Actualizado 28/05/2019 8:35:54 +00:00 CET

Un 'resplandor' del bosque revela el despertar de la hibernación

Un 'resplandor' del bosque revela el despertar de la hibernación
UNIVERSIDAD DE UTAH

   MADRID, 28 May. (EUROPA PRESS) -

   Los inviernos en el hemisferio norte son brutales. Las duras condiciones llevan a algunas especies a hibernar; los osos reducen su estado metabólico para conservar energía hasta la primavera.

   Los bosques también soportan el invierno al conservar energía; cierran la fotosíntesis, el proceso mediante el cual un pigmento verde llamado clorofila captura la luz solar y el dióxido de carbono (CO2) para producir la energía química que alimenta las plantas. La producción total de energía química resultante de la fotosíntesis se denomina Producción Primaria Bruta (GPP). La GPP en bosques siempre verdes indica a los científicos cuánto CO2 están respirando estos sistemas vastos y remotos.

   Debido a que la fotosíntesis extrae el CO2 de la atmósfera, comprender la actividad forestal es crucial para rastrear los niveles globales de carbono. Durante décadas, los científicos han usado satélites para monitorear los cambios en el verdor de los bosques de hoja caduca para rastrear la GPP. En otoño e invierno, las hojas caducas se vuelven marrones y caen cuando están inactivas. En la primavera y el verano, vuelve la clorofila a medida que aumentan las hojas verdes y la fotosíntesis. Sin embargo, los árboles de hoja perenne conservan sus agujas verdes llenas de clorofila durante todo el año, lo que evita que los científicos detecten el inicio y la disminución de la fotosíntesis a gran escala.

   Ahora, un nuevo estudio, publicado en PNAS, ha vinculado los ciclos de GPP estacionales a un proceso que ocurre con la fotosíntesis, pero que recientemente se ha podido rastrear mediante ciertos satélites: la fluorescencia inducida por el sol (SIF). La fotosíntesis ocurre cuando la energía del sol excita la clorofila a un estado de mayor energía. Cuando la clorofila vuelve a su estado normal, emite un fotón, produciendo una luz demasiado baja para el ojo desnudo. El "resplandor" resultante es el SIF.

   Un equipo de investigadores usó un espectrómetro de barrido en una torre para medir el "resplandor" fluorescente a lo largo de la temporada en un bosque siempre verde de Colorado (Estados Unidos). Según los autores, son los primeros en vincular SIF con la fisiología de la aguja, la fotosíntesis del dosel y la fluorescencia derivada del satélite.

   De esta forma, descubrieron que los patrones de SIF diarios y estacionales coincidían con el tiempo y la magnitud de GPP. En la primavera, los árboles de hoja perenne activan la clorofila en sus agujas, lo que impulsa la fluorescencia y la fotosíntesis, coincidiendo estrechamente con el SIF que los satélites han podido medir recientemente.

UN PROTECTOR SOLAR DURANTE EL INVIERNO

   Una de las formas en que las plantas se protegen a sí mismas durante los duros inviernos es mediante el despliegue de pigmentos fotoprotectores que actúan como "protector solar". El estudio encontró que cuando las plantas aplican este protector solar, tanto la fotosíntesis como la fluorescencia disminuyen, lo que permite a los científicos sentirse seguros en la señal SIF como un representante para monitorear la respiración (consumo de CO2) de los bosques siempre verdes.

   Ahora, los científicos pueden usar las mediciones de fluorescencia basadas en satélites como un indicador de la actividad fotosintética en bosques siempre verdes a una escala sin precedentes. Al ver el brillo de los bosques siempre verdes desde el espacio, podemos comprender mejor cómo estos bosques están respondiendo al cambio climático.

   "Estamos intentando desarrollar técnicas para poder 'ver' la fotosíntesis a grandes escalas, por lo que sabemos cuánto CO2 consume la biosfera... manteniendo un dedo en el pulso de la biosfera", señala Troy Magney, científico investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y el Instituto de Tecnología de California, en Estados Unidos.

   Magney y el equipo recolectaron datos de un sistema de espectrómetro montado sobre una torre entre junio de 2017 y junio de 2018 en un bosque de coníferas subalpinas en Niwot Ridge, Colorado. Pudieron desenredar los cambios fisiológicos dentro de las agujas de coníferas para comprender mejor por qué vemos los ciclos estacionales SIF. Resulta que, todo se trata de los pigmentos.

   "Tú y yo podemos quemarnos con el sol. Demasiada radiación ultravioleta dañará nuestras células. Algunas personas pueden protegerse a sí mismas: tu piel produce más pigmento melanina para adaptarse a ambientes de luz alta", resalta el coautor David Bowling, profesor de Biología en la Universidad de Utah, en Estados Unidos. "Las plantas tienen un proceso diferente, pero similar", agrega.

   Sin la fotosíntesis para utilizar la energía del sol, las plantas necesitan protegerse. Los investigadores descubrieron que las coníferas producen altos niveles de pigmentos que forman parte del ciclo de la xantofila que protege a sus tejidos del exceso de luz. A lo largo de la temporada, la fracción de "protector solar" cambia, más en el invierno y menos en el verano, disminuyendo la fluorescencia y la fotosíntesis.

   "En última instancia, la medición del pequeño brillo fluorescente de las plantas nos permitirá ver exactamente el tiempo y la magnitud de la captación de carbono de la biosfera terrestre. Esto nos ayudará a comprender cómo los bosques están respondiendo al cambio climático y cómo pueden responder al mismo en el futuro", concluye Magney.