El ecologista Meng Lu mide hojas verdes de juncia en el Humedal de Investigación del Cambio Global, en el Centro de Investigación Ambiental Smithsonian en Maryland. Lu lideró el descubrimiento de que, bajo niveles altos de dióxido de carbono, los juncos como estos crecen tallos más cortos y delgados. Crédito:Maria Sharova / Smithsonian Environmental Research Center
Para la mayoría de las plantas, El dióxido de carbono actúa como un esteroide:cuanto más pueden ingerir, cuanto más grandes se vuelven. Pero en un nuevo estudio publicado el 25 de septiembre, Los científicos del Smithsonian descubrieron que sucedía algo extraño en las marismas. Bajo niveles más altos de dióxido de carbono, en lugar de producir tallos más grandes, las plantas de los pantanos produjeron más tallos que eran notablemente más pequeños.
"No creo que nadie esperaba esto, "dijo Meng Lu, autor principal del nuevo estudio en Naturaleza Cambio Climático . Durante años, Los científicos sabían que el dióxido de carbono estaba aumentando la biomasa total de las plantas de las marismas, por lo que parecía natural pensar que las plantas individuales también se estaban haciendo más grandes.
"Todos pensaron, okey, [plantas] aumentaron, biomasa aumentada, entonces la altura, ancho, todo debería aumentar. Pero ese no es el caso en un pantano, " él dijo.
Lu, profesor de investigación en la Universidad de Yunnan de China, hizo el descubrimiento mientras era un postdoctorado en el Centro de Investigación Ambiental Smithsonian (SERC) en Maryland. Trabajó en un pantano de mareas llamado "Humedal de investigación del cambio global, "hogar de uno de los experimentos de campo más antiguos sobre el cambio climático en el mundo. Dentro de cámaras experimentales, Los científicos del Smithsonian han estado obteniendo dióxido de carbono durante más de 30 años. Están rastreando cómo crecen las plantas de los pantanos en un mundo con niveles de dióxido de carbono casi el doble de los actuales, niveles que podríamos ver a finales de siglo.
Todos los años, los científicos han cosechado las plantas en las cámaras y han medido su biomasa total, tallos, raíces y otros rasgos clave. Eso le dio a Lu tres décadas de datos para explorar. Después de hacer los números, se dio cuenta de que en las cámaras con alto contenido de dióxido de carbono, la biomasa de todos los juncos de las marismas aumentó un 20%. El dióxido de carbono más rico estaba impulsando a las juncias de los pantanos a que crecieran más tallos en racimos más gruesos. Pero sorprendentemente los tallos individuales se habían reducido un 16%.
El científico de suelos Pat Megonigal se sienta dentro del Humedal de Investigación del Cambio Global del Smithsonian en Maryland, donde los científicos están llevando a cabo experimentos climáticos futuristas para simular el mundo de 2100. Crédito:Tom Mozdzer / Smithsonian Environmental Research Center
Los tallos se están encogiendo debido a otro ingrediente que las plantas necesitan para crecer:nitrógeno.
"Si obtenemos más carbono, necesitamos más nitrógeno para alimentar las plantas, "Dijo Lu. Según Lu, el dióxido de carbono y el nitrógeno son como alimento para las plantas. Si el dióxido de carbono proporciona su azúcar, el nitrógeno proporciona su proteína. Sin nitrógeno, las inyecciones adicionales de dióxido de carbono no estimularán a las plantas a desarrollar tallos más grandes. En lugar de, las plantas extenderán sus raíces más bajo tierra, intentando extraer más nitrógeno del suelo. Y debido a que la mayoría de las plantas de los pantanos son "clonales" (pueden reproducirse haciendo copias de sí mismas), naturalmente, envían más tallos por encima del suelo a medida que se extienden sus raíces. Esto significa más plantas en lugar de más grandes.
Eso es exactamente lo que los científicos vieron que sucedía en las cámaras donde solo aumentaban el dióxido de carbono. Sin embargo, en cámaras donde levantaron dióxido de carbono y nitrógeno, el efecto de "tallos encogidos" desapareció. Las plantas pudieron cultivar más tallos y hacer que esos tallos fueran más grandes, gracias al nitrógeno extra.
"Sabíamos que dar a las plantas más nitrógeno favorece el crecimiento de los brotes sobre el crecimiento de las raíces, y viceversa para el dióxido de carbono, pero nunca consideramos lo que esto significa para la cantidad y el tamaño de las plantas, "dijo Pat Megonigal, un coautor y científico senior de SERC que supervisa el Humedal de Investigación del Cambio Global. "Creemos que la contracción de los tallos puede estar ocurriendo en muchos otros ecosistemas con plantas clonales".
Las marismas como esta en Maryland son amortiguadores críticos contra las marejadas ciclónicas, huracanes y otros fenómenos meteorológicos extremos. Los científicos piensan que cada vez más cortos, racimos más densos de tallos podrían ayudar a los pantanos a ser incluso mejores escudos, y les permitirá construir suelo más rápidamente para ayudarlos a mantenerse por encima del agua a medida que aumenta el nivel del mar. Crédito:Gary Peresta / Smithsonian Environmental Research Center
Esta puede ser una buena noticia para el pantano y para las personas que viven cerca. Tener una pared de tallos más gruesa, incluso más cortos, aumenta el poder defensivo del pantano. Un pantano denso es bueno para absorber energía de huracanes y tormentas. Raíces más densas otro efecto secundario del alto contenido de dióxido de carbono, podría ser otra ventaja. Las raíces permiten que un pantano construya suelo. Cuando un pantano construye suelo, toda su elevación sube, dándole la posibilidad de superar el aumento del nivel del mar.
"El aumento acelerado del nivel del mar es una amenaza para las marismas en todo el mundo, "Dijo Megonigal." La posibilidad de que las marismas puedan atrapar más sedimentos al mismo tiempo es motivo para un poco de optimismo ".
