A veces es fácil simplificar demasiado la anatomía de la planta. Por ejemplo, los árboles no tienen sangre. tienen savia. Puede ser tentador decir que llevan savia en el xilema, del mismo modo que nosotros tenemos sangre en las venas, pero es una comparación superficial. No hay corazón bombeando savia alrededor de un árbol. Y a diferencia de los humanos, a los árboles les crece un nuevo anillo de xilema para transportar savia cada año. O eso se pensaba.
Se sabe que algunos árboles tienen conexiones entre anillos de crecimiento concéntricos. Una nueva investigación de Jay Wason y colegas ha identificó estructuras anatómicas que permiten que ciertas especies de árboles pasen el agua a través de los anillos de crecimiento anual. Estas estructuras no se han identificado de manera concluyente en muchas especies anteriormente. Wason explicó: “Esta puede ser una gran estrategia de ahorro de carbono para muchos árboles en ambientes estresantes porque pueden reutilizar el xilema del año pasado y puede ser un aspecto importante en las plantas leñosas que pueden vivir muchos años sin parecer crecer en diámetro. ”
Los hallazgos ayudarán a los botánicos a comprender los vínculos entre la anatomía y la función del xilema. Esto ayudará a los botánicos a descubrir más sobre cómo los árboles hacen frente a los extremos ambientales.
La investigación se concentra en la albura, la capa viva de madera entre el duramen muerto y la corteza. Este tamaño de esta capa varía de una especie a otra. Wason dijo: “La mayoría de los árboles producen madera nueva cada año en un patrón muy predecible, que se puede ver en los anillos anuales en la sección transversal de un árbol. La cantidad de albura activa de un árbol puede variar bastante, tanto entre diferentes árboles de una misma especie como entre distintas especies. La cantidad de madera que mueve el agua hacia arriba del árbol puede variar desde un solo anillo de crecimiento de unos pocos milímetros de ancho hasta múltiples anillos de crecimiento de 10 cm o más en el árbol.
“Sin embargo, es importante destacar que, incluso si hay una gran área de albura activa, la mayoría del agua (>90 %) aún tiende a fluir a través del anillo de crecimiento del año en curso. Pero hay mucha variabilidad entre las especies que está relacionada con la anatomía de la madera. Nuestro trabajo destaca que algunos árboles pueden aprovechar los anillos de crecimiento más antiguos cuando las condiciones son estresantes o si hay daños en el anillo de crecimiento del año en curso, mientras que otros árboles no”.
Pensé que el xilema podría actuar un poco como pajitas pero, como explicó Wason, es un poco más complicado que eso. “Los anillos de los árboles se pueden considerar como una red de pajitas interconectadas, pero esta generalización simplifica demasiado la asombrosa diversidad anatómica a nivel microscópico. Las pajitas llevan agua a un árbol y pueden pasar agua de una pajita a otra para crear una columna de agua continua. La mayoría de las pajillas tienen menos del diámetro de un cabello humano y solo tienen unos pocos centímetros de largo”.
“Cuando dos popotes están adyacentes, pueden formar conexiones que permiten que el agua pase entre ellos. En muchas especies, las pajitas de un año no se conectan con las pajitas del año siguiente. Esto puede ser ventajoso porque el xilema dañado del año pasado no afectará al nuevo xilema. Por ejemplo, uno de los grandes problemas que enfrentan las plantas es que durante la sequía, las burbujas de aire pueden quedar atrapadas en las pajitas, que bloquean el flujo de agua a las hojas. La falta de conexiones entre anillos significa que el árbol depende completamente del anillo de crecimiento del año en curso para transportar agua, lo que podría ser riesgoso si ese anillo se daña. Entonces, los árboles aparentemente están usando diferentes estrategias para equilibrar el riesgo y la recompensa de conectar el xilema a lo largo de muchos años de crecimiento”.
Nuestro trabajo identifica cómo ciertas especies tienen conexiones entre pajuelas que se unen entre sí a través de anillos de crecimiento, lo que permite que las redes en cada anillo se conecten. Es importante destacar que los árboles que tienen esas conexiones, también parecen tener otras adaptaciones a ayudar a limitar la probabilidad de que el aire viaje entre los anillos de crecimiento."
