Entre los ecologistas, el carbono obtiene toda la gloria. Los científicos examinan su papel crítico en el crecimiento y la descomposición de las plantas, registran sus contribuciones a los gases de efecto invernadero y miden su secuestro en la tierra, el mar y el cielo.
A menudo se pasa por alto en toda esta investigación el humilde elemento silicio, o "sílice", como se le llama cuando se encuentra en la naturaleza. Si los ecologistas o biólogos o biogeoquímicos piensan en la sílice en absoluto, la consideran como un actor secundario, uncomponente de zumbido de rocas y arena.
"La sílice no recibe amor", dice Wally Fulweiler, profesora asociada de la Universidad de Boston de tierra y medio ambiente y biología. "Y debería".
Fulweiler señala que la sílice es un jugador clave en los ecosistemas de marismas y océanos. En particular, forma las capas exteriores de las diatomeas, organismos microscópicos que sirven como recipientes de almacenamiento de dióxido de carbono en las profundidades marinas ". A largo plazo, las diatomeas son importantes pararegula nuestro clima global ", dice Fulweiler." Así que si eres un oceanógrafo, te encanta la sílice. Pero si eres, por ejemplo, un ecólogo forestal, probablemente no pienses mucho en la sílice, y definitivamente nopensar mucho en cómo las actividades humanas han alterado el ciclo de sílice "
El biólogo Tim Maguire estudió las finas raíces de los árboles de arce de azúcar para comprender cómo el cambio climático podría afectar la absorción de sílice. Pero recientemente Tim Maguire, un candidato a doctorado en biología en el laboratorio de Fulweiler, ha dado un paso adelante para darle a la sílice lo que le corresponde. Maguire GRS'17 está tratando de entender cómo el cambio climático puede afectar el "ciclo de vida" de la sílice, a medida que el elemento se mueve de las rocas al agua subterránea y luego a través de las plantas a los ríos y océanos.
Los científicos saben que los árboles juegan un papel importante como "bombas de sílice": succionan el silicio del agua subterránea, lo convierten en una forma biológicamente disponible y lo almacenan o lo empujan nuevamente al ecosistema de una forma más utilizable biológicamentepero pocos han cuantificado este efecto. El trabajo reciente de Maguire, financiado por la Fundación Alfred P. Sloan y publicado en el Revista de Investigación Geofísica: Biogeosciences en marzo de 2017, se descubrió que los árboles, al menos los arces de azúcar, pueden tener un poder de bombeo mucho mayor de lo esperado, y también pueden verse más profundamente afectados por el cambio climático a medida que los inviernos más cálidos dañan sus raíces vulnerables.
"Este es uno de los primeros documentos que muestra una conexión directa entre cómo modificamos un clima y lo que eso podría significar para la disponibilidad de sílice y las conexiones entre tierra y mar", dice Fulweiler, coautor del documento. "Esto aún esotra forma en que estamos perturbando algo que ni siquiera hemos comenzado a entender "
La temperatura del aire en invierno en el noreste de los Estados Unidos ha aumentado constantemente durante décadas, y ahora promedia aproximadamente 2.5 grados Fahrenheit más que en la década de 1950, según el Servicio Forestal de los Estados Unidos ". Esto ha resultado en mucha menos nieve de lo que solía haber", dice Pamela Templer, profesora de biología y coautora de BU en el artículo de Maguire." Ahora hay algo así como 20 días menos al año cuando la nieve cubre el suelo, y la capa de nieve se está volviendo más delgada y también menos predecible ". Para medir los efectos deEsta tendencia al calentamiento en los bosques templados de Nueva Inglaterra, de 2008 a 2012, Templer realizó un experimento financiado por la Fundación Andrew W. Mellon y la Cooperativa de Investigación del Nordeste de los Estados Unidos del USDA en el Bosque Experimental Hubbard Brook en New Hampshire, eliminando la cubierta de nieve de cuatro secciones de bosque.para simular nevadas posteriores y menos nieve, y medir los efectos sobre las plantas y los árboles. Templer descubrió, entre otras cosas, que la cubierta de nieve, de alguna manera contradictoria, actúaIke una manta aislante, protegiendo las raíces de los árboles de la congelación.
"Encontramos muchos efectos negativos cuando quita la nieve; congela los suelos y daña los árboles", dice Templer. Pero ella nunca pensó en mirar sílice hasta que Maguire se acercó a ella y le preguntó si le quedaban muestras deHubbard Brook. Debido a que la sílice no tiene un estado gaseoso, permanece intacta en las muestras almacenadas. "Así que entramos en nuestros archivos y sacamos algunas raíces, y luego las procesó para la sílice", dice Templer.
Maguire examinó las raíces de los arces azucareros, que son sensibles a la congelación porque crecen relativamente cerca de la superficie. Él probó específicamente las raíces finas, esos zarcillos delgados y fibrosos que absorben agua y nutrientes del suelo. Su primer hallazgo sorprendente:Las raíces finas de un árbol de arce de azúcar representan solo alrededor del 4 por ciento de la biomasa del árbol, pero contienen un enorme 29 por ciento de sílice, y cuando se dañan por congelación, la cantidad de sílice en las raíces finas cae un sorprendente 28 por ciento.
Esto puede ser malo para árboles individuales, donde la sílice desempeña varios papeles importantes, como dar estructura a las hojas, proteger contra hongos dañinos y, sospecha Maguire, endurecer pequeñas raíces para que puedan atravesar el suelo rocoso de Nueva Inglaterra. PeroLas consecuencias ecológicas aguas abajo pueden ser aún más profundas. Si este porcentaje es válido para todos los arces en un bosque promedio, calculó Maguire, entonces congelar las raíces podría reducir la absorción de sílice en una cantidad significativa, aproximadamente el 31 por ciento de la sílice bombeada regularmentede bosques templados en ríos, lagos y arroyos.
"Muchas veces, cuando haces este tipo de estudios, obtienes un resultado estadístico que no equivale a mucho en el mundo real", dice Maguire. "Este no es el caso aquí". Qué significan estos hallazgospara el ecosistema de Nueva Inglaterra, o para cualquier otro ecosistema, aún se desconoce en gran medida lo que Maguire y sus colegas atribuyen a las "consecuencias crípticas" del cambio climático.
"Ninguno de nosotros piensa que vamos a detener repentinamente toda la bomba de sílice", dice Templer. "Pero sí sugiere que con una capa de nieve más pequeña y más congelación del suelo, podríamos ver un cambio significativo en la cantidad de sílice enecosistemas acuáticos, ciertamente a modo de plantas "
"Abre una puerta", dice Maguire de la investigación, mostrando un impacto inesperado y potencialmente masivo en los ecosistemas que permanece en gran parte sin estudiar. "Todo lo que sabemos con certeza", dice Maguire, "es que si el calentamiento continúa, algo ocurrirásé diferente.
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Materiales proporcionado por Universidad de Boston . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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