Los árboles piden ayuda —y ahora la ciencia los entiende

16 de abril del 2013

Cuando llega la sequía los árboles pueden sufrir, y este proceso genera sonidos. Ahora, los científicos han dado con la clave para descifrar estas llamadas de ayuda.

En un laboratorio, un grupo de científicos franceses ha detectado el sonido ultrasónico emitido por las burbujas que se forman dentro de los árboles a los que les falta agua. Debido a que los árboles también emiten sonidos que no están relacionados con la sequía, los científicos no habían logrado discernir hasta ahora qué sonidos son los más preocupantes.

“Con este experimento empezamos a entender el origen de los eventos acústicos en los árboles”, explica Alexandre Ponomarenko, físico de la universidad francesa de Grenoble, cuyo equipo ha realizado la investigación.

Este descubrimiento podría ayudar a los científicos a detectar que un árbol está reseco y necesita agua con urgencia, añade Ponomarenko, que presentó los resultados de su equipo el mes pasado en una reunión de la Sociedad Estadounidense de Física celebrada en Baltimore.

Escuchar a los árboles

Para aprender a escuchar a los árboles, los científicos franceses aprovecharon lo que sabían sobre la forma en que los árboles captan agua —básicamente, bebiendo de una “pajita” muy larga.

Dentro de los troncos de los árboles hay haces de unos tubos especializados llamados xilema, un tejido que aprovecha las fuerzas de cohesión que hay entre las moléculas de agua y las que hay entre el agua y las células vegetales para transportar el líquido a las hojas y ramas más altas.

Como los árboles son tan altos, el líquido del xilema puede soportar presiones muy elevadas ―de varias veces la presión atmosférica― pero la fuerza de cohesión de las moléculas de agua mantiene la columna intacta.

Podemos hacer una analogía imaginando que usamos una pajita para succionar las últimas gotas de un vaso: cada vez hay que succionar más fuerte. En los árboles afectados por la sequía, este aumento de presión puede provocar que la columna de agua se rompa, lo que permite que el aire disuelto forme burbujas que bloquean el flujo de agua.

Este fenómeno recibe el nombre de cavitación, y aunque los árboles pueden resistirla hasta cierto punto, también puede resultar letal.

Como la cavitación puede matar al árbol, los científicos y los silvicultores quieren saber cuando va en aumento.

Hace décadas que los científicos saben que un micrófono puede captar el sonido que provoca la cavitación, pero como no podían ver lo que sucedía dentro del árbol, no estaban seguros del origen de esos sonidos, que podrían aparecer al agrietarse o romperse la madera, o al romperse las células del xilema.

Para hallar la respuesta, el equipo introdujo una delgada tira de madera de pino en una cápsula de gel llena de líquido, para imitar las condiciones del interior de un árbol.

A continuación evaporaron el agua del gel, simulando una sequía. Cuando empezaron las cavitaciones, los investigadores filmaron cómo se formaban burbujas, grabando al mismo tiempo con un micrófono.

La conclusión fue que aproximadamente la mitad de los sonidos detectados estaban asociados con la cavitación. El resto provenían de otros procesos, como burbujas invadiendo células adyacentes. Lo más importante es que las ondas sonoras provocadas por distintos eventos tenían un patrón distinto. Todas ellas quedan fuera del espectro audible para el ser humano.

Los investigadores creen que podrán comparar los sonidos emitidos por árboles vivos con estos patrones, y determinar qué procesos están generando los sonidos.

Ayudar a árboles sedientos

Según Ponomarenko, estos resultados podrían servir para diseñar un dispositivo portátil que permita a la gente diagnosticar el estrés hídrico solo con un micrófono.

Este dispositivo sería especialmente importante si las sequías aumentan en frecuencia y gravedad, tal como predicen muchos modelos sobre el cambio climático.

De hecho, un estudio publicado en la revista Nature sugiere que los árboles de muchas zonas, desde los bosques tropicales sudamericanos hasta las zonas áridas del oeste estadounidense, viven ya al límite, es decir, que su nivel de cavitación es casi el máximo que pueden tolerar.

El método de Ponomarenko podría brindar una alerta temprana del aumento de la cavitación.

Su idea consiste en un dispositivo que se pueda montar en el árbol y que detecte constantemente posibles sonidos que indiquen sed. Si fuese necesario, el dispositivo podría activar un sistema de riego de emergencia.

Las investigaciones de Ponomarenko son prometedoras, en opinión de Abe Stroock, de la Universidad Cornell, cuyo laboratorio diseñó la cápsula de gel empleada por el equipo francés. Para Abe, el resultado “abre un nuevo método de observación” de la cavitación.

Pero también señala que las muestras de madera empleadas en el estudio tuvieron que ser “extirpadas y maltratadas”, por lo que tal vez no se comporten exactamente igual que la madera de un árbol vivo.

“Trasladar [estos resultados] a una planta viva y a distintas especies es mucho trabajo, potencialmente”.