La línea de vegetación arbórea

La línea de vegetación arbórea.

Categoría: 2. Ciencia y tecnología.

Existe una línea altitudinal por encima de la cual no hay crecimiento de plantas de hábito arbóreo (treeline). Esta línea se ubica un poco por encima de los 4000msnm cuando nos aproximamos al ecuador y va descendiendo a medida que nos acercamos a los polos. Si nos vamos muy al sur o muy al norte, esta línea alcanza el nivel del mar, de manera que hay una línea alrededor del polo norte y del polo sur en la que se termina la vegetación arbórea, no importa cuál sea la altitud a la que nos encontremos. En el artículo de McNown y Sullivan, 2013, publicado en la revista Functional Ecology, se trabajó en esa zona del ecosistema a los 67°28' de latitud norte en Alaska.

La razón de que este tipo de vegetación ya no prospere a mayores altitudes o en latitudes mayores se ha especulado, pero no se ha probado científicamente.

Sabemos que para obtener una comprobación científica tendría que plantearse una hipótesis, posteriormente desarrollar un protocolo en el que se describan detalladamente las observaciones o los experimentos necesarios para poner a prueba la hipótesis, ejecutar en la práctica lo estipulado en el protocolo, y a partir de los datos obtenidos y su análisis obtener las conclusiones pertinentes.

Pues bien, este es uno de esos casos en que se han planteado numerosas hipótesis, pero ninguna de ellas había sido probada formalmente hasta los primeros reportes que datan de unos 20 a 25 años atrás (1988 a 1993). Por si fuera poco, las hipótesis planteadas no han sido probadas irrefutablemente y sí han surgido nuevas hipótesis, aunque relacionadas con las primeras suposiciones, que apuntan en diferentes direcciones. Como puede esperarse de un caso como este, las nuevas hipótesis son cada vez más refinadas y requieren procedimientos de observación y de experimentación sumamente sofisticados.

Las hipótesis tratan de asociar las bajas temperaturas con el efecto que producen en el metabolismo de estas especies. Se sabe que a medida que los organismos vivos se desarrollan en ambientes con temperaturas más bajas, las velocidades de las vías metabólicas disminuyen. Además se tiene evidencia que el cambio climático ha permitido el movimiento de esta línea de vegetación arbórea a mayores altitudes y a mayores latitudes (sur y norte).

McNown y Sullivan, 2013, mencionan las dos hipótesis que se han planteado respecto a la ubicación de esta línea de vegetación: Una es la del destino final del carbono fijado (carbon sink hypotheses, como se le llama en inglés) y la otra es la que establece que los árboles no son capaces de fijar suficiente carbono para su desarrollo (carbon source limitation hypotheses, como se le conoce en inglés).

La primera hipótesis sostiene que las bajas temperaturas durante la estación de crecimiento limitan directamente la división celular. Esta hipótesis ha sido puesta a prueba por Körner en 1998 y en 2012. En otros trabajos se ha correlacionado la temperatura con el límite de la vegetación arbórea (Körner, 1998; Jobbagy & Jackson, 2000). Otros autores han encontrado que la concentración de carbohidratos no estructurales dentro de los tejidos de los árboles se incrementa al aproximarse a la línea límite de vegetación arbórea, mostrando que el carbono fijado no se utiliza eficientemente en la construcción de nuevos tejidos (Hoch & Körner, 2003).

La segunda hipótesis indica que las plantas no son capaces de fijar suficiente carbono para mantener un crecimiento sostenido. Algunos investigadores han propuesto que la escasez de agua es la causa de este desbalance (Lloyd y Fastie, 2002; Wilmking y col, 2004). Otros han atribuido el desbalance a la disminución del intercambio gaseoso de las acículas (hojas de los pinos que habitan en esas condiciones) asociado con las bajas temperaturas en el suelo (Goldstein, Brubaker y Hinckley, 1985; Sullivan y Sveinbjörnsson, 2011). El desbalance de carbono también se ha asociado con estrés nutrimental (Sveinbjörnsson, Nordell y Kauhanen, 1992). Los daños y pérdida consiguiente de tejidos también se han asociado con la baja asimilación del carbono (Hadley y Smith, 1986; Sveinbjörnsson, 2000).

En la investigación de McNown y Sullivan, 2013, se colocaron sensores para registrar variables meteorológicas, temperaturas del suelo y tasas fotosintéticas, por ejemplo y se recolectaron tejidos y muestras de suelo para analizar su contenido de nutrientes (nitrógeno, fósforo y potasio). Con la información recolectada y tras su análisis, ellos demuestran que el nitrógeno se hace cada vez más limitante a medida que se acercaban al límite de la vegetación arbórea. También destacan que la humedad del suelo parece ser suficiente y que no sería un factor limitante del crecimiento de la vegetación. Además encontraron que las velocidades de la fotosíntesis se redujeron fuertemente conforme las temperaturas fueron más bajas.

En sus comentarios resalta que la pobre disponibilidad de nitrógeno en los suelos está relacionada con la disminución de la actividad bacteriana en la fijación de nitrógeno atmosférico. De esta manera, la escasez de nitrógeno junto con la baja velocidad de fijación de carbono fotosintético, serían los principales factores que determinan la ubicación de la línea límite de la vegetación arbórea.

Sin embargo, es un tema que se está investigando con interés, en parte debido a las facilidades que brinda la tecnología, ya que estos ambientes resultan sumamente inaccesibles para equipos científicos debidamente equipadas. Como se puede ver, este es otro ejemplo en el que la investigación ha debido esperar hasta que las tecnologías disponibles para la ciencia han hecho posible el monitoreo remoto, analizadores portátiles de gases, técnicas de muestreo, entre otras herramientas.

Bibliografía

McNown, Robert W., and Patrik F. Sullivan. 2013. Low photosynthesis of treeline white spruce is associated with limited soil nitrogen availability in the Western Brooks Range, Alaska. Functional Ecology 27:672–683.