Los hallazgos, publicados en Science, revelan una caída de aproximadamente el 70% en el almacenamiento de carbono de la selva tropical, lo que habla de las preocupaciones sobre la capacidad de los bosques circundantes para capturar y almacenar dióxido de carbono de la atmósfera a medida que avanza el cambio climático.
Sin embargo, también descubrieron que una intrincada red de estrategias de uso del agua y las interacciones del suelo pueden respaldar la estabilidad del bosque frente a sequías extremas.
“El bosque fue, en cierto modo, sorprendentemente resistente a la sequía”, dice Laura Meredith, profesora asistente en la Escuela de Recursos Naturales y Medio Ambiente de la Universidad de Arizona en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida de la Universidad de Arizona y una de tres líderes del proyecto.
La selva tropical rodeada de vidrio en la Biosfera 2 de la universidad, que alberga 90 especies de plantas en un área del tamaño de siete canchas de tenis, permitió a los investigadores simular una sequía completa del ecosistema.
El experimento, llamado Dinámica del agua, la atmósfera y la vida, o WALD, que en alemán significa “bosque”, se propuso capturar todos los datos posibles a lo largo del proceso de sequía y rehumedecimiento. Los investigadores colocaron casi dos millas de tubería de teflón y más de 133 sensores a lo largo de la selva tropical de aproximadamente tres acres para recopilar simultáneamente mediciones de todo, desde reservas de carbono en la atmósfera y la vegetación, hasta microbiomas y procesos del suelo en aguas profundas.
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“Usamos isótopos estables para rastrear el movimiento del carbono y el agua a través del ecosistema en condiciones normales y sequía severa, lo que reveló sorprendentes interacciones planta-ecosistema”, dice Meredith.
“Es importante destacar que no todas las plantas individuales respondieron a la sequía de la misma manera. Algunos eran muy sensibles a la sequía y rápidamente ralentizaron su ciclo crítico de carbono y agua para estar seguros, mientras que otros fueron más tolerantes a la sequía y mantuvieron su función incluso en condiciones de sequía más riesgosas”.
En su experimento, los investigadores categorizaron las reacciones de las plantas por su tolerancia y sensibilidad a la sequía tanto en árboles de dosel grandes como en especies de maleza.
Los árboles grandes, sensibles a la sequía, generalmente consumen la mayor cantidad de agua, especialmente de la capa superior del suelo. Como la capa superior del suelo se secó primero durante la sequía, estos árboles sufrieron más rápido y más severamente por la falta de agua, explica Werner. Los investigadores asumieron que los árboles sensibles a la sequía aprovecharían inmediatamente los recursos hídricos del suelo profundo.
“En cambio, redujeron drásticamente su consumo de agua y solo recurrieron a sus reservas de aguas profundas en condiciones de sequía muy extrema”, dice Werner. “De esta manera, conservaron las reservas de agua profundas durante el mayor tiempo posible”.
Los árboles grandes tolerantes a la sequía se aferraron a las hojas de su dosel por más tiempo, brindando sombra continua y evitando que la maleza se deshidrate más.
“Tener una diversidad de respuestas a la sequía dentro de las plantas ayudó a mantener mayores funciones de ciclo del agua y del carbono de todo el ecosistema, tanto durante la mayor extensión de la sequía, como para responder rápidamente a la disponibilidad renovada de humedad con la llegada de la lluvia”. Meredith explica.
Si bien el almacenamiento de carbono en el sistema forestal disminuyó significativamente con el aumento del estrés por sequía, las plantas liberaron más compuestos orgánicos volátiles, o VOC, que están involucrados en la comunicación y la señalización entre los microbios del suelo y las plantas. Los COV son particularmente importantes en la forma en que las plantas lidian con el estrés.
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Según los resultados, hubo una cascada de emisiones de diferentes COV, incluidos isopreno, hexanal y monoterpenos, el último de los cuales puede soportar la condensación de nubes y la formación de lluvia y puede servir como mecanismo de protección contra la sequía. Si bien las plantas eran fuertes emisores de VOC a la atmósfera, la vida microbiana en el suelo interceptó algunos de esos compuestos, mitigando la cantidad total que se liberaría a la atmósfera sobre una selva tropical.
“Este papel de contrapeso de los microbios del suelo para las emisiones de COV de las plantas persistió, incluso en condiciones de sequía severa, lo que indica que debemos tener mejor en cuenta el papel de la actividad microbiana en los procesos atmosféricos”, dice Meredith.
El equipo de investigación de WALD continúa trabajando con los datos del experimento y ahora se ha centrado en la vida microbiana a menor escala del ecosistema. El equipo tiene como objetivo describir los mecanismos del ciclo del agua y el carbono en estas pequeñas escalas mediante la captura de los perfiles genómicos y metabolómicos de los microbiomas del suelo y las raíces.
“Los ecosistemas experimentales, como los que tenemos en Biosphere 2, permiten a los investigadores comprender la respuesta holística de todo un ecosistema al estrés”, dice Meredith. “Mientras trabajamos para comprender y predecir la función del ecosistema en respuesta al cambio global, debemos considerar los grupos funcionales de las plantas y sus interacciones con los suelos y la atmósfera, tanto en estudios de observación como de modelado”.
Este texto apareció originalmente en WeForum, puedes ver el original en inglés aquí.
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