Los árboles vivos pueden pudrirse de adentro hacia afuera, dejando solo un tronco hueco. La pudrición de la madera en árboles vivos puede causar una sobreestimación de las reservas globales de carbono, pérdida de madera en la silvicultura, y mala salud de los árboles. Comprender la descomposición de la madera en los bosques es de especial preocupación en los trópicos porque se estima que los bosques tropicales albergan el 96% de la diversidad de árboles del mundo y aproximadamente el 25% del carbono terrestre. en comparación con aproximadamente el 10% del carbono que se encuentra en los bosques templados.

Pero, ¿cómo ven los forestales e investigadores un árbol vivo para medir la descomposición de la madera? Usan sonido.

En un artículo publicado recientemente en Aplicaciones en Ciencias Vegetales , un equipo de profesores, maestros y los estudiantes establecieron métodos para usar una tecnología de ondas de sonido llamada tomografía sónica. Sus métodos se derivaron de mediciones en más de 1, 800 árboles vivos de 173 especies de árboles de la selva tropical en la República de Panamá.

"Todavía no sabemos dónde se ubican la descomposición interna y el daño como causa de la mortalidad de los árboles, "dice Greg Gilbert, autor principal del artículo y profesor y presidente del Departamento de Estudios Ambientales de la Universidad de California, Santa Cruz. "La mayor parte de la descomposición está oculta; la tomografía ahora nos permite ver cuántos árboles aparentemente sanos están realmente descompuestos en su interior".

La tomografía sónica envía ondas sonoras a través de los troncos de los árboles. Cuanto más tiempo tarda una onda de sonido en atravesar un tronco, cuanto más podrida está la madera. Basado en la velocidad del sonido, el tomógrafo (PiCUS 3 Sonic Tomograph; Argus Electronic GmbH, Rostock, Alemania) hace una imagen codificada por colores de una sección transversal del tronco (ver Figura).

El uso anterior de la tomografía sónica en la silvicultura se ha centrado en las mediciones en árboles de "forma típica" con troncos cilíndricos. Sin embargo, los árboles tropicales a menudo tienen grandes contrafuertes, formas de tronco irregulares, y sostén las raíces que se extienden hasta el árbol. El nuevo estudio describe la ubicación óptima de los sensores para evitar resultados de tomografía aberrante para las formas de árboles no modelo que pueblan los trópicos y detalla cómo analizar los tomogramas para cuantificar áreas de madera descompuesta y dañada.

Los métodos de tomografía sónica se desarrollaron y probaron durante un curso de campo internacional para la escuela secundaria, Universidad, y estudiantes de posgrado en la República de Panamá y financiado a través de la Fundación Nacional de Ciencias. Gilbert y sus colegas llevaron a los estudiantes y a sus maestros al campo y utilizaron el aprendizaje basado en la investigación para enseñar enfoques moleculares y de campo de la ecología. así como fomentar un canal internacional para la investigación ecológica. Gilbert comenta:"Fue una inmersión emocionante, con personas increíbles de diversos orígenes, en la parte complicada de hacer ciencia:averiguar cuál es la mejor manera de hacer lo que necesita para responder preguntas difíciles ”. Todos los participantes del taller contribuyeron a la recopilación y análisis de datos de tomografía sónica para el artículo.

Los hongos causan la pudrición de la madera al ingresar al tronco de un árbol y la madera en descomposición desde adentro hacia afuera, liberando carbono a la atmósfera como dióxido de carbono. Gilbert explica que sin un método confiable para detectar madera faltante, no se puede entender cómo los árboles contribuyen o moderan los crecientes niveles de carbono atmosférico global, o cómo los bosques y las especies arbóreas aparentemente saludables están respondiendo a los cambios en el clima.

La investigación de Gilbert sobre la descomposición de la madera avanza hacia un gran estudio sobre cómo los patógenos y las enfermedades controlan la prevalencia de las especies de árboles tropicales. "La hipótesis es que las especies que son más susceptibles a los hongos de pudrición del corazón generalmente seguirán siendo raras en el bosque, y solo aquellas especies que sean resistentes se volverán comunes, "dice Gilbert. Él y sus colegas están midiendo y rastreando árboles tropicales en el sitio a largo plazo del Observatorio Global de la Tierra Forestal (ForestGEO) del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales en la Isla Barro Colorado en el Canal de Panamá.

El trabajo futuro continuará validando la tecnología de tomografía sónica para sistemas de árboles tropicales utilizando árboles talados o ya muertos. Los árboles tropicales son muy diversos tanto en forma como en función, y, por tanto, son potencialmente distintos en sus requisitos metodológicos para la tomografía sónica. Por ejemplo, este método no funciona en especies de palmeras ni en ninguna especie de árbol que utilice tejidos internos para almacenar agua.

La silvicultura urbana también se beneficia de la tomografía sónica. Gilbert y sus colegas del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales están colaborando con la Ciudad de Panamá para utilizar la tomografía para evaluar los riesgos para la salud y la propiedad de los árboles urbanos de Panamá que pueden estar podridos y vulnerables a romperse con fuertes vientos y fuertes precipitaciones.