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ECOLOGÍA

Los anillos del tiempo

Con motosierras y taladros, brasileños y alemanes extraen muestras de árboles para verificar las variaciones de humedad y temperatura en el transcurso de siglos

Arvore_114_2JG4635Léo RAmosdesde Gália, São Paulo

La ciencia también se hace con músculos y sudor. Con un pantalón verde recién puesto encima del que ya vestía, gruesos guantes y un casco rojo con protector visual y protectores de oídos, el botánico Gregório Ceccantini pone en marcha la motosierra, otra vez más, durante la tarde del 12 de septiembre. El olor a gasolina del motor se propaga en el aire seco de la Estación Ecológica de Caetetus, una reserva de bosque atlántico ubicada en el municipio de Gália, en la región central del estado de São Paulo. La cuchilla esparce aserrín a medida que corta el tronco de un árbol muerto, caído en medio de otros que siguen en pie. Luego de cortar completamente el tronco, el profesor del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (USP) apaga la motosierra y la deposita sobre el suelo tapizado de hojas secas, se saca el casco y toma el primer disco de madera del palo rosa [Aspidosperma polyneuron].

“Miren qué lindo”, dice, agachándose y colocándose el disco de madera rojiza sobre una de sus piernas para mostrar los anillos concéntricos, con anchos variables, que indican la velocidad de crecimiento anual de los árboles: cuanto más ancho, más ha crecido el árbol ese año, como respuesta a la disponibilidad de agua y nutrientes. Ceccantini, en forma conjunta con Dieter Anhuf, de la Universidad de Passau, en el sur de Alemania, ha examinado los anillos para verificar las respuestas de los árboles de varias especies del norte y sudeste de Brasil a las variaciones de humedad y temperatura, y a la duración de las estaciones secas y lluviosas ‒en definitiva, los cambios del clima‒ durante los últimos siglos. Estudiando árboles de Minas Gerais, el equipo de la USP logró detectar las variaciones locales del clima a partir de 1940, complementando los estudios de reconstitución climática en una escala de tiempo mayor, en el orden de miles de años, que se determinaron por medio del polen y minerales extraídos de cuevas. Este abordaje ha establecido que, en algunas especies de árboles, el aumento en la concentración de gas carbónico (CO2) en la atmósfera, tal como lo que se prevé que ocurrirá en las próximas décadas, puede que no sea suficiente para acelerar el crecimiento, pues el aumento de la temperatura, que también se espera, puede favorecer la pérdida de agua y bloquear el crecimiento de los tejidos vegetales.

Gregório Ceccantini corta un palo rosa muerto

Léo RamosGregório Ceccantini corta un palo rosa muertoLéo Ramos

Los anillos más internos del disco recién cortado del palo rosa son delgados. La razón más probable de ello, explica Ceccantini, radica en que, al principio, el árbol habría crecido tímidamente a la sombra de otros. Los anillos contiguos son más anchos y sugieren que el palo rosa habría alcanzado el dosel, absorbiendo más luz y creciendo de manera acelerada. Los anillos más próximos a la corteza son, otra vez, estrechos, una señal de que el ritmo de crecimiento se redujo, o bien porque el árbol ya estaba mustio antes de caer o bien porque otros alcanzaron la cima de la selva y la competencia por la luz se intensificó.

A continuación, Ceccantini coloca sobre el tronco cortado la rodaja de madera que pesaba entre 20 y 30 kilogramos, raspa la superficie del disco con un cúter y cuenta los anillos con una lupa “En un recuento rápido”, calcula, “este árbol tiene entre 180 y 200 años”. La bióloga Paula Jardim estira una cinta métrica a lo largo del tronco y deduce que el árbol de 23 metros, desde la base hasta el comienzo de la copa debe haber muerto en pie y luego caído, hace uno o dos años. Ceccantini recobra el aliento, vuelve a colocarse el equipamiento y comienza nuevamente a rebanar el palo rosa caído generando gran bullicio y aserrín rojo.

El trabajo con árboles vivos es más delicado. A pocos metros de distancia, escondido entre las enredaderas que forman una cortina de tallos entre los árboles, el geógrafo alemán Stefan Krottenthaler realiza una especie de biopsia, perforando el tronco de un árbol con un tubo metálico ajustado a un taladro accionado con gasolina. El taladro va y viene sobre una corredera de aluminio que él mismo ideó y construyó, sostenido por dos patas y por un cinturón amarrado al tronco. Hace fuerza para empujar el taladro y hacer que el tubo penetre la dura madera. Krottenthaler vivió dos años y medio en Brasil, incluyendo seis meses entre los indígenas xavantes de Mato Grosso, y realizó el doctorado en la Universidad Passau.

