Fecha: 13 de mayo de 2025
Fuente: Universidad de Basilea
Resumen:
Para que los árboles crezcan, necesitan controlar meticulosamente su equilibrio hídrico. Un estudio muestra cómo reaccionan los árboles a la sequía y revisa las percepciones anteriores.
HISTORIA COMPLETA
Para que los árboles crezcan, necesitan controlar meticulosamente su equilibrio hídrico. Un estudio de la Universidad de Basilea muestra cómo reaccionan los árboles a la sequía y revisa las percepciones anteriores.
Las plantas tienen pequeños poros en la parte inferior de sus hojas, conocidos como estomas. Cuando sale el sol, estos poros se abren y las plantas absorben dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera, que necesitan, además de la luz solar y el agua, para la fotosíntesis. Al mismo tiempo, el agua se evapora a través de los estomas abiertos; En el caso de un árbol, pueden ser varios cientos de litros al día.
Cuando el agua es escasa, las plantas pueden cerrar sus estomas y así evitar que se evapore demasiada agua. El hecho de que las plantas tengan a su disposición este mecanismo de protección no es nada nuevo. Hasta ahora, sin embargo, no ha estado claro cuándo se produce este cierre y cuál fue el detonante. Investigadores del Departamento de Ciencias Ambientales de la Universidad de Basilea han publicado nuevos hallazgos en la revista científica Nature Plants. La mayoría de los datos de medición provienen del laboratorio forestal de la Universidad de Basilea en Hölstein, en el cantón de Basilea-Landschaft, donde una grúa permite estudiar los procesos en las copas de los árboles maduros.
Un acto de equilibrio dentro del dosel
La evaporación del agua a través de los estomas es un proceso pasivo durante el CO2 absorción. Por lo tanto, la pérdida de agua es el precio que paga una planta por la fotosíntesis. Al cerrar los estomas, puede detener la evaporación, pero luego no puede realizar la fotosíntesis.
"Cuando se trata de plantas, los investigadores se han centrado tradicionalmente en la fotosíntesis. Por lo tanto, anteriormente se suponía que los árboles trataban este proceso como una prioridad y, por lo tanto, mantenían los estomas abiertos durante el mayor tiempo posible para absorber el CO2, solo los cerraba cuando no había otra opción", explica el líder del estudio, el profesor Ansgar Kahmen.
Cuando el agua se evapora a través de los estomas, se crea una presión negativa dentro de las células y el xilema (es decir, el tejido leñoso que transporta el agua desde las raíces). Esta succión extrae agua desde las raíces, a través del xilema, hacia la capa de crecimiento del tronco y hacia la copa del árbol. Allí sustituye el agua que se ha liberado a la atmósfera.
Evitar que el sistema colapse
Por lo general, los árboles tardan toda la noche en reponer el agua perdida durante el día. Durante este tiempo, los estomas se cierran y las células vegetales se llenan de agua. Esto crea la presión de turgencia en las paredes celulares que es necesaria para el crecimiento de la elongación de las células. Por lo tanto, los árboles crecen por la noche.
Si el suelo está seco, no hay agua para reponer completamente sus reservas de agua. Como resultado, la saturación de agua en las celdas es demasiado baja y la presión de turgencia permanece baja. Esto inhibe el crecimiento de los árboles incluso en condiciones intermediamente secas. Con el aumento de los niveles de sequía, la succión en las células y las vías vasculares se hace cada vez más fuerte hasta que en algún momento las columnas de agua en el tejido leñoso se rompen. Esto da lugar a burbujas de aire, conocidas como embolias. "Cuando esto sucede, se producen daños irreparables, el sistema de transporte de agua colapsa y la planta finalmente muere", dice Ansgar Kahmen.
El suministro de agua en el árbol es clave
Solía suponerse que, para mantener la fotosíntesis durante el mayor tiempo posible, los árboles cerrarían sus estomas poco antes de la aparición de estas embolias. El nuevo estudio muestra ahora que los estomas permanecen cerrados en un momento más temprano, es decir, cuando la absorción de agua por la noche se ha vuelto difícil. "Por primera vez, pudimos demostrar que un árbol ni siquiera abre sus estomas por la mañana si no puede absorber suficiente agua durante la noche", dice Kahmen. Esto significa que el árbol renuncia a la fotosíntesis en favor del crecimiento.
Según Kahmen, esta priorización tiene sentido: si la planta deja de crecer debido a la escasez de agua, entonces, por mucha fotosíntesis que realice, no podrá utilizar los productos resultantes. "Por lo tanto, el objetivo no es optimizar la fotosíntesis y mantenerla durante el mayor tiempo posible, sino utilizar los productos de la fotosíntesis de la manera más eficiente posible para el crecimiento", dice el fisiólogo de la planta.
Ciclo del carbono y modelos climáticos
Los hallazgos también podrían influir en los cálculos relacionados con el secuestro de carbono por parte de los bosques. Cuando los estomas están abiertos durante períodos más cortos de lo esperado durante la sequía, los árboles absorben menos dióxido de carbono de la atmósfera. "Por lo tanto, los modelos climáticos que asumen un cierto crecimiento en el volumen de almacenamiento de carbono tendrían que adaptarse", dice el autor principal Richard L. Peters, ex postdoctorado en la Universidad de Basilea y ahora profesor en la Universidad Técnica de Múnich. Especialmente en el contexto del cambio climático, que está provocando veranos más cálidos y, sobre todo, más secos en países como Suiza, la absorción de carbono podría cambiar más drásticamente de lo que se suponía.
"Lo que es notable es que nuestras primeras observaciones de cierre de estomas se aplican a todas las especies de árboles, ya sean de hoja caduca o de coníferas. Por lo tanto, la forma en que una especie de árbol hace frente a la sequía no puede determinarse únicamente por el proceso de cierre de los estomas", dice Peters.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por la Universidad de Basilea. Original escrito por Noëmi Kern. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia de la revista:
Richard L. Peters, Matthias Arend, Cedric Zahnd, Günter Hoch, Stefan K. Arndt, Lucas A. Cernusak, Rafael Poyatos, Tobias Zhorzel, Ansgar Kahmen. Regulación uniforme del cierre estomático en todas las especies de árboles templados para mantener la turgencia y el crecimiento nocturnos. Plantas de la Naturaleza, 2025; 11 (4): 725 DOI: 10.1038/s41477-025-01957-3
Citar esta página: MLA APA Chicago
Universidad de Basilea. "Crecimiento antes de la fotosíntesis: cómo los árboles regulan su equilibrio hídrico". CienciaDiaria. ScienceDaily, 13 de mayo de 2025. <www.sciencedaily.com/Comunicados/2025/05/250513112306.htm>.