Los árboles piden ayuda... y ahora los científicos pueden entender

Cuando la sequía aparece, los árboles pueden sufrir, este es un proceso que genera sonidos. Actualmente, es posible que los científicos hayan encontrado la clave para comprender estas llamadas de auxilio.

En el laboratorio, un equipo de científicos franceses capturó el ruido ultrasónico que generan las burbujas que se forman dentro de los árboles con estrés hídrico. Debido a que los árboles también generan ruidos que no se relacionan con los efectos de la sequía, anteriormente los científicos no fueron capaces de diferenciar qué sonidos eran más preocupantes. 

“Con este experimento empezamos a comprender el origen de los eventos acústicos en los árboles”, aseguró Alexandre Ponomarenko, físico de la Universidad Grenoble en Francia, cuyo equipo llevó a cabo la investigación.

Este descubrimiento podría ayudar a los científicos a determinar el momento en que los árboles están deshidratados y necesitan irrigación de emergencia, añadió Ponomarenko, que el mes pasado presentó los resultados de su equipo en la asamblea de la American Physical Society en Baltimore, Maryland.

Escuchar a los árboles

Para descubrir cómo escuchar a los árboles, los científicos franceses se basaron en su conocimiento de la forma en que los árboles incorporan agua, en esencia, bebiendo de una “pajilla” realmente larga.

Dentro del tronco de los árboles existen grupos de tubos especializados que se denominan xilemas, que dependen de las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua además de aquellas entre el agua y las células de la planta, para elevar el líquido hasta las hojas y las ramas más altas.

Debido a que los árboles son muy altos, el líquido en el xilema puede estar bajo una presión intensa, que es varias veces al de la atmósfera que nos rodea, pero las fuerzas de tracción entre las moléculas de agua vecinas mantienen intacta a la columna de agua.

Imagínese usar la pajilla para sorber las últimas gotas que están en el fondo de su vaso: Se debe aumentar la presión cada vez más. En un árbol afectado por la sequía, esta presión aumentada puede provocar que la columna de agua se rompa, permitiendo que el aire disuelto forme burbujas que bloquean el flujo de agua.

Estos eventos se denominan cavitaciones y si bien los árboles pueden soportar algunos, demasiada cantidad de los mismos puede ser mortal.

Ya que las cavitaciones pueden matar a los árboles, los científicos y gerentes de bosques quieren conocer cuando las mismas sean cada vez mayores.

Los científicos han sabido por décadas que los micrófonos pueden captar los ruidos que generan las cavitaciones. Pero debido a que no podían observar el interior del árbol, no tenían la certeza del origen de estos sonidos, que podían ser el resultado de los crujidos o la rotura de la madera o del colapso de las células del xilema.

Para responder la pregunta, el equipo colocó una lámina delgada de madera de pino en una cápsula de gel rellena de líquido a fin de simular las condiciones del interior de un árbol vivo.

Después, los científicos evaporaron el agua del gel, para simular una sequía. A medida que la madera empezó a cavitar, los científicos filmaron las burbujas que se formaban mientras grababan con un micrófono.

Los científicos descubrieron que alrededor de la mitad de los sonidos que registraron se relacionaban con las cavitaciones. El resto provenía de otros procesos, como la invasión de las células vecinas por parte de las burbujas. Lo que es más importante, las ondas sonoras de cada tipo de evento generaron un patrón distintivo. Todos ellos se encuentran por encima del rango de audición humana.

Los investigadores piensan que pueden comparar los sonidos de los árboles vivos con estos patrones y podrían determinar cuáles son los procesos que crean los sonidos.

Ayudando a árboles sedientos

De acuerdo con Ponomarenko, los hallazgos podrían dar lugar al diseño de un dispositivo portátil que permita a las personas diagnosticar a los árboles estresados usando solo micrófonos.

Dicho dispositivo podría ser particularmente importante si las sequías se convierten en algo más común y grave, como muchos modelos de calentamiento global predicen que lo harán.

De hecho, un estudio publicado en Nature en el otoño pasado sugería que los árboles de muchos lugares, desde las selvas lluviosas tropicales en Sudamérica hasta las zonas forestales áridas del oeste de los Estados Unidos, ya “viven al límite”, lo que significa que su tasa de cavitación es casi tan alta como la que pueden mantener.

El método de Ponomarenko podría brindar una advertencia temprana de que las cavitaciones están aumentando.

Por ejemplo, el imagina un dispositivo que podría conectarse a un árbol y escuchar constantemente los sonidos de la sed. En caso necesario, el dispositivo podría activar un sistema de riego de emergencia.

La investigación de Ponomarenko es prometedora, agregó Abe Stroock de la Universidad de Cornell, cuyo laboratorio diseñó la cápsula de gel que utilizó el equipo francés. Dijo que el resultado “abre un nuevo modo de observación” con respecto a la cavitación. 

Pero también indicó que las muestras de madera que se usaron en el estudio del equipo tuvieron que ser “cortadas y quebrantadas”, por lo que no se comportaron necesariamente igual que la madera de un árbol vivo. “Traducir [estos hallazgos] para una planta viva y diferentes especies, es, potencialmente, mucho trabajo”, aseguró.

Artículo publicado el 16 de abril de 2013.