Gregório Ceccantini extrae un cilindro de madera de una higuera viva

Léo RamosGregório Ceccantini extrae un cilindro de madera de una higuera vivaLéo Ramos

Luego de un buen rato, Krottenthaler saca el taladro, suelta el tubo y, de su interior, retira un cilindro de 20 centímetros de largo con sucesivas capas con tonos rosados, correspondientes a los anillos de crecimiento del árbol. Su compañero Hans Broschek, quien por primera vez visita Brasil, guarda el cilindro de madera en un maletín de cuero, mientras Krottenthaler realiza una especie de curación en el árbol, rociando un funguicida en la perforación que hizo y obturándola con un tapón de corcho. Dos semanas antes, ellos andaban por otra reserva del bosque atlántico, el Parque Estadual Vassununga, en Santa Rita do Passa Quatro, situado a 250 kilómetros de la capital paulista, y transpiraron mucho más para extraer una muestra de un jequitibá rosa [Cariniana legalis] de 40 metros de altura y tronco de 3 metros de diámetro.

Durante las semanas siguientes, el equipo de Ceccantini preparó y analizó todo ese material en un galpón de la USP que parece una carpintería, situado junto a lagunas con plantas con flores blancas y viveros. A los discos de madera se los aplana y se los lija hasta que quedan brillantes, y se los corta. Luego se los analiza con un instrumental que mide la distancia entre los anillos, lo que a su vez indica la tasa anual de crecimiento y la edad de cada ejemplar. Una vez realizada la cronología, entre 5 y 10 muestras de cada especie y de cada lugar se enviarán a Potsdam, en Alemania, donde el equipo de la USP y el de Dieter Anhuf y Gerd Helle determinarán el tenor de dos isótopos (formas) estables de oxígeno, el oxígeno 16 y el 18, y dos de carbono, el carbono 12 y el 18, de la celulosa de la madera. “Por ahora, los estudios que analizan los anillos de crecimiento de los árboles se realizaron fundamentalmente en regiones de gran altitud y en bosques nórdicos”, informa Anhuf. “Las investigaciones en regiones tropicales y subtropicales todavía son raras”.

La proporción entre los isótopos indicará los efectos de la lluvia y de la temperatura en el crecimiento de los árboles e incluso el origen y la dirección de las lluvias que recibieron. Dejando de lado los detalles técnicos, el razonamiento es sencillo: como el oxígeno 18 es más pesado y precipita con mayor facilidad que el 16, el agua que contiene en mayor concentración sería proveniente de alguna región cercana, como por ejemplo el sur del país o el Atlántico Sur, mientras que el agua con mayor concentración de oxígeno 16 sería proveniente de regiones más alejadas, como la Amazonia.

Phillip Pitsch comienza una biopsia en árbore

Léo RamosPhillip Pitsch comienza una biopsia en árboreLéo Ramos

“El interior de São Paulo representa un ámbito de transición”, dice Krottenthaler, “porque se encuentra sujeto a la influencia de masas de aire del norte y también del sur. ¿Cómo es ese juego?” Él espera que la proporción de los isótopos revele cuál era la masa de aire que se imponía sobre la otra durante las estaciones lluviosas o secas a lo largo de los años. Después, valiéndose de cálculos matemáticos más complejos”, dice Ceccantini, los investigadores esperan convertir la información sobre la secuencia de los anillos y la proporción entre isótopos en gráficos que indiquen el modo en que la variación del clima y la circulación de la humedad en la atmósfera ‒los denominados ríos voladores‒ afectaron el crecimiento de los árboles de una misma especie en lugares diferentes o de especies distintas en un mismo sitio, durante el transcurso de los últimos siglos.

Resulta trabajoso, lento y difícil. La buena noticia radica en que ese abordaje está dando resultado, porque indica la merma en el crecimiento de los árboles como respuesta a la disminución de precipitaciones y al aumento de la temperatura. En 2010, con base en el mismo tipo de análisis, Roel Brienen, de la Universidad de Leeds, en Inglaterra, junto a otros expertos mexicanos y holandeses, analizaron los anillos de una especie de árbol propia del sur de México, la Mimosa acantholoba, y determinaron que el crecimiento, al menos en esa especie, puede menguar hasta un 37% durante los años de El Niño ‒el calentamiento de las aguas del Pacífico ecuatorial‒, una posible causa de sequía en América del Sur. Además, valiéndose de modelos matemáticos de simulación climática, estimaron una reducción de hasta un 20% en la tasa de crecimiento de esa especie, en un escenario de mayor emisión de gas carbónico en la atmósfera, tal como se prevé que ocurrirá en las próximas décadas.

