CAMBIO CLIMÁTICO

Los científicos han descubierto que las secuoyas tienen dos tipos de hojas, una característica que podría ayudarlas a sobrevivir en un clima cambiante.

Las secuoyas costeras son árboles asombrosos que los científicos han estudiado durante generaciones.sabemos que son árbol vivo más alto y sobrevivió durante miles de años, resistente al fuego y parásitoDebido a que las secuoyas son longevas, voluminosas y no perecederas, los bosques que ocupan pueden almacenar Más masa aérea y, por lo tanto, posiblemente más carbono.más que cualquier otro ecosistema en la Tierra.

No obstante, en un estudio publicado recientemente, Universidad de California, Davisy Caltech Humboldt y Una generación Aprendió un secreto que siempre ha estado bajo nuestras narices.

Resulta que las secoyas tienen dos tipos de hojas que se ven diferentes y realizan tareas muy diferentes. Este rasgo previamente desconocido ayuda a los árboles a adaptarse a condiciones húmedas y secas, una habilidad que podría ser clave para su supervivencia en un clima cambiante.

Las secoyas pueden vivir más de 2000 años y crecer hasta más de 350 pies de altura.

suficiente agua

No importa dónde crezcan los árboles, tarde o temprano sus hojas se mojarán.Para árboles en condiciones húmedas, esto puede ser un problema si hay una película de agua tapar sus porosEstos pequeños poros permiten que el dióxido de carbono entre en las hojas, por lo que los árboles pueden combinarlo con agua, permitiendo que pase el tejido vegetal. fotosíntesisMuchos árboles que se encuentran comúnmente en los bosques húmedos tienen un follaje adaptable evitar que se formen estas películas de agua.

Por el contrario, los árboles que crecen en condiciones secas aprovechan la humectación breve de las hojas. Absorbe el agua preciosa directamente a través de la superficie de sus hojas, a través de una estructura de hoja especialincluso a través de sus porosPero algunos árboles, incluidas las secuoyas costeras, viven en condiciones húmedas y secas que varían mucho de una estación a otra.

Para maderas duras, como santo robleAl crecer en un clima mediterráneo con veranos secos e inviernos lluviosos, este desafío húmedo estacional es relativamente fácil de superar. Sus estomas están ubicados en la parte inferior sombreada de las hojas, manteniéndolas alejadas del agua, mientras que las superficies superiores de las hojas absorben agua. Pero las secoyas son coníferas, o conos, agujas finas y planas Las hojas necesitan una forma diferente de equilibrar los objetivos competitivos de repeler y absorber la humedad.

Un solo estoma en una hoja de tomate mostrado por microscopía electrónica.
Sabueso/Wikipedia

Sabíamos que queríamos explorar cómo responden las secoyas al desafío paradójico de la humedad de las hojas, cuánta agua puede absorber una secoya y qué características de las hojas conducen a diferencias en la capacidad de absorción de agua. Lo que aprendimos fue completamente inesperado.

Los árboles grandes tienen grandes secretos.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo sobre las secoyas. Capacidad de absorber agua a través de las hojas.Pero averiguar cuánta agua puede absorber una secoya de esta manera y cómo esa capacidad varía según el tipo de clima es un verdadero desafío para esta especie.

Primero, una secuoya grande tiene más de 100 millones de hojas. mucha superficie Se utiliza para absorber agua.y estas hojas La estructura cambia dramáticamente con la altura., de largo y plano a corto y cónico. Así que no podemos hacer esto simplemente recogiendo hojas del suelo.

Para complicar aún más las cosas, la gravedad siempre empuja hacia abajo a través de la gigantesca columna de agua que se eleva a través de los troncos de las secuoyas.Como resultado, las hojas en la parte superior del árbol Siempre hay menos agua disponible inferiores a esos. La sequedad inherente de las copas de los árboles debería atraer el agua hacia las hojas más rápido que las hojas ricas en humedad en la parte inferior, al igual que una esponja seca absorbe el agua más rápido que una esponja húmeda.

Mapa que muestra la distribución histórica y actual de las secuoyas costeras.
Las secuoyas costeras van desde el sur de Oregón hasta la costa de Big Sur en California.
Departamento de Parques y Recreación de California

Para entender exactamente cómo las secoyas absorben agua, necesitamos obtener hojas en condiciones húmedas y secas, y desde múltiples alturas en estos árboles.Para llevarlos al nivel natural del agua basado en la gravedad para el análisis, colocamos muestras de hojas en un cámara de niebla – En este caso, se conecta un congelador a un humidificador de la habitación y se mide el aumento de peso a lo largo del tiempo para ver cuánta agua pueden absorber.

una cadena de pistas

Dividimos cada racimo en pedazos mientras desarmamos racimos de capullos de palo de rosa para empaparlos en la niebla. Las ramas de secoya se abren en abanico desde el núcleo leñoso y se dividen en ramas individuales de varias edades, cada una con su propio conjunto de hojas.Separamos las ramas eje central de madera De los brotes flexibles más comunes en el borde exterior de cada racimo.

