El holobionte más grande de la Tierra: bosques primarios [*] (Parte II)

Pensando como un árbol. Comprendiendo el rol de los bosques en el ecosistema.

Un «holobionte» es una criatura viviente formada por organismos independientes, pero que cooperan. Es un concepto amplio que puede explicar muchas cosas no solo sobre el ecosistema de nuestro planeta, sino también sobre la sociedad humana, e incluso más que eso.

Foto cortesía de Chuck Pezeshky. Esta publicación fue modificada y mejorada gracias a las sugerencias recibidas de Anastassia Makarieva.

(La Parte I de este artículo se publicó en la edición de 13.02.2022)

Entonces, tiene mucha lógica el hecho de que los árboles usen la madera como material estructural. No son las únicas criaturas que hacen eso. Los bambúes (bambusoideae), también son de madera, pero no son árboles. Son una forma de hierba que apareció en la Tierra hace unos 30 millones de años, cuando desarrollaron una innovación evolutiva que hace que su «tronco» sea más liviano, siendo hueco. Por lo tanto, pueden soportar mucho más estrés que los árboles antes de romperse y eso inspiró a muchos. Los filósofos orientales hablan de las ventajas de doblarse sin romperse. Entre los animales, los insectos y los artrópodos utilizan un material estructural similar a la madera, llamado «quitina». No resolvieron el problema de cómo hacer que crezca con todo el organismo, así que lo utilizan como un exoesqueleto que necesitan reemplazar de tanto en tanto a medida que crecen.

Ahora, pasemos a otra pregunta sobre los árboles. ¿Cómo funciona su metabolismo? Ya sabe que los árboles crean su propio alimento, los carbohidratos (azúcar), mediante la fotosíntesis, un proceso impulsado por la luz solar que funciona mediante la combinación de moléculas de agua y dióxido de carbono. Un problema es que la luz del sol llega desde arriba, mientras que los árboles extraen agua del suelo. Entonces, ¿cómo se las arreglan para bombear agua hasta las hojas?

Los animales estamos familiarizados con la forma en que se bombea el agua (en realidad, la sangre) dentro de nuestros cuerpos. Lo realiza un órgano llamado «corazón», básicamente una «bomba de desplazamiento positivo» (o “aspirante-impelente”) impulsada por los músculos. Los corazones son máquinas maravillosas, pero costosas en términos de la energía que necesitan y, desafortunadamente, propensas a fallar a medida que envejecemos. Pero los árboles, como todos sabemos, no tienen músculos ni partes móviles. No hay “corazón” en ninguna parte dentro de un árbol. Es porque sólo el metabolismo febril de los animales puede darse el lujo de usar tanta energía como la que se usa en los corazones. Los árboles son más lentos e inteligentes (y viven mucho más que los primates). Utilizan muy poca energía para bombear agua aprovechando las fuerzas capilares y las pequeñas diferencias de presión en su entorno.

«Fuerzas capilares» significa explotar las fuerzas de interfaz que aparecen cuando el agua fluye a través de conductos estrechos. Aprovechamos eso cada vez que usamos una toalla de papel para remojar el agua derramada. No sucede en los conductos hechos por humanos, ni en los grandes vasos sanguíneos del cuerpo de un animal. Pero es una característica fundamental en el movimiento de fluidos en plantas sin corazón (no en el mal sentido del término). Pero las fuerzas capilares no son suficientes, ni mucho menos. También necesita una diferencia de presión para llevar el agua lo suficientemente alto como para alcanzar el dosel. Eso se puede lograr evaporando el agua en la superficie de las hojas. El agua que se va como ‘vapor de agua’ crea una pequeña diferencia de presión que puede sacar más agua desde abajo. Esto se llama una «bomba de succión». Lo experimentamos cada vez que usamos una pajita para beber de un vaso. Eso es, realmente.

Ahora, hay un gran problema con las bombas de succión. Si estudiaste física elemental en la escuela, aprendiste que no puedes usar una bomba de succión para extraer agua a más de 10 metros de profundidad porque el peso de la columna de agua no puede exceder el empuje atmosférico. En otras palabras, no podrías beber tu ‘bebida’ con una pajita de más de 10 metros. Probablemente nunca hayas hecho el experimento, ¡pero ahora sabes que no funcionará! Pero los árboles son mucho más altos que diez metros. Solo necesitas visitar tu parque local para encontrar árboles que mucho más altos que eso.

Que los árboles puedan crecer tan altos es un pequeño milagro que aún hoy no estamos seguros de entender del todo. La teoría generalmente aceptada de cómo se puede bombear agua a tales alturas se denomina «teoría de la cohesión-tensión» [8]. En definitiva, el agua se comporta, dentro de unos límites, como un sólido en la parte viva del tronco de un árbol, el “xilema”. Los conductos no contienen aire y el agua es succionada por un mecanismo en el que cada molécula atrae a todas las moléculas cercanas. La historia es complicada y no se sabe todo al respecto. El punto es que los árboles logran bombear agua a alturas de hasta unos 100 metros e incluso más. Hay un árbol llamado secuoya (Sequoia sempervirens), en California, que alcanza una altura de 380 pies (116 m). Es un árbol tan excepcional, que tiene un nombre: “Hyperion”.