En el estado de Minas Gerais, las variaciones en el ritmo de crecimiento de la especie Hymenaea están revelando las oscilaciones de las lluvias y temperaturas desde 1940 (vea el gráfico). Durante dos años, Giuliano Locosselli, del equipo de Ceccantini, estudió los anillos de los troncos de variedades ‒la de la selva o guapinol, H. courbaril, y la del cerrado, H. stigonocarpa‒ que crecían en un bosque en el municipio de Matosinhos, situado a 80 kilómetros de Belo Horizonte. La elección del lugar fue casual: Ceccantini se hallaba cerca, en un estudio arqueológico y, cuando supo que el bosque sería talado, modificó sus planes para aprovechar la circunstancia, logrando rescatar 20 discos de Hymenaea, y regresó contento con el botín inesperado. “Llenamos nuestra camioneta”, recordó. La muestra más antigua, tal como determinaron luego, tenía 145 años; y de Morro do Diabo, una reserva de bosque atlántico en el extremo oeste del estado de São Paulo, trajeron una muestra aún más antigua, con 190 años.

040-045_arvores_213Las dos especies respondieron de manera diferente ante las variaciones del clima en las últimas cinco décadas. Según indican los análisis del ancho de los anillos, del calibre de los vasos conductores de savia y de la eficiencia del aprovechamiento del agua, descritas en un estudio publicado en 2012 en la revista Trees, la lluvia tiene un efecto preponderante sobre el crecimiento de los anillos y de los vasos conductores de savia en el Hymenaea de la selva, mientras que la temperatura parece tener una influencia mayor en el crecimiento de la especie del cerrado. Ambas especies ostentaron una mejora en la eficiencia en cuanto al uso del agua ‒puesto que redujeron la pérdida por transpiración, pero sólo los árboles con las menores tasas de crecimiento‒, sugiriendo que esas especies no responden de manera proporcional al aumento en la concentración de CO2 en la atmósfera.

“Notamos un aumento gradual de CO2 en los anillos, pero estas especies de Hymenaea no crecen más, al disponer de mayor volumen de CO2, tal como se esperaba”, sostiene Locosselli. El investigador estima que el aumento en la concentración de CO2 en la atmósfera, que está previsto para las próximas décadas, compensaría el efecto de elevación de la temperatura: “Si la temperatura aumenta los árboles crecen menos, porque tienden a perder más agua”. Otro trabajo en el que participó indicó que el Podocarpus, un género de conífera actualmente limitado a áreas de clima frío y húmedo del sur del país, sobrevive en islas de vegetación de Morro do Chapéu, en el norte del estado de Bahía, creciendo menos de un milímetro por año, siete veces menos que sus congéneres de la misma especie que crecen en el sur.

Los cilindros de madera son identificados y acondicionados antes de seguir viaje hacia Alemania

Léo RamosLos cilindros de madera son identificados y acondicionados antes de seguir viaje hacia AlemaniaLéo Ramos

Durante el mes de octubre, Locosselli pretende recolectar Hymenaea por segunda vez, en el estado de Pará, y esas nuevas muestras deberían ayudar a rastrear variaciones en la extensión de las masas de aire provenientes del Atlántico sobre la Amazonia. A partir de agosto, cuando comenzaron a trabajar en forma conjunta, el grupo de São Paulo y el de Alemania recogieron 120 muestras de Hymenaea, jequitibás y otras especies en el estado de São Paulo y de otros más de cien árboles de los estados de Goiás, Bahía, Rondônia y Pará, “¡incluyendo tres cabreúvas [Myrocarpus frondosus] de unos 240 años!”, resalta Ceccantini. “En dos años queremos llegar a contar con 400 nuevas muestras”. La colección de maderas (xiloteca) de la cual es responsable, cuenta con 5 mil muestras catalogadas y 3 mil en fase de registro.

Una de las expediciones realizadas en agosto al Parque Estadual Carlos Botelho, situado a 200 kilómetros de distancia de la ciudad de São Paulo, resultó particularmente difícil, bajo lluvias permanentes. “No llovió demasiado”, recuerda Locosselli, “pero fue lo suficiente como para que cada uno de nosotros resbalara algunas veces”. Debieron caminar continuamente durante horas hasta hallar otro árbol de la misma especie que habían recogido, atravesando terrenos resbaladizos y en pendiente ‒la altura del sitio varía entre 50 y 800 metros‒ en medio de un infierno de lianas. El geógrafo alemán Philipp Pitsch, en su primera visita a Brasil, se mojó bastante, observó las bromeliáceas creciendo sobre una inmensa diversidad de árboles y, con una mezcla de éxtasis y temor, se dio cuenta que estaba en una auténtica selva. “Los bosques de Alemania están formadas por árboles de tan sólo dos o tres especies”, recordó después, al caer la noche, en el alojamiento de la reserva de Gália. El cansancio que sentía él al finalizar el día era intenso, no sólo porque no estaba acostumbrado a deambular por selvas tropicales, sino también porque, por haber estado durante dos años en el Ejército y ser uno de los más fuertes del grupo, era el más solicitado para cargar los discos de madera y los equipamientos pesados.

