Los bosques son entornos dinámicos donde las plantas compiten por la luz y los nutrientes. Los tamaños y formas de las copas de los árboles son de fundamental importancia en ecología. A veces, hay espacios en las copas de los árboles que probablemente se formen por el viento que mueve el dosel y causa abrasión entre árboles de una altura similar. Desde la década de 1920, los científicos han observado que las copas de algunas especies de árboles (mangle negro, pino torcido) crecen en forma de rompecabezas para evitar que se superpongan con otros árboles. Este fenómeno se llama timidez de la corona y es extremadamente difícil de cuantificar y estudiar para los científicos.
Jens van der Zee, estudiante de posgrado en la Universidad e Investigación de Wageningen (WUR), supervisado por Drs Álvaro Lau en WUR y Alejandro Shenkin de la Universidad de Oxford propuso una nueva medida de la timidez de la corona. Los investigadores encontraron que una métrica, llamada complementariedad de superficie que normalmente se usa para predecir la formación de complejos de proteínas, puede cuantificar la evitación del dosel en 3D. Esta investigación fue parte de la de Jens van der Zee tesis de maestría. El Dr. Lau cuantificó previamente la biomasa de árboles a partir de escaneos láser terrestres en Guyana y el Dr. Shenkin recientemente aplicó la teoría de escala metabólica para comprender el tamaño de la copa de los árboles y la variabilidad de la forma en diferentes ecosistemas.
En 2017, los investigadores utilizaron el escaneo terrestre LiDAR (Detección y rango de luz) de más de 100 árboles en Guyana. van der Zee y sus colegas seleccionaron 14 pares de árboles que se colocaron lo suficientemente cerca para detectar la timidez de la copa y produjeron nubes de puntos en 3D. Midieron la esbeltez de los árboles midiendo la altura y el diámetro de los árboles a la altura del pecho. Los investigadores calcularon la complementariedad de formas por pares y segmentaron las zonas de interacción del dosel. Luego, compararon la complementariedad entre árboles superpuestos y no superpuestos e investigaron la relación entre la esbeltez y la timidez de la copa.
Van der Zee y sus colegas aplicaron con éxito la métrica de complementariedad superficial para cuantificar la timidez de la coronilla. La mitad de los pares de árboles tenían copas superpuestas y la métrica era baja (0.267), mientras que las copas no superpuestas tenían valores más altos (0.647).
“Hasta hace poco, la posibilidad de observar la timidez de las copas estaba reservada a las copas planas y estructuralmente simples, donde la luz de fondo del cielo revela los espacios entre las copas de los árboles”, escribieron van der Zee y sus colegas.
Los investigadores también encontraron que cuanto más delgados eran los árboles, más aparecían las copas para evitar superposiciones. Estudios anteriores encontraron que los árboles delgados hacen crecer árboles más pequeños, ya que se balancearían más con el viento.
“[N]uestros resultados sugieren que también desarrollan formas de corona que complementan las de sus vecinos. Al hacerlo, los árboles optimizan el espacio de cultivo disponible y minimizan los daños por colisiones”.
“Este estudio sirve como un ejemplo del valor del modelado de árboles en 3D para expandir nuestra comprensión de las interacciones del dosel, ya que ayudó tanto a visualizar como a cuantificar una interesante dinámica del dosel de formas sin precedentes”.
