The growth before death

El crecimiento antes de la muerte: comprender la mortalidad de los árboles usando datos de anillos

Con la sequía histórica en California causando la muerte de alrededor de 102 millones de árboles en la Sierra Nevada, el tema de la mortalidad de árboles es más caliente que nunca. Por lo general, es fácil ver si un árbol está muerto o vivo. Sin embargo, la comprensión de los mecanismos fisiológicos que conducen a la mortalidad de los árboles y la predicción de los patrones de mortalidad sobre el espacio y el tiempo sigue siendo un desafío. Leer más lo que un gran grupo de investigadores encontraron recientemente utilizando registros de anillos de árboles.


Por qué y cómo muere un árbol?

Hay muchos elementos posibles que pueden causar la muerte de un árbol. Si queremos simplificar, hay dos factores principales que pueden causar la muerte del árbol: (i) el estrés intenso o duradero (por ejemplo, sequía, sombra, baja temperatura) y (ii) fuego. La primera afecta fuertemente al vigor del árbol, y a menudo esto puede ser detectado en el patrón de crecimiento del árbol durante años – o décadas – antes de la mortalidad. El segundo, conducir a una muerte repentina del árbol. Esto es difícil, si no imposible, de identificar en el patrón de crecimiento anterior a la muerte, ya que puede ocurrir independientemente de la vitalidad y crecimiento del árbol (por ejemplo, una perturbación inesperada como una tormenta de viento). En ambos casos, la mortalidad puede ser causada por factores bióticos (por ejemplo, competición, patógenos) o abióticos (por ejemplo, erupciones volcánicas, tormentas de hielo, incendios, inundaciones, etc.). A veces es muy difícil identificar la causa exacta, ya que la mayoría de las muertes de los árboles se originan de un complejo de estos factores que ocurren simultáneamente o consecutivamente en el tiempo. En los casos en que la muerte es precedida por una disminución en el vigor del árbol, los anillos de los árboles se han utilizado con éxito para predecir la probabilidad de mortalidad.

Un grupo de investigadores dirigido por Maxime Cailleret en ETH Zürich (Suiza), compiló una gran base de datos de anchura de anillos de árboles, que incluyen árboles vivos y muertos que crecen conjuntamente en 190 sitios ubicados en varios continentes. Su estudio de síntesis fue el resultado de un gran esfuerzo de colaboración realizado en el contexto de la COST Action STReESS (Estudio de respuestas de los árboles a eventos extremos: a SynthesiS). El objetivo del proyecto era hacer uso de datos basados en dendrometría de árboles individuales (es decir, dendrocronología, anatomía de la madera y ecofisiología) para investigar los efectos de eventos extremos como sequía, ondas de calor o heladas tardías en el rendimiento de los árboles.

En el presente estudio, los científicos compararon el cambio temporal en las tasas de crecimiento radial de los árboles que murieron y otros que sobrevivieron a los eventos de estrés. Se centraron en la mortalidad inducida por el estrés, identificable en la cronología de los anillos y diferenciaron las diferentes causas de mortalidad en sequía, agentes bióticos, sequía + biótica y otros.

Maxime Cailleret dijo sobre sus resultados publicados en la revista Global Change Biology:

“Hemos encontrado que los anillos de los árboles se pueden utilizar para predecir con éxito los eventos de mortalidad inducida por estrés, ya que la mayoría de ellos fueron precedidos por una disminución a largo plazo de las tasas de crecimiento radial. Sin embargo, en caso de una sequía intensa o brote de escarabajo de corteza, el crecimiento puede disminuir abruptamente o incluso aumentar antes de la muerte, destacando la necesidad de considerar otros datos ecofisiológicos (por ejemplo, los rasgos del xilema) “

Diferencias en la distribución de la tasa de crecimiento del año anterior a la muerte (eje y) y la duración del período con crecimiento reducido o aumentado (eje x) entre grupos de fuentes de mortalidad y entre angiospermas y gimnospermas. Modificado de Cailleret et al. (2016).

Patrones de crecimiento antes de la mortalidad

Los resultados mostraron que en más del 80% de los casos, el crecimiento de los árboles moribundos el año anterior a la muerte fue inferior al de los supervivientes y que esta reducción del crecimiento fue del 60%. En la mayoría de los casos, la duración del período de disminución osciló entre 5 y 50 años, lo que confirma que los árboles pueden sobrevivir durante mucho tiempo con un crecimiento bajo, acumulando estrés hasta una falta fatal de recursos. Sin embargo, en algunos casos (poco menos del 20%) los árboles murieron después de un rápido descenso del crecimiento (<5 años). Este puede ser el caso cuando los árboles experimentaron un estrés intenso dentro de una ventana corta de pocos años (por ejemplo, caso similar al de la última sequía intensa en la Sierra Nevada).