“Era un bello lugar”. Así recordó Erika Righetto Ifanger a la jungla de Carlos Botelho. Ella también visitaba por primera vez una selva junto a un grupo de investigadores. “En efecto, lloviznaba todo el día, pero eso estaba bueno, porque así a nadie molestaban las garrapatas y los mosquitos”. Escultista de los 6 a los 21 años, actualmente cursando el último año de la carrera de biología, Righetto utilizó una motosierra en campo por primera vez durante la mañana del 12 de septiembre, para cortar un palo rosa, similar al que Ceccantini había cortado el día anterior. Poco antes, con un sombrero a lo Indiana Jones y varias herramientas de trabajo sujetas en el cinturón, Ceccantini había perforado, a mano, con una sonda especial, el tronco de una higuera, que no posee anillos de crecimiento, pero cuya edad pretende determinar por medio de isótopos de especies vecinas de la selva.

Una vez pulido, el disco se analiza mediante un dispositivo que deduce las condiciones climáticas en que el árbol creció

Léo RamosUna vez pulido, el disco se analiza mediante un dispositivo que deduce las condiciones climáticas en que el árbol crecióLéo Ramos

Luego de cortar la madera, Righetto llevó los discos hasta la camioneta estacionada en un pequeño camino que corta la selva de Caetetus, mientras Philipp Pitsch, con un pañuelo azul en la cabeza, perforaba un árbol con uno de los taladros, y Broschek y Jardim lo ayudaban porque la corredera de aluminio estaba siendo utilizada por Krottenthaler. “Acá, el sudor está garantizado”, dice Ceccantini. “Lo más difícil viene después del tercero o cuarto día, cuando ya duele el cuerpo, pero debemos continuar”. En Caetetus hay mucho trabajo. Hace unos 20 años, cayeron entre 2 mil y 3 mil árboles, probablemente debido a una tormenta muy fuerte, y los que no se pudrieron todavía pueden encontrarse por toda la reserva.

También hay una dosis de gratitud. “Todos esos grandes árboles están allí gracias a un sólo personaje, Olavo Amaral Ferraz, quien protegió esa selva en sus tierras, luego compradas por el gobierno para crear la reserva”, reconoce Ceccantini. Locosselli pide no olvidarse de los guardabosques ‒Nelson Donizetti Correa y Antônio Crema, en Vassununga, Natanael Ozorio da Silva y Pedro Ozorio da Silva, en Carlos Botelho, y Sergio Aparecido Esborini, en Caetetus‒ quienes nos guían en la selva, nos ayudan a encontrar e identificar los árboles, escogen los caminos y advierten sobre los peligros de accidentes o de animales venenosos que, normalmente, ellos son los primeros en detectar. “Uno de los días en Carlos Botelho, nos alejamos de don Pedro, un hombre de 62 años que anda por la selva más rápido que cualquiera de nosotros, y nos pasamos todo el día para encontrar solamente un árbol”, dice Locosselli. “Sin ellos, no habríamos extraído ni la mitad de lo que conseguimos”.

Proyecto
Twentieth century changes of tree ring isotopes in southeastern Brazilian forests: how do climate conditions influence growth and water use efficiency and thus enforce tree migration (FAPESP-DFG) (2012/ 50457-4); Modalidad Línea regular de ayuda al proyecto de investigación; Coords. Gregório Tápias Ceccantini – USP y Dieter Anhuf – Universidad de Passau; Inversión R$ 236.482,86 (FAPESP) y  € 336.380,00 (DFG)

Artículos científicos
BRIENEN, R. J. et al. Climate-growth analysis for a Mexican dry forest tree shows strong impact of sea surface temperatures and predicts future growth declines. Global Change Biology.  v. 16, p. 2001-12. 2010.
LOCOSSELLI, G. M. et. al. A multi-proxy dendroecological analysis of two tropical species (Hymenaea spp., Leguminosae) growing in a vegetation mosaic. Trees.  v. 27, n.1, p. 25-36. 2012

 

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