Mediciones de luz dentro de las casas de sombra durante un día soleado (9 de septiembre de 2009) utilizadas para la caracterización de ambos tratamientos de régimen de luz en el presente estudio. La luz se promedió cada minuto (a partir de mediciones de 5 s) desde el amanecer hasta el atardecer. El tratamiento de brecha de luz alta produjo dos eventos de luz alta por día, cada uno con una duración de ~51 min (para un total de ~102 min por día), para una intensidad de luz global integrada del 21% (con respecto a la luz incidente). El tratamiento del sotobosque con poca luz produjo cuatro eventos de luz alta por día, cada uno de los cuales solo duró ∼8 min (∼33 min en total), para una intensidad de luz global del 4.9 %.

Crecí en Michigan, donde tanto el arce noruego como el azucarero son comunes en parques y jardines. En sexto grado, tuvimos una unidad sobre identificación de árboles y una de las preguntas más difíciles fue: ¿arce noruego o azucarero? Es una pregunta que todavía me deja perplejo si no tengo una guía o un teléfono inteligente. Las diferencias parecen pequeñas, pero ¡qué diferencia puede marcar una pequeña diferencia!

arce de Noruega (Acer platanoides L.), originalmente introducido en Norteamérica como árbol de calle, ahora invade muchas áreas naturales en la zona este del continente. Al ser una especie tolerante a la sombra, sus plántulas compiten con las de árboles nativos, especialmente el arce azucarero (Acer saccharum Marsh). Una especie igualmente tolerante a la sombra, no está claro por qué el arce azucarero a menudo es reemplazado por su pariente europeo, incluso en bosques relativamente intactosMi arquetipo mental de planta invasora probablemente se representa mejor con el kudzu, una enredadera de hojas grandes que cubre los árboles de las carreteras cerca de mi nuevo hogar en Carolina del Norte. El arce noruego es un invasor mucho menos visible, que se establece discretamente en el sotobosque de los bosques maduros.

Un estudio reciente de Paquette et al. Aborda una dimensión de la competencia entre las plántulas de estas especies: la respuesta de cada una a diferentes regímenes de luz. En lugar de las reducciones de luz temporalmente homogéneas que proporcionan la mayoría de las manipulaciones experimentales (como las mallas de sombreo), Paquette et al. utilizaron invernaderos con aberturas de techo ajustables para proporcionar variaciones diurnas realistas en la disponibilidad de luz. Esto imita la luz que reciben las plántulas en el sotobosque (algunos períodos intensos al día) o en un claro de caída de árboles (dos períodos algo más largos de pleno sol). Estos eventos breves e intensos a menudo se denominan "manchas de sol”, y tienen implicaciones diferentes para la fotosíntesis que el sombreado temporalmente homogéneo. Todas las demás condiciones de crecimiento fueron casi óptimas, por lo que los resultados de los investigadores reflejan tasas máximas de fotosíntesis y crecimiento bajo estos regímenes de luz.

Se monitorearon las tasas fotosintéticas de las plántulas en condiciones de saturación de luz, así como su crecimiento aéreo y subterráneo. Los autores analizaron estos datos no solo para determinar las respuestas medias por especie y tratamiento, sino también para comparar la variación de las respuestas dentro de cada especie y la plasticidad que exhibió cada especie entre los dos tratamientos de luz. Los autores observaron que el arce noruego presentó tasas fotosintéticas un 13 % mayores que el arce azucarero, pero no se observaron diferencias en la biomasa en el régimen de luz del sotobosque, lo que confirma que ambas especies podrían ser competidoras muy cercanas en este entorno.

En contraste, el arce noruego presentó tasas fotosintéticas un 47 % mayores y casi cuatro veces la biomasa del arce azucarero en el régimen de luz de claro. Además, el arce noruego continuó creciendo en altura hasta finales de otoño, mientras que el arce azucarero mostró solo una ligera extensión del tallo después de mediados de verano. Por lo tanto, la ventaja competitiva del arce noruego sobre el arce azucarero se debe en gran medida a la fenología y la plasticidad en su respuesta a la disponibilidad de luz.

Este experimento sirve como un excelente recordatorio de que el crecimiento es un proceso acumulativo y, por lo tanto, la fenología es importante. Aunque es difícil relacionar directamente la fotosíntesis con el crecimiento del año actual en árboles más grandesPresumiblemente, el almacenamiento no es tan abundante durante el establecimiento de las plántulas. Las diferencias en la fenología son particularmente importantes en el contexto del cambio climático, lo que lleva a los autores a sugerir que la ventaja competitiva del arce noruego sobre el arce azucarero podría aumentar con temperaturas otoñales más cálidas. Si bien los misterios de la composición de la comunidad forestal y la invasión de especies no pueden resolverse simplemente mediante experimentos controlados que comparen pares de especies bajo dos niveles de una variable ambiental, dichos experimentos sí proporcionan información importante para modelar escenarios más complejos e interpretar datos de campo.

El establecimiento de plántulas es un proceso complejo en la naturaleza. Estas pueden persistir durante años en el sotobosque, por lo que la competencia en un claro causado por la caída de un árbol no se limita solo a las nuevas germinadoras, sino también a las plántulas más viejas. plántulas y brotes de tocones. Las perturbaciones varían en extensión espacial, intensidad e intervalo de retorno. No debemos olvidar que, allá afuera en el bosque, la competencia es entre individuos y las respuestas individuales varían dentro de una especie. De hecho, algunos creen que esta variabilidad individual es una de las razones por las que tenemos tantas especies compitiendo por relativamente pocos recursosPor eso es alentador ver a experimentalistas como Paquette et al. abordar no sólo las respuestas medias de la población en sus investigaciones, sino también la variabilidad y plasticidad dentro de cada población.