Los resultados de este estudio también destacaron que los patrones de crecimiento previos a la mortalidad varían entre las fuentes de mortalidad y entre las especies arbóreas. La diferencia más evidente es entre gimnospermas y angiospermas. El primero generalmente mostraba reducciones de crecimiento a largo plazo y lento antes de la muerte, mientras que el segundo más bien moría después de un rápido descenso. Esto se debe a que las gimnospermas viven lentas pero largas, y por lo general son capaces de sobrevivir a un largo período con bajo crecimiento, pero con efectos legados más largos (menor elasticidad) y menor tasa de crecimiento en buenas condiciones. De manera diferente, las angiospermas viven rápido y mueren rápidamente. Por lo general, muestran un mayor potencial de crecimiento, tienen más reservas (células del parénquima), mayor resiliencia, pero por lo general mueren abruptamente. Se encontraron resultados similares si las especies se agruparon según las clases de tolerancia al estrés. Como era de esperar, la sequía y las especies tolerantes a la sombra exhibieron una reducción más larga y más fuerte en el crecimiento antes de la muerte que las intolerantes.

Este estudio de síntesis confirma claramente que los cambios en los niveles de crecimiento antes de la muerte proporcionan informaciones útiles para desentrañar los mecanismos que desencadenan la mortalidad de los árboles. Los ecologistas forestales y los modeladores deberían aprovechar estos datos de crecimiento para implementar mejor las funciones de mortalidad que se pueden integrar en los modelos de escenarios forestales. Vale la pena señalar que este estudio fue posible gracias a la disponibilidad de muchos científicos de todo el mundo para compartir sus conjuntos de datos de anillos de árboles. Por lo tanto, mantener el coring y la medición de los árboles, pero estar abiertos para compartir sus datos. ¡Sólo así la ciencia puede avanzar!


Source: Cailleret, M., Jansen, S., Robert, E. M. R., Desoto, L., Aakala, T., Antos, J. A., Beikircher, B., Bigler, C., Bugmann, H., Caccianiga, M., Čada, V., Camarero, J. J., Cherubini, P., Cochard, H., Coyea, M. R., Čufar, K., Das, A. J., Davi, H., Delzon, S., Dorman, M., Gea-Izquierdo, G., Gillner, S., Haavik, L. J., Hartmann, H., Hereş, A.-M., Hultine, K. R., Janda, P., Kane, J. M., Kharuk, V. I., Kitzberger, T., Klein, T., Kramer, K., Lens, F., Levanic, T., Linares Calderon, J. C., Lloret, F., Lobo-Do-Vale, R., Lombardi, F., López Rodríguez, R., Mäkinen, H., Mayr, S., Mészáros, I., Metsaranta, J. M., Minunno, F., Oberhuber, W., Papadopoulos, A., Peltoniemi, M., Petritan, A. M., Rohner, B., Sangüesa-Barreda, G., Sarris, D., Smith, J. M., Stan, A. B., Sterck, F., Stojanović, D. B., Suarez, M. L., Svoboda, M., Tognetti, R., Torres-Ruiz, J. M., Trotsiuk, V., Villalba, R., Vodde, F., Westwood, A. R., Wyckoff, P. H., Zafirov, N. and Martínez-Vilalta, J. (2016), A synthesis of radial growth patterns preceding tree mortality. Global Change Biology. doi: 10.1111/gcb.13535

Autor del post:

img_2177Marco Mina – Ecólogo forestal. Post-Doctorado en el Instituto Deferal Suizo WSL.  Doctorado en Ecología Forestal por ETH Zürich, después de graduarse en Ciencias Forestales y Ambientales por la Universidad de Padua. El objetivo de su investigación es comprender mejor los impactos del cambio climático sobre los bosques y los servicios de los ecosistemas utilizando modelos estadísticos basados en procesos y datos de inventario forestal. También está interesado en la dendroecología, la selvicultura y la producción de biomasa de madera. Viajero apasionado, esquiador nórdico y maestro cervecero.

Foto principal: Rafal Chudy

 

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