Pronto se hizo evidente que las hojas que emanaban del eje central absorbían agua tres veces más rápido que las hojas exteriores. Cuando miramos dentro de las hojas con un microscopio, sabemos que son dos tipos completamente diferentes. También se ven diferentes por fuera, pero es tan inesperado que tendremos que mirar dentro de ellos para convencernos de verdad.

Las hojas axiales están llenas de células que almacenan agua, pero su floema, el tubo en la hoja que exporta azúcares fotosintéticos al árbol, parece estar bloqueado e inútil. Si un árbol tiene hojas, la sabiduría convencional es que allí hacen la fotosíntesis, pero nos preguntamos si las hojas axiales tienen un propósito diferente.

Dos capullos de secoya
Como se muestra a la izquierda, las anchas hojas periféricas de una secuoya constituyen aproximadamente el 95 por ciento del área foliar del árbol y realizan toda su fotosíntesis. Su raquis, a la derecha, es bueno para absorber agua.
alana barbilla, CC BY-ND

Con algunas medidas adicionales, descubrimos que las hojas axiales de las secoyas están especializadas en absorber agua. Las diferencias en las superficies axiales y periféricas de las hojas, especialmente su cobertura de cera, conducen a diferencias en la absorción de agua.

A diferencia de las hojas del raquis, las hojas periféricas de Sequoia tienen una superficie cerosa con numerosos estomas.Esto ayuda a explicar cómo se fotosíntesis durante todo el año La mayoría de sus hábitats actuales tienen largas temporadas de lluvias.

Un análisis posterior mostró que las hojas del raquis de las secoyas representan solo alrededor del 5% del área total de hojas del árbol, y la energía producida a través de la fotosíntesis apenas es suficiente para sostenerse. Pero contribuyen con el 30 por ciento de la capacidad total de absorción de agua del árbol. Juntos, estos dos tipos de hojas equilibran las demandas antagónicas de la fotosíntesis y la absorción de agua, lo que permite que las secuoyas prosperen tanto en hábitats húmedos como secos.

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uso a gran escala arbol de medicion y Ecuación para estimar el área foliar de secoya, estimamos que estos gigantes sedientos pueden absorber hasta 105 libras (48 kilogramos) de agua en la primera hora que la lluvia moja las hojas. Eso es el equivalente a 101 pintas de cerveza.

Significado de Sequoia

Comprender qué causa los cambios en la capacidad de absorción de la hoja de secoya puede ayudarnos a medir las diferencias en la capacidad de absorción de agua entre los árboles actuales y futuros y el medio ambiente. En mi opinión, esta es la parte más prometedora de nuestra investigación.

Las secoyas cambian sus dos tipos de hojas para adaptarse al clima local. En la selva tropical húmeda al norte de su área de distribución, sobre el condado de Mendocino, los árboles invierten menos en hojas axiales especializadas en la absorción de agua.Estas hojas se concentran en el dosel inferior del árbol, donde la fotosíntesis deja copa de árbol de alto rendimiento Gratis para maximizar la producción de azúcar a la luz del sol.

Las hojas bajo el microscopio están cubiertas de manchas blancas.
Cera en la superficie de las hojas de palisandro. Los puntos blancos son los tapones impermeables en los orificios de ventilación.
caña marty, CC BY-ND

En los bosques secos en el borde sur de la cordillera de secoyas, los árboles tienen más hojas de raquis además del estrés hídrico. Esto les permitió hacer un mejor uso de los eventos de humectación de hojas más breves, pero significó que tenían menos fotosíntesis por área foliar que las secoyas en áreas húmedas.

La capacidad de las secoyas para cambiar los tipos de hojas para adaptarse a las diferencias climáticas regionales puede ayudarlas a adaptarse al cambio climático en una California cada vez más seca.Esa es una gran noticia para proteger estos árboles épicos y podría ser una característica prometedora a medida que los científicos intentan estudiarlo. Vinculación de los rasgos de tolerancia a la sequía Diferencias regionales entre las poblaciones de palisandro.

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