Las conexiones cruzadas entre años de anillos de crecimiento pueden ser importantes para hacer frente al estrés como la sequía. El estrés puede decidir cómo crece un anillo de crecimiento. Al árbol no le crece simplemente un nuevo anillo. Comienza desde un punto. Wason dijo: “Cuando un árbol forma un anillo de crecimiento, comienza a crecer en las puntas de las ramas y, si las condiciones para el crecimiento son buenas, el crecimiento cae en cascada por el tronco hasta la base del árbol. Sin embargo, en condiciones de estrés, el crecimiento puede detenerse antes de que se forme el anillo cerca de la base del árbol. Por lo tanto, el anillo parcial que se forma en las ramas necesita volver a conectarse con el anillo de crecimiento del año anterior para acceder al agua del suelo. Ahí es donde las conexiones de anillos cruzados se vuelven ventajosas”.
El árbol no decide activamente cómo dirigir el agua a través del xilema. Esto se debe a la física. Wason dijo: “A medida que el agua se evapora del dosel, se extrae de las raíces a través de toda la red. Sin embargo, la mayor parte del agua fluirá preferentemente a través del camino de menor resistencia, que suele ser el camino más corto con las pajitas más grandes y la menor cantidad de conexiones que deben cruzarse. Esto es a menudo a través del anillo del año en curso pero, si hay conexiones a través de los anillos, también fluirá algo de agua a través de los anillos más antiguos. Sin embargo, con suficientes bloqueos en el anillo del año en curso, podría comenzar a fluir más agua a través de los anillos de crecimiento más antiguos”.
Dado que estas conexiones cruzadas proporcionan rutas alrededor del daño, es de esperar que cualquier árbol las quiera. Sin embargo, cuando ese daño es una embolia, una burbuja de aire que bloquea el flujo, las conexiones cruzadas corren el riesgo de permitir que estas burbujas se muevan a partes más importantes del árbol. Estas burbujas bloquean el flujo de savia, como las curvas bloquean el flujo de sangre para un buzo. Wason señala que no todos los árboles tienen la misma probabilidad de tener estas burbujas.
“Muchos árboles, en particular los que tienen pajitas grandes (vasos de xilema), casi garantizan la formación de burbujas de aire durante el invierno a medida que la savia se congela y los gases salen de la solución. Por lo tanto, creemos que muchos árboles, como el roble, no tienen ninguna conexión con los anillos de crecimiento más antiguos para que puedan aislar las burbujas de aire y asegurarse de que no dañen el anillo de crecimiento recién formado. Sin embargo, las especies como el arce tienen recipientes lo suficientemente pequeños como para pasar el invierno sin que se formen demasiadas burbujas de aire. Por lo tanto, puede ser menos riesgoso para ellos tener conexiones con anillos de años anteriores”.
“Lo que es realmente interesante es que puedes encontrar tanto robles como arces creciendo en el mismo bosque. Por lo tanto, aún no está claro si una estrategia tiene una ventaja frente a otra”.
Como era de esperar, estos hallazgos explican que, para algunos árboles, no se puede determinar su edad contando los anillos de los árboles. Esto los hace menos útiles para la arqueología o la reconstrucción climática. Pero no espere ninguna modificación de la fecha del material debido a este estudio. Wason dijo: “Los dendrocronólogos tienen mucho cuidado de incluir solo datos de los anillos de los árboles a los que pueden asignar una fecha con confianza. Tienen un conjunto de herramientas estadísticas, técnicas de muestreo y protocolos de validación que utilizan para asegurarse de que sus datos sean precisos. Nuestra comprensión mejorada de las conexiones de anillos cruzados puede ayudar a los dendrocronólogos a comprender mejor por qué es más probable que algunas especies de árboles tengan anillos faltantes y qué condiciones conducen a eso”.
Wason dijo: “Nuestra investigación es relevante para comprender mejor los fundamentos anatómicos de cómo funcionan los anillos de los árboles para el transporte de agua. Este trabajo será relevante para los científicos que estudian el transporte de agua en plantas leñosas, dendrocronólogos y ecologistas forestales”. Los anillos que faltan importan. A escala microscópica, comprender estos anillos podría ayudar a los científicos a mantener vivos los árboles, a medida que los climas se vuelven más extremos. A mayor escala, saber cómo y por qué desaparecen estos anillos ayudará a los científicos a comprender los presupuestos de carbono de los bosques.
Lo que podría parecer un simple patrón de líneas puede ser una red sofisticada. Obtener una visión clara de cómo fluye la savia debería mejorar nuestra comprensión de la biodiversidad en los bosques.
