Por lo general, pensamos en plantas que se pavonean sobre la superficie:abundan las flores llamativas, las flores fragantes y las formas únicas. Pero su desarrollo bajo tierra es igualmente mágico.

"Durante los últimos 400 millones de años, desde que las plantas colonizaron la tierra, las raíces han sido el verdadero motor del ciclo de nutrientes terrestres", se maravilla SFI Omidyar Fellow Mingzhen Lu, autor principal de un nuevo estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Ciencias . "Las raíces son la base de la biodiversidad".

En el estudio, Lu y su equipo de colaboradores internacionales, que incluía a los estimados científicos William Bond (Universidad de Ciudad del Cabo) y Lars Hedin (Universidad de Princeton), profundizaron para comprender mejor uno de los sistemas de raíces más extraordinarios del mundo.

Los investigadores realizaron un experimento manipulado de cuatro años para explorar la marcada división entre los biomas Fynbos y Afrotemperate Forest en el cabo occidental de Sudáfrica. Fynbos, un bioma arbustivo con una gran diversidad de plantas, colinda con el Bosque Afrotemplado, un bosque dominado por una pequeña cantidad de especies de árboles. El límite inusual del bioma es tan estrecho que, con unos pocos pasos, uno pasa de un matorral abierto y cálido a la sombra fresca y cubierta de musgo del bosque.

La delimitación nítida se hace aún más clara porque los dos biomas comparten una geología subyacente y están sujetos a los mismos patrones climáticos:existen como estados estables alternativos. Ante una perturbación extrema, los biomas podrían cambiar potencialmente para reflejar las comunidades de plantas vecinas.

"Algunos sistemas pueden existir en diferentes estados, como el agua y el hielo", explica Hedin. "Esto los hace especialmente interesantes como modelos para un cambio dramático porque pueden cambiar de un estado a otro, lo cual es especialmente urgente en un mundo estresado por el cambio climático".

Bajo este telón de fondo, el estudio reveló dos hallazgos significativos. Primero, los bosques fynbos y afrotemplados exhibieron marcadas diferencias en los rasgos de sus raíces. En segundo lugar, estas diferencias en las raíces permiten que la comunidad de plantas de Fynbos desaliente a los árboles al limitar la disponibilidad de nutrientes subterráneos. Específicamente, las plantas de Fynbos rechazan la invasión con las raíces más delgadas jamás identificadas.

"Descubrimos que en todos los ecosistemas del mundo, estas raíces son las más delgadas de todas", dice Lu. "Por cada gramo de carbono, el peso de un clip, estas plantas producen raíces de 15 campos de fútbol".

Las raíces fibrosas permiten que las especies de Fynbos superen a las plantas de raíces más gruesas en suelos pobres en nutrientes.

"Las raíces delgadas de Fynbos son el arma subterránea que crea condiciones miserables para las plantas forestales que demandan nutrientes", dice Bond. "Ahora vemos que no son las propiedades intrínsecas del suelo, sino las retroalimentaciones de las plantas al suelo, lo que crea miseria para los árboles jóvenes del bosque".

Para agravar la "miseria nutricional", como la describen los autores, el bioma de Fynbos es propenso a incendios frecuentes y calientes que queman los nutrientes acumulados en el suelo. La estrategia subterránea de acaparamiento de nutrientes combinada con una adaptación colectiva al fuego permite a la comunidad vegetal de Fynbos favorecer su propia persistencia modificando su entorno. Al otro lado de la división del bioma, el bosque está haciendo lo mismo.

Los hallazgos sugieren que se pueden mantener estados estables alternativos a través de mecanismos bióticos, como los rasgos de las raíces, además de los factores abióticos comúnmente entendidos como el clima. Esta información es fundamental para conservar los ecosistemas amenazados en todo el mundo.

"Es profundo ver rasgos de plantas a microescala, como el grosor de la raíz, vinculados a patrones de ecosistemas emergentes a macroescala", dice Lu.

"¿Quién hubiera pensado que eran las raíces las que ayudan a explicar esta biestabilidad?" pregunta Hedin. "Me sorprende".