Árboles: ¿Adaptándose al cambio climático?

Durante su reciente año sabático, Daniel Laughlin dirigió un estudio que descubrió que los árboles pueden sustentar la vida a temperaturas más altas o más bajas de las que crecen actualmente.

Si bien las especies de árboles parecen preferir condiciones climáticas distintas, la verdadera naturaleza de estas preferencias se ve oscurecida por las interacciones entre especies y la dispersión, lo que limita los rangos de las especies de árboles.

“Nos sorprendió. El resultado fue cristalino, y eso no siempre sucede en la ecología”, dice Laughlin, profesor del Departamento de Botánica de la Universidad de Wyoming. “Encontramos que las especies de árboles podían crecer y sobrevivir a una temperatura moderada común, a pesar de que muchas especies solo se encuentran en ambientes fríos o cálidos. De hecho, muchos árboles podrían expandir sus rangos en más del 25 por ciento según sus potenciales tolerancias a la temperatura”.

Laughlin es el autor principal de un artículo titulado “Los árboles tienen nichos potenciales superpuestos que se extienden más allá de sus nichos realizados” que se publicó hoy (5 de julio) en Science, una revista académica semanal revisada por pares de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia que publica investigaciones científicas originales importantes.

Brian McGill, profesor de la Escuela de Biología y Ecología de la Universidad de Maine, es el coautor del artículo. Laughlin y McGill comparten un interés mutuo en comprender cómo responderán las especies a los rápidos cambios climáticos. Para avanzar en este problema apremiante, estudiaron las ocurrencias de especies de árboles de América del Norte en arboretos de todo el mundo para cuantificar su tolerancia al frío y al calor extremos.

Los dos investigadores cuantificaron los nichos térmicos realizados y potenciales de 188 especies de árboles de América del Norte para realizar una prueba a escala continental de la arquitectura de los nichos, según el estudio. El estudio incluyó 23 especies de árboles nativas de Wyoming, como el abeto Engelmann, el abeto subalpino, el pino flexible, el pino de los bosques, el pino ponderosa, el álamo temblón, el enebro de las Montañas Rocosas y el álamo de la llanura.

El nicho realizado de una especie de árbol es donde lo encuentras en la naturaleza, mientras que el nicho potencial es donde podrías pero no lo haces porque fue superado por otras especies de árboles o no pudo dispersarse allí, dice Laughlin.

“Por ejemplo, el nicho realizado del árbol nativo de Wyoming, el abeto Engelmann, incluye bosques subalpinos de gran altitud”, explica Laughlin. “Sin embargo, el nicho potencial también incluye lugares más cálidos, como a lo largo de las orillas de los arroyos en las elevaciones más bajas, donde los árboles podrían sobrevivir. Pero no se encuentran allí porque son superados por los álamos de crecimiento más rápido”.

Los dos investigadores encontraron evidencia sólida y consistente de que las especies de árboles que se encuentran en extremos térmicos ocupan menos del 75 por ciento de sus nichos potenciales, y los nichos potenciales de las especies se superponen a una temperatura media anual de 12 grados Celsius, o aproximadamente 55 grados Fahrenheit.

“Cuando caminamos por el bosque, vemos con nuestros propios ojos que las especies de árboles ocurren en lugares distintos. Este es un principio fundamental de la ecología”, dice Laughlin. “Sin embargo, donde las especies se encuentran realmente en la naturaleza es una fracción de su distribución potencial porque la competencia con otras especies y la limitación de la dispersión restringen dónde ocurren realmente”.

Los nuevos resultados rompen una suposición central de la mayoría de los métodos actuales para predecir las distribuciones de especies, sugiriendo que los ecologistas deben tomarse en serio la cuantificación del rango completo de entornos que son tolerables para las plantas, dice Laughlin.

“Esta es una pieza de información crítica que falta para predecir cómo responden a un mundo en calentamiento”, dice Laughlin.

Los resultados también sugieren que las especies de árboles tendrán destinos diferentes. Los árboles tolerantes al frío, como el abeto Engelmann y el abeto subalpino, pueden no necesitar moverse para permanecer dentro de sus tolerancias climáticas. Sin embargo, las especies tolerantes al calor, como el roble vivo y el pino de hoja larga, deberán migrar.

“Las especies de árboles de América del Norte han estado navegando por las cambiantes condiciones climáticas durante millones de años. Sabemos que, durante largos períodos de tiempo, los árboles se han movido a través del continente para seguir las condiciones climáticas adecuadas, pero no sabemos cómo se desarrollará esto en las próximas décadas y siglos”, dice Laughlin. “Por ejemplo, el clima en Laramie pronto puede ser adecuado para los árboles del suroeste que están adaptados a condiciones más cálidas, pero no estamos seguros de qué especies llegarán primero. Comprender las tolerancias de temperatura fundamentales de los árboles es un primer paso importante para mejorar nuestras predicciones de cómo cambiarán los rangos de las especies de árboles con el tiempo”.

El año sabático de Laughlin, que tuvo lugar durante el año académico 2023-24, recibió apoyo de un premio de aumento de sabático Flittie de la UW y una subvención de perspectivas globales del Colegio de Agricultura, Ciencias de la Vida y Recursos Naturales de la UW.