Un estudio muestra cómo los bosques de álamos mantienen la diversidad necesaria para adaptarse a entornos cambiantes

Ver cómo se seca la pintura no tiene nada que ver con hacer crecer un bosque.

Esta espera insoportablemente larga siempre ha convertido en un desafío estudiar cómo los bosques se adaptan a las fluctuaciones ambientales, lo que hace que sea mucho más difícil predecir cómo les irá en un clima cambiante o bajo nuevas presiones de plagas.

Pero un nuevo estudio de una década realizado por investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison revela cómo Soportes de Aspen cambiar su estructura genética a lo largo de los años a medida que árboles Equilibre la defensa de las plagas en crecimiento para competir por la luz solar. Aspen es el más distribuido especies arbóreas en América del Norte, y una especie de termómetro de cómo los bosques se adaptarán a una avalancha de influencias humanas. cambios ambientales.

Cuando se enfrentan a una feroz competencia, los árboles genéticamente predispuestos a priorizar el crecimiento ganan. Pero los sobrevivientes están menos equipados para lidiar con insectos dañinos.

El experimento demuestra cómo las fuerzas evolutivas pueden moldear rápidamente el conjunto bosque carros. También sugiere que la exposición a una letanía de cambios ambientales puede hacer que muchos bosques puedan responder a diferentes tensiones.

Los hallazgos son valiosos para los biólogos conservacionistas que desean preservar diversos ecosistemas forestales frente al calentamiento global. especies invasivas y otros cambios ambientales.

«Lo que ha hecho este trabajo es mostrar cómo las características clave, como el crecimiento y la defensa, se pueden combinar y cómo Diversidad genética permitirá que las poblaciones se adapten a las nuevas tensiones «, dice Rick Lindroth, profesor de entomología en la UW-Madison, quien supervisó el nuevo estudio.

Lindroth, la autora principal y ex estudiante de doctorado Olivia Cope, y sus colegas de UW – Madison publicaron sus hallazgos el 6 de septiembre en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

El álamo temblón coloniza con frecuencia entornos perturbados, incluidos los paisajes áridos que aparecen después de los incendios forestales, como los del oeste de América del Norte en los últimos años. Miles de árboles brotarán en un área pequeña, y la carrera comenzará a crecer lo suficiente como para escapar de la sombra de sus vecinos. Esta intensa competencia selecciona rápidamente a ganadores y perdedores.

Los científicos simularon este entorno plantando plántulas jóvenes en rodales densos en la Estación de Investigación Agrícola de Arlington, cerca del campus de UW-Madison. Luego quitaron las tres cuartas partes de las plántulas en la mitad de las parcelas, reduciendo la cantidad de competencia por la luz solar que experimentaba cada árbol. Esto produjo dos tipos de stands: un ambiente de alta competencia y uno de baja competencia.

Algunos árboles han estado genéticamente predispuestos a priorizar el crecimiento, mientras que otros han invertido sus recursos en producir químicos protectores que pueden disuadir los ataques de insectos y mamíferos. Cuando los árboles tenían cinco años, Cope comenzó a rastrear qué tan rápido crecían y cuáles sobrevivieron durante los siguientes cinco años.

Los científicos han visto que cuantos más árboles se centran en la defensa, más cortos son. Las plantas más bajas tenían más probabilidades de morir porque sus vecinas más altas las sombreaban. Al final del estudio, los árboles más altos tenían más de 12 metros; los árboles supervivientes más bajos tenían sólo dos metros de altura.

«Debido a que las plantas crecen exponencialmente, una pequeña diferencia de altura al principio les permite capturar más luz y esta diferencia de altura puede aumentar con el tiempo», dice Lindroth.

Debido a que los árboles altamente defendidos murieron con mayor frecuencia, estructura genética de las masas forestales han cambiado con el tiempo. Los árboles con genética de rápido crecimiento llegaron a dominar, especialmente en parcelas densamente plantadas y altamente competitivas. Con el tiempo, esta divergencia significó que los rodales de baja y alta competencia desarrollaron diferentes estructuras genéticas.

Durante el período de estudio, no hubo mucho daño por insectos en los árboles. Pero durante 2021, la polilla invasora Lymantria dispar se comió casi todas las hojas de una cabina experimental cercana de álamo temblón. Los investigadores esperan que oleadas periódicas de plagas como esta recompensen los bosques de álamos que equilibran el crecimiento con una defensa suficiente.

Este acto de equilibrio debería ayudar a crear un bosque diverso capaz de enfrentar amenazas en constante cambio.

«Tienes esta dinámica de cambio debido a un entorno cambiante que, en última instancia, selecciona para mantener la diversidad dentro de una población», dice Lindroth. «Si esta diversidad tiene una base genética, la razón por la que se puede mantener es que, en algunas condiciones, un rasgo puede ser beneficioso, mientras que en otras puede no serlo».

Estos experimentos de una década son relativamente raros. Sin embargo, son cada vez más importantes en una era de cambio ambiental progresivo y generalizado, dice Lindroth. Esto es especialmente cierto porque los registros de incendios forestales han arrasado vastas áreas del oeste, alterando la composición de los bosques.

El estudio se produjo después de un estudio anterior en el que el laboratorio estaba examinando el efecto que el pastoreo de ciervos tenía en los álamos no funcionó como estaba planeado. Esta redirección fortuita de árboles, junto con nuevos fondos, ayudó a proporcionar el marco de tiempo necesario para descubrir las fuerzas evolutivas que actúan en los álamos longevos.

«Se necesita mucho tiempo para comprender las respuestas ecológicas de los árboles, y mucho menos las respuestas evolutivas dentro de las poblaciones de árboles», dice Lindroth. «Tuvimos suerte de tener este tiempo».