Las hojas de algunos árboles de los bosques tropicales no pueden realizar la fotosíntesis por haber alcanzado su temperatura límite. Un estudio publicado en la revista Nature sugiere que el 0,01% de las hojas de estos árboles superan el umbral máximo de temperatura una vez por estación. Este descubrimiento revela las consecuencias potenciales de un aumento de la temperatura debido al cambio climático en los ecosistemas forestales de los trópicos. 

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En lugar de utilizar temperaturas medias, el equipo de investigadores ha empleado las extremas. "¿Cómo afectará el calentamiento de nuestro planeta a los bosques tropicales?”, preguntó el autor principal, Christopher Doughty, de la Northern Arizona University, durante una rueda de prensa. Responder a esta pregunta es importante por dos razones, indica. Por un lado, por la cantidad de especies que albergan y, por otro, porque podría alterar la regulación climática del planeta.

Los bosques tropicales funcionan como almacenes de carbono y albergan la mayor parte de la biodiversidad del mundo. A pesar de cubrir solamente un 6% de la superficie terrestre, representan alrededor del 55% de las reservas mundiales de carbono forestal superficial y aproximadamente el 40% del sumidero mundial de carbono terrestre.

Uno de los procesos básicos para el ciclo del carbono mundial es la fotosíntesis que realizan los árboles y las plantas. Durante la función clorofílica, las plantas convierten el CO₂ y el agua en hidratos de carbono y liberan oxígeno. 

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Albergan árboles centenarios y altísimos y una enorme variedad de plantas, aves, insectos y mamíferos. De hecho, el 80% de las especies documentadas del mundo se encuentra en las selvas tropicales, lo que las convierte en un hábitat crítico para la biota mundial. Además, proveen servicios ecosistémicos a unas 1.500 millones de personas.

El límite: 3,9º C

A través de los datos de experimentos de medición de temperatura del dosel forestal, los pirómetros y la teledetección del sensor ECOSTRESS (Ecosystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station) de la Estación Espacial Internacional, se estima que los ecosistemas arbóreos tropicales tienen temperaturas máximas a mediodía de unos 34º C durante los períodos secos, y durante circunstancias excepcionales pueden superar los 40º C.

Partiendo de estos datos, se empleó un modelo empírico que también incorporó una serie de experimentos de calentamiento de las hojas del dosel superior (+2, 3 y 4 °C en Brasil, Puerto Rico y Australia, respectivamente) para llegar a la conclusión de que las hojas de los árboles de los bosques tropicales pueden soportar hasta un aumento de 3,9 °C, con un error de ± 0,5 °C, antes de un potencial punto de inflexión en su función metabólica. Este sería el peor escenario posible de la emergencia climática. No obstante, el estudio advierte que esta predicción podría estar condicionada por otros factores. 

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“Sabemos que cuando las hojas empiezan a alcanzar ese umbral crítico, las hojas empiezan a morir”, señala Gregory Goldsmith, de la Chapman University. “Se vuelven marrones, dejan de contribuir a la fotosíntesis, ya no pueden transpirar, no sudan, y, por lo tanto, no se enfrían”, añade. Esto es lo que los investigadores han denominado efecto de retroalimentación.

Estas estimaciones se complementan con otros estudios previos sobre la resistencia al calor de las hojas de los árboles. Uno de los primeros en medirla fue el botánico alemán Julius von Sachs, que en 1864 informó que las hojas de diferentes especies podrían soportar temperaturas de hasta 50º C, y morirían en caso de superarlas por un ínfimo margen. En mediciones más recientes, se descubrió que para 147 especies arbóreas tropicales la temperatura crítica que podían soportar las frondas es 46,7º C.

Por qué mueren los árboles

“Este estudio —el primero que establece lo cerca que pueden estar los bosques tropicales de estos límites— es importante porque no sabemos demasiado sobre por qué los árboles mueren”, explica Gregory Goldsmith, de la Chapman University, coautor del estudio.

“Conocemos que cuando un árbol es derribado por una tormenta y pierde sus raíces, muere; y que muere cuando hay un incendio, pero sabemos mucho menos sobre los efectos interactivos del calor y la sequía”, señala. Y una de las cuestiones que permanece sin respuesta es el calor, la temperatura o la retroalimentación entre ambos, lo que hace que los árboles mueran.

Los investigadores señalaron que hay otras condiciones, además del aumento de las temperaturas, que influyen en la muerte de los árboles. La sequía, los niveles de CO₂ en la atmósfera o la deforestación local están alterando la vida de los ecosistemas forestales. 

Los límites de los sumideros tropicales

Los ecosistemas terrestres han absorbido cerca del 32% del total de las emisiones antropogénicas de CO₂ en las últimas seis décadas. Esto los convierte en una herramienta muy importante para la mitigación climática. Pero su potencial se está viendo diezmado por varios factores.

En estudios previos, se ha explorado el efecto del calentamiento global sobre la función de los bosques tropicales como sumideros de carbono y cómo la sequía a largo plazo podría estar influyendo en sus capacidades.

Investigadores de la ETH de Zúrich, en un estudio publicado a finales de mayo en la revista Nature, descubrieron que las sequías y la variabilidad de las aguas terrestres en los trópicos han tenido un efecto cada vez mayor en su ciclo del carbono en los últimos sesenta años. Esto significa que una menor disponibilidad de agua podría reducir la cantidad de carbono que capturan los ecosistemas tropicales. 

La sequía podría poner en aprieto a estos sumideros de carbono naturales. Otra reciente investigación, liderada por científicos del Chinese Academy of Agricultural Science's Grassland Research Institute, reveló que el ritmo de aumento de la fotosíntesis global se ha frenado porque la atmósfera se ha vuelto más seca.

Este cambio de tendencia se manifiesta, según lo estudiado por los investigadores, en el año 2000. A partir de entonces, las plantas, que se habían adaptado al incremento de las cantidades emitidas de CO₂, aumentando su capacidad y eficiencia en el proceso metabólico, redujeron su tasa de fotosíntesis. Esta ralentización, agravada por la sequía y el calor y tal como ha advertido el IPCC en alguna ocasión, adelanta un futuro incierto sobre la capacidad de los ecosistemas forestales, un engranaje muy importante del ciclo de carbono, para almacenar CO₂. 

Para evitar que "estos importantes reinos del carbono, el agua y la biodiversidad se mantengan por debajo umbrales térmicos críticos", señalan los autores del estudio más reciente en el documento, es importante combinar "los objetivos ambiciosos de mitigación del cambio climático y de reducción de la deforestación".