Algunas hojas de secuoya producen comida mientras que otras beben agua.
Las secuoyas son algunos de los árboles más antiguos, altos y resistentes del mundo. Les ayuda la corteza resistente al fuego y las hojas resistentes a las plagas. Los investigadores de plantas ahora han descubierto algo más que puede ayudar a estos árboles a lidiar con el clima cambiante de la Tierra. Tienen dos tipos diferentes de hojas, y cada una se enfoca en hacer un trabajo diferente.
Un tipo convierte el dióxido de carbono en azúcar a través de la fotosíntesis. Esto hace que el alimento del árbol. Las otras hojas se especializan en absorber agua para saciar la sed de un árbol.
“Es completamente alucinante que las secoyas tengan dos tipos de hojas”, dice Alana Chin. Es científica de plantas en la Universidad de California, Davis. A pesar de que las secoyas son un árbol tan bien estudiado, «no sabíamos esto», dice ella.
Chin y sus colegas compartieron su descubrimiento el 11 de marzo en el Revista americana de botánica.
Su nuevo hallazgo puede ayudar a explicar cómo estas secoyas (Secuoya sempervirens) han demostrado ser muy buenos para sobrevivir en sitios que pueden variar desde muy húmedos hasta bastante secos. El descubrimiento también sugiere que las secoyas pueden adaptarse a los cambios climáticos.
Distinguir los dos tipos de hojas aparte
Chin y su equipo se toparon con la frondosa sorpresa mientras examinaban racimos de hojas y brotes que habían recolectado de seis secuoyas diferentes en diferentes partes de California. Querían aprender más sobre cómo estos árboles absorben agua. Algunos estaban en un área húmeda, otros en una región seca. Algunas hojas procedían de la parte inferior de un árbol, otras de varias alturas hasta las copas de los árboles, que podrían llegar a los 102 metros (alrededor de 335 pies) sobre el suelo. En total, el equipo analizó más de 6000 hojas.
De vuelta en el laboratorio, los investigadores rociaron hojas recién cortadas con niebla. Al pesarlos antes y después de la nebulización, pudieron ver cuánta humedad absorbía la vegetación. También midieron cuánto podía fotosintetizar cada hoja. Los investigadores incluso cortaron las hojas y las observaron bajo un microscopio.
Esperaban que todas las hojas se vieran y respondieran más o menos de la misma manera. Pero no lo hicieron.
Algunas hojas absorbieron mucha agua. Estaban más rizados. Parecían envolverse alrededor del tallo, casi como si lo estuvieran abrazando. El exterior de estas hojas carecía de una capa cerosa repelente al agua. Y sus entrañas estaban llenas de tejido para almacenar agua.
Además, algunas de las estructuras fotosintéticas importantes en estas hojas parecían estar desordenadas. Por ejemplo, los tubos por los que las hojas envían azúcar recién hecha al resto de la planta estaban tapados y parecían destrozados. El equipo de Chin decidió llamar a estas hojas «axiales» porque están más cerca del tallo leñoso, o eje, de la rama.
El otro tipo de hojas tenía más agujeros en la superficie, conocidos como estomas. Estos poros permiten que las hojas respiren dióxido de carbono (CO2) durante la fotosíntesis y exhalar oxígeno. El equipo de Chin ahora se refiere a estas como hojas periféricas (Pur-IF-er-ul), porque sobresalen de los bordes de la rama. Se despliegan desde el tallo para captar más luz. Estas hojas contenían tubos eficientes para mover el azúcar y tenían una «capa impermeable» espesa y cerosa sobre su superficie. Todo eso sugiere que estas hojas deberían poder realizar la fotosíntesis incluso en climas húmedos.
La mayoría de las plantas usan un tipo de hoja para realizar la fotosíntesis y absorber agua. Así que es una sorpresa, dice Chin, que estos árboles tengan un tipo de hoja distinto que parece diseñado para beber. Una secoya todavía alberga muchas más hojas para hacer comida que hojas para beber. Según los números, más del 90 por ciento de las hojas de una secoya son del tipo que produce azúcar.
Encontrar algunas hojas súper sorbedoras en los árboles de secoya «nos inspira a mirar las hojas de manera diferente», dice Emily Burns. Es bióloga en Sky Island Alliance. Ese es un grupo de biodiversidad con sede en Tucson, Arizona. Burns no participó en el nuevo estudio, pero estudia las secuoyas costeras y cómo se ven afectadas por la niebla. Los nuevos datos, dice, refuerzan que las hojas pueden ser «mucho más que simples máquinas de fotosíntesis».
El estudio también muestra una de las razones por las que algunas plantas tienen dos tipos diferentes de hojas o flores. Ese patrón se llama dimorfismo. Para las secoyas, parece ayudarlas a adaptarse a climas variados. “Este estudio revela una característica subestimada del dimorfismo de los brotes”, dice Burns.
Diferentes hojas para una mayor adaptabilidad.
Todas las hojas de secoya bebieron un poco de agua. Las hojas axiales eran mucho mejores en eso. Podrían absorber tres veces más agua que las hojas periféricas, descubrió el equipo de Chin. Una secoya grande puede beber hasta 53 litros (14 galones) de agua por hora a través de sus hojas. Eso se ve favorecido por tener muchas hojas, a veces más de 100 millones por árbol.
Las raíces también beben agua. Pero para llevar esa humedad a sus hojas, señala Chin, un árbol debe bombear agua una gran distancia contra la fuerza de la gravedad. Las hojas especializadas en sorber agua de una secuoya “son una forma disimulada que usan las plantas para obtener agua sin tener que sacarla del suelo”, explica. Ella espera que la mayoría de los árboles probablemente hagan esto hasta cierto punto. Pero no hay suficiente investigación sobre esto, dice, por lo que es difícil saber cómo se comparan las secoyas.
El lugar del árbol donde crecen las hojas súper bebedoras varía según el clima, encontró el equipo. En áreas húmedas, las secoyas brotan estas hojas cerca del fondo. Eso les permite recolectar agua de lluvia adicional a medida que cae desde arriba. Poner más hojas fotosintéticas cerca de la copa de los árboles les ayuda a aprovechar la mayor cantidad de luz solar.
Las secoyas que crecen en sitios secos distribuyen estas hojas de manera diferente. Como no hay mucha humedad aquí, el árbol coloca más hojas absorbentes de agua en lo alto para atrapar toda la niebla y la lluvia que pueda. Con menos nubes en estos sitios, los árboles no pierden mucho al poner más abajo sus hojas productoras de azúcar. De hecho, el nuevo estudio encontró que este patrón permite que las hojas de secoya en sitios secos traigan un 10 por ciento más de agua en general por hora que en áreas húmedas.
“Me encantaría observar otras especies y ver si esta [leaf-distribution trend] está más extendida”, dice Chin. Ella dice que esperaría que muchas coníferas hicieran lo mismo.
Los nuevos datos pueden ayudar a explicar cómo las secoyas y otras coníferas han sido tan resistentes. Su capacidad para cambiar donde predominan sus hojas para beber agua y hacer alimentos también puede permitir que estos árboles se adapten a medida que su clima se calienta y se seca.
