesor de ecología, Universidad de Salford

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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