¿Podrían los árboles crecer aún más? Aparentemente no, al menos no en este planeta. No estamos seguros de cuál es el principal factor limitante. Posiblemente, el mecanismo de bombeo de cohesión-tensión que lleva el agua a las hojas deja de funcionar a partir de cierta altura. O podría ser el problema opuesto: el floema se vuelve incapaz de transportar el azúcar hasta las raíces. O, tal vez, existen límites mecánicos para el tamaño del tronco que puede soportar una copa lo suficientemente grande como para alimentar a todo el árbol.

Sin embargo, algunas obras de ficción imaginaban árboles tan grandes que los humanos podían construir ciudades enteras dentro o alrededor del tronco. El primero pudo haber sido Edgar Rice Burroughs, conocido por sus novelas de «Tarzán». En una serie ambientada en el planeta Venus, en 1932, imaginó árboles tan grandes que toda una civilización se había refugiado en ellos. Solo un par de años después, Alex Raymond creó el personaje del Príncipe Barin de Arboria para su serie «Flash Gordon». Arboria, como su nombre lo dice, es una región boscosa y, de nuevo, los árboles son tan grandes que la gente puede vivir en ellos. Más recientemente, quizás recuerdes los gigantescos «árboles natales» de la gente Na’vi del planeta Pandora en la película «Avatar» (2009). En el mundo real, algunas personas construyen sus casas en los árboles; parece ser popular en California. Las viviendas deben ser estrechas, por no hablar de los problemas con la estabilidad estática de todo el artilugio. Pero, al parecer, una parte de nuestra esfera de fantasía aún sueña con los tiempos en que nuestros remotos antepasados vivían en los árboles.

Pero, ¿por qué los árboles se esfuerzan tanto por ser altos? Si la idea es recoger luz solar, que es el negocio al que se dedican todas las plantas, hay tanta a nivel del suelo como a 100 metros de altura. Richard Dawkins quedó perplejo sobre este punto en su libro “The Greatest Show on Earth” (2009), donde dijo:

“Mira un solo árbol alto que se yergue orgulloso en medio de un área abierta. ¿Por qué es tan alto?  ¡no para estar más cerca del sol! Ese largo tronco podría acortarse hasta que la copa del árbol se extendiera sobre el suelo, sin pérdida de fotones y con un gran ahorro de costos. Entonces, ¿por qué hacer todo ese gasto de empujar la copa del árbol hacia el cielo? La respuesta se nos escapa hasta que nos damos cuenta de que el hábitat natural de tal árbol es un bosque. Los árboles son altos para sobrepasar a los árboles rivales, de la misma especie y de otras. … Un ejemplo familiar es un acuerdo sugerido para sentarse, en lugar de estar de pie, al ver un espectáculo como una carrera de caballos. Si todos estuvieran sentados, las personas altas tendrían una mejor vista que las personas bajas, al igual que si todos estuvieran de pie, pero con la ventaja de que sentarse es más cómodo para todos. Los problemas comienzan cuando una persona baja se sienta detrás de una persona alta para tener una mejor vista. Inmediatamente, la persona sentada detrás de él se pone de pie para poder ver cualquier cosa. Una ola de pie recorre el campo, hasta que todo el mundo está de pie. Al final, todos están peor de lo que estarían si se hubieran quedado sentados”.

(La Parte III de este artículo, se publicará en la edición del 20.02.2022)

Fuente: [*] 02.02.2022, del  blog  de Ugo Bardi «The Proud Holobionts», autorizado por el autor.

REFERENCIAS

[5] A. Sneed, «Pregunte a los expertos: ¿El aumento del CO2 beneficia a las plantas?», Scientific American. https://www.scientificamerican.com/article/ask-the-experts-does-rising-co2-benefit-plants1/ (consultado el 23 de junio de 2021).

[6] S. Hoffman, «Los patrones de fracturas de simios muestran una mayor incidencia en más especies arbóreas», Discusiones, vol. 8, núm. 2, 2012, Acceso: 26 de junio de 2021. [En línea]. Disponible: http://www.inquiriesjournal.com/articles/799/ape-fracture-patterns-show-higher-incidence-in-more-arboreal-species

[7] C. Bulstrode, J. King y B. Roper, “¿Qué les sucede a los animales salvajes con huesos rotos?”, Lancet, vol. 1, no. 8471, págs. 29 y 31, enero de 1986, doi: 10.1016/s0140-6736(86)91905-7.

[8] Pi. Cruiziat, «Plant Physiology and Development, Sixth Edition», en Plant Physiology and Development, Oxfprd University Press, 2006. Consultado: 24 de junio de 2021. [En línea]. Disponible: http://6e.plantphys.net/essay04.03.html