Ciento cincuenta pies sobre el suelo en la selva amazónica, un vasto océano de verde se extiende en todas las direcciones. El dosel de la selva tropical está compuesto principalmente de árboles de hoja perenne tropicales, que absorben enormes cantidades de carbono de la atmósfera de la Tierra. ComprensiónEl ciclo del carbono en estos bosques cómo se almacena el carbono en las plantas y el suelo y luego se devuelve a la atmósfera es crucial para crear modelos precisos que predicen cómo cambiará el clima global en el futuro.bosques.
"Queremos entender si la fotosíntesis en los bosques tropicales de hoja perenne es impulsada principalmente por el clima estacional o por la dinámica interna de la selva tropical", dijo Jin Wu, investigador postdoctoral asociado en el Brookhaven National del Departamento de Energía de EE. UU. DOELaboratorio: Wu es el autor principal de un estudio completado mientras era estudiante de doctorado con el autor principal Scott Saleska, profesor asociado de ecología y biología evolutiva de la Universidad de Arizona, publicado en línea en la edición del 26 de febrero de ciencia .
Wu, junto con otros miembros del laboratorio de Scott Saleska y colaboradores internacionales de Brasil, Australia y Japón descubrieron que el crecimiento de nuevas hojas se sincroniza con la pérdida de hojas viejas en la estación seca de la selva amazónica. Esto cambia la composición del árboldosel hacia las hojas más jóvenes, que muestran una mayor capacidad fotosintética, y explica los grandes aumentos estacionales observados en la fotosíntesis en todo el ecosistema.
Los modelos climáticos han representado durante mucho tiempo a los trópicos de una manera demasiado simplista, a menudo debido a la falta de datos de estas regiones difíciles de alcanzar. Esa opinión suponía que los bosques tropicales tienen un verde de dosel constante durante todo el año, a diferencia de los cambios estacionales dramáticos enbosques templados, anunciados por vibrantes rojos y amarillos.
"A nivel de paisaje, siempre se ve siempre verde", dijo Wu. Pero las imágenes a gran escala, por ejemplo, las tomadas por satélites, a menudo no pueden discernir las sutilezas a nivel del suelo que tienen un gran impacto en el nivelde fotosíntesis. "Evergreen no significa que no haya una dinámica interna", dijo Wu.
Ver los árboles a través del bosque
Para examinar mejor el impacto de estas dinámicas internas en la fotosíntesis, Wu y sus colegas utilizaron todos los datos disponibles de cuatro sitios en el Amazonas con una amplia gama de especies de árboles, gradientes de lluvia y tipos de suelo: tres puntos cerca del ecuador a lo largo delRío Amazonas, y un sitio de agua limitada en el lado sur del Amazonas.
En estos sitios, los investigadores midieron variables que les permitieron calcular la tasa de fotosíntesis agregada en todo el bosque. Descubrieron que la capacidad fotosintética derivada de estas mediciones es estacional. Es decir, aunque el bosque es de hoja perenne, la maquinaria fotosintética internacambios a lo largo del año.
Para determinar qué causó estos cambios, utilizaron cámaras montadas en la torre encaramadas sobre las copas de los árboles para examinar una parcela de aproximadamente un tercio de milla cuadrada, observando las cantidades y cualidades cambiantes de las hojas en las copas de las copas. Descubrieron que el área de las hojas aumentósignificativamente durante la estación seca, pero estos aumentos preceden la capacidad fotosintética en al menos 1 mes, que aumenta el doble de lo que se esperaría del aumento en el área de la hoja sola.
"No es solo la cantidad de hojas lo que hace la diferencia. En los bosques tropicales de hoja perenne, la cantidad total de hojas no cambia mucho, por lo que la calidad de las hojas es un factor importante en la fotosíntesis", dijo Wu.
la edad de la hoja importa
Para investigar la calidad de las hojas, los expertos trepadores de árboles acompañaron a los investigadores mientras caminaban hacia la jungla, escalando los árboles para etiquetar las hojas individuales desde el momento en que emergen y tomar fotografías semanalmente y luego mensualmente. Este trabajo reveló cambios importantes en la hojapropiedades biofísicas y fisiológicas a través de sus ciclos de vida.
"La fotosíntesis es como un metabolismo", dijo Wu. "Como seres humanos, nuestras tasas metabólicas dependen mucho de la edad. Las hojas son similares. Durante los primeros dos meses, las hojas se expanden y adquieren más clorofila, volviéndose más verdes". Pero Wuy su equipo descubrió que las hojas no alcanzan su pico fotosintético hasta que se expanden completamente a los dos o cinco meses de edad. En ese momento, son más eficientes para absorber la luz y más eficientes para convertir la luz en alimentos, es decir, almacenadoscarbono. Después de seis meses, sus tasas fotosintéticas disminuyen a medida que entran en la vejez.
El efecto de la edad de la hoja en la fisiología explica los cambios estacionales sorprendentemente altos en la capacidad fotosintética.
Wu dijo que la incorporación de estos detalles sobre las hojas tropicales de hoja perenne en los modelos del sistema terrestre permitirá predictores más precisos del intercambio de carbono y, en última instancia, sus comentarios al clima.
Tomando los trópicos en cuenta
"Las selvas tropicales son biológicamente muy importantes, pero nuestra comprensión es muy limitada porque los datos disponibles son muy limitados", dijo Wu.
Continúa su investigación de doctorado como un post-doc en un programa diseñado para remediar la escasez de datos de esta región, los Experimentos de Ecosistemas de Próxima Generación - Trópicos NGEE-Tropics. Este proyecto es apoyado por la Oficina de DOE deCiencia y dirigido por la División de Ciencias de la Tierra del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley con institutos asociados, incluido Brookhaven.
NGEE-Tropics es un ambicioso proyecto de 10 años para reducir drásticamente la incertidumbre en los modelos climáticos y aumentar la comprensión científica de cómo los ecosistemas forestales tropicales responderán al cambio climático y atmosférico.
Wu estuvo recientemente en Panamá, conociendo de cerca a la selva tropical. Junto con los científicos de Brookhaven Kim Ely, Shawn Serbin y Alistair Rogers, está estudiando el impacto de El Niño-Oscilación del Sur ENSO en la respuesta defotosíntesis a la sequía y la construcción de relaciones entre importantes propiedades fisiológicas que impulsan la incertidumbre del modelo y otras observaciones.
"Si queremos avanzar en nuestra comprensión sobre el ciclo del carbono terrestre en los bosques tropicales, necesitamos saber qué tipos de hojas están presentes en qué época del año y sus propiedades fisiológicas", dijo. "Podemos mejorar nuestros modeloscon estos datos y comprender mejor qué buscar en el futuro con la teledetección desde cámaras montadas en torre, aviones y satélites ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Brookhaven . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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