El dióxido de carbono alimenta las plantas, pero ¿se están llenando las plantas de la tierra?

Las plantas hacen mucho trabajo por nosotros, produciendo el aire que respiramos, los alimentos que comemos e incluso algunos de nuestros medicamentos. Pero cuando se trata de eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera, es posible que hayamos estado sobreestimando su capacidad.

La fotosíntesis actúa como los pulmones de nuestro planeta: las plantas usan luz y dióxido de carbono (CO₂) para producir los azúcares que necesitan para crecer, liberando oxígeno en el proceso. Cuando las concentraciones atmosféricas de CO₂ aumentan, como lo ha sido gracias a los humanos que queman combustibles fósiles, uno podría pensar que las plantas disfrutan de una mezcla heterogénea de alimentos para un crecimiento ilimitado. Pero un nuevo estudio publicado en Science muestra que este exceso de riqueza no es tan efectivo como se pensaba anteriormente.

Dado que el CO₂ es la principal fuente de alimento para las plantas, el aumento de los niveles estimula directamente la tasa fotosintética de la mayoría de las plantas. Este impulso en la fotosíntesis, conocido como el «efecto de fertilización con CO₂», mejora el crecimiento de muchas de las especies de plantas de la tierra, y los efectos se ven más claramente en los cultivos y los árboles jóvenes, y menos en los bosques maduros.

La cantidad de CO₂ utilizada por la fotosíntesis y almacenada en la vegetación y los suelos ha crecido en los últimos 50 años y ahora absorbe al menos una cuarta parte de las emisiones humanas en un año promedio. Hemos asumido que este beneficio seguirá aumentando a medida que aumentan las concentraciones de CO₂, pero los datos recopilados durante un período de 33 años nos muestran que eso podría no ser cierto.

La fertilización está en declive.

Estimar con precisión el tamaño del efecto global de fertilización con CO₂ no es tarea fácil. Tenemos que entender qué limita la fotosíntesis de una región a otra, y en todas las escalas, desde moléculas dentro de una hoja hasta ecosistemas completos.

El gran equipo de investigación detrás del nuevo estudio de Science utilizó una combinación de datos de satélites y observaciones y modelos sobre el terreno del ciclo del carbono. Usando este poderoso conjunto de herramientas, descubrieron que el efecto de la fertilización disminuyó en gran parte del mundo desde 1982 hasta 2015, una tendencia que se correlaciona bien con los cambios observados en las concentraciones de nutrientes y el agua disponible en el suelo.

En muchos sentidos, la combinación de estas diferentes herramientas ayuda a obtener una imagen más completa de cómo los ecosistemas del mundo realizan la fotosíntesis. Los investigadores utilizaron una colección de mediciones a largo plazo de torres de flujo como la que se muestra a continuación, que monitorean continuamente el CO₂ y el agua que utilizan las plantas y están repartidas por los biomas de la tierra y proporcionan el mejor medio para medir la fotosíntesis a escala del ecosistema.

Las torres de flujo tienen un rango de medición limitado (1 km más o menos), pero los datos que recopilan estas torres ayudan a verificar las estimaciones satelitales de cuánta fotosíntesis está ocurriendo. Con satélites y torres de flujo que ahora brindan registros desde la década de 1990 (y antes en algunos casos), los científicos pueden evaluar las tendencias a largo plazo en la fotosíntesis global. Luego, estos pueden compararse con «modelos», las simulaciones basadas en computadora que predicen las interacciones entre la planta y el medio ambiente, como lo hicieron los investigadores en este estudio reciente.

¿Qué pueden faltar en los modelos?

Los investigadores en el último estudio encontraron que la disminución en la fertilización con CO₂ estaba relacionada con la disponibilidad de nutrientes y agua, que las simulaciones por computadora podrían no tener en cuenta adecuadamente. Sabemos que los nutrientes como el nitrógeno y el fósforo están disminuyendo en algunas áreas, lo que puede no tenerse en cuenta. Las plantas también pueden aclimatarse, o cambiar su forma de crecer, cuando cambia el entorno.

Al igual que podemos gastar menos en comestibles cuando la comida es abundante, las plantas invierten menos nitrógeno en la fotosíntesis cuando se cultivan con un alto contenido de CO₂. Cuando esto sucede, la fertilización con CO₂ es menos efectiva que antes. Debido a que algunas plantas tienen una respuesta más fuerte que otras, la respuesta puede ser difícil de explicar en simulaciones por computadora.

Durante muchos años, algunas personas han asumido que la fertilización con carbono mitigará el cambio climático al disminuir la velocidad a la que aumenta el CO₂ en la atmósfera. Aunque el efecto está integrado en los modelos utilizados para predecir climas futuros, el argumento ha sido ampliamente malinterpretado por quienes creen que el mundo está reaccionando de forma exagerada al cambio climático.

Pero si el nuevo estudio es correcto, y de hecho hemos estado sobreestimando la cantidad de carbono que las plantas extraerán de la atmósfera en el futuro, incluso nuestras proyecciones climáticas más cautelosas probablemente hayan sido optimistas.