La Amazonia suele describirse como uno de los grandes pulmones verdes del planeta, aunque desde el punto de vista científico constituye algo incluso más complejo: uno de los mayores reservorios de carbono de la Tierra y, al mismo tiempo, la principal fuente mundial de compuestos orgánicos volátiles biogénicos (VOC, por sus siglas en inglés). Estos gases, emitidos de forma natural por la vegetación, desempeñan un papel esencial tanto en la supervivencia de los árboles como en el funcionamiento de la atmósfera.
Ahora, una investigación publicada en Communications Earth & Environment plantea que el calentamiento climático podría modificar profundamente ese delicado equilibrio. El trabajo, desarrollado por investigadores del Instituto Max Planck de Biogeoquímica y del Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonia (INPA), muestra que el aumento de la temperatura no solo incrementa la cantidad de compuestos emitidos por los árboles, sino que cambia el tipo de moléculas que liberan, con posibles consecuencias para la química atmosférica, la formación de nubes, las precipitaciones e incluso el ciclo global del carbono.
Aunque muchas personas asocian las emisiones de gases con la contaminación industrial o el transporte, los bosques también liberan enormes cantidades de sustancias químicas a la atmósfera.
Se trata de compuestos orgánicos volátiles biogénicos, moléculas basadas en carbono que las plantas producen como parte de sus mecanismos naturales de defensa. Estos compuestos ayudan a reducir el estrés oxidativo provocado por el calor, protegen los tejidos vegetales y, además, actúan como defensa frente a insectos herbívoros y otros organismos.
Una vez liberados al aire, estos gases reaccionan rápidamente con otros compuestos atmosféricos, favoreciendo la formación de aerosoles y partículas microscópicas que sirven como núcleos para la condensación del vapor de agua. Ese proceso influye directamente en la formación de nubes, en la distribución de las lluvias y en diversos procesos climáticos regionales.
Por ello, cualquier modificación en la composición o la cantidad de estos gases puede tener efectos que trascienden al propio bosque.
Un laboratorio natural en el corazón de la Amazonia
Para comprender cómo el calentamiento afecta a este mecanismo, los investigadores trabajaron en el Amazon Tall Tower Observatory (ATTO) —una de las infraestructuras científicas más avanzadas del mundo para estudiar la selva amazónica—, donde analizaron las emisiones de distintos compuestos orgánicos volátiles junto con variables fisiológicas relacionadas con la fotosíntesis, la tolerancia al calor y el funcionamiento de las hojas. Mediante este enfoque, el estudio comparó dos grandes grupos ecológicos de árboles amazónicos que emplean estrategias muy diferentes para renovar su follaje.Por un lado se encuentran las especies perennifolias, predominantes en la Amazonia, que mantienen su follaje durante todo el año; por otro, los árboles brevideciduos, que durante la estación seca reemplazan prácticamente toda su copa y permanecen desnudos durante varias semanas antes de generar nuevas hojas. Esta diferencia, aparentemente botánica, resultó ser clave para entender cómo responde el bosque al incremento de las temperaturas.
Los resultados muestran que, conforme aumenta la temperatura de las hojas, los árboles incrementan significativamente la emisión de compuestos orgánicos volátiles. Sin embargo, el cambio más relevante no fue únicamente cuantitativo.
Los investigadores observaron una transición desde la emisión predominante de isopreno —una molécula relativamente pequeña formada por cinco átomos de carbono— hacia compuestos mucho más complejos y reactivos, como los monoterpenos, con diez átomos de carbono, y los sesquiterpenos, con quince.
Esta transformación fue especialmente evidente en las especies brevideciduas. La importancia de este hallazgo radica en que los monoterpenos y sesquiterpenos reaccionan mucho más rápidamente en la atmósfera y participan de forma más intensa en los procesos químicos responsables de la formación de aerosoles y nubes.
Además, al contener más carbono, su producción implica que los árboles destinan una mayor proporción del carbono capturado mediante la fotosíntesis a fabricar estas sustancias defensivas, reduciendo potencialmente la cantidad retenida en su biomasa.
¿Puede cambiar la composición futura de la Amazonia?
La investigación también pone de manifiesto que no todas las especies amazónicas afrontan el estrés térmico de la misma manera. Al respecto, Michelle Robin, autora principal del estudio e investigadora posdoctoral del Instituto Max Planck de Biogeoquímica, explica que los árboles brevideciduos emisores de isopreno presentan tasas fotosintéticas más elevadas en condiciones normales, lo que, según los investigadores, sugiere que dependen en mayor medida de los compuestos volátiles como mecanismo para reducir el impacto del calor.Las especies perennifolias, en cambio, muestran una estrategia diferente. Presentan una mayor conductancia estomática, lo que favorece el enfriamiento mediante la transpiración del vapor de agua, además de mantener una mayor estabilidad térmica en varios procesos relacionados con la fotosíntesis.
En otras palabras, mientras unas especies responden al calor aumentando la producción de compuestos químicos protectores, otras parecen apostar por mantener un funcionamiento fisiológico más estable y eficiente.
Algunas investigaciones anteriores ya habían demostrado que determinadas especies pueden modificar su comportamiento y pasar de estrategias perennifolias a otras similares a las de los árboles brevideciduos cuando aumentan las condiciones de estrés ambiental, como las sequías prolongadas o las olas de calor.
Si el calentamiento global continúa intensificándose, los científicos consideran posible que una mayor proporción del bosque adopte estrategias de renovación rápida de hojas. Este cambio ecológico podría traducirse en una emisión creciente de monoterpenos y sesquiterpenos, lo que amplificaría las modificaciones observadas en la química atmosférica; de este modo, no se trataría únicamente de una respuesta fisiológica individual de algunos árboles, sino de una transformación progresiva del funcionamiento químico de uno de los ecosistemas más importantes del planeta. @mundiario