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AMPLIARUna hoja grande palmatilobada y otra de Nothofagus (familia del Coihue): el registro más antiguo en Patagonia.

El clima de la Tierra, escrito en las hojas de las plantas

El estudio del tamaño y forma de las hojas de las plantas ofrece datos confiables sobre la temperatura y las precipitaciones de diferentes regiones del planeta, tanto del presente como desde hace 100 millones de años. Así lo indica un trabajo internacional que evidenció 92 correlaciones entre características de hojas y clima en diferentes regiones del planeta. En la investigación participó Ari Iglesias, del Museo de Ciencias Naturales de la Universidad de La Plata.

Agencia CyTA-Instituto Leloir. Por Bruno Geller

El estudio de las hojas vegetales puede dar información sobre el clima, por ejemplo, la temperatura promedio o las precipitaciones medias de una región tanto en el presente como hace 100 millones de años si se analizan hojas fosilizadas. Así lo revela un estudio internacional publicado en la revista científica New Phytologist.

Para demostrar esa correlación desde el punto de vista científico, los autores del estudio, en el que figura un investigador argentino -el doctor Ari Iglesias, investigador del CONICET en la División Paleobotánica del Museo de Ciencias Naturales de la Universidad de La Plata- estudiaron 92 correlaciones entre condiciones climáticas y las características de las hojas de la vegetación moderna en diferentes puntos del planeta. “Esas 92 correlaciones permitieron producir un modelo que permite la reconstrucción, a partir de los fósiles, de los climas del pasado. Una de las localidades donde la flora actual fue medida correspondió a un bosque andino-patagónico en Chile donde las precipitaciones medias son de 900 mm anuales y las hojas de las plantas son bastante chicas dando valores promedios de entre 11 y 12 centímetros cuadrados de superficie de hoja”, explicó Iglesias a la Agencia CyTA. Y agregó: “En una localidad medida en el centro del Amazonas con precipitaciones anuales de 2200 mm, las hojas son enormes dando valores promedios para todas las plantas que viven allí de 62 centímetros cuadrados de superficies de hoja.”

El investigador argentino destacó que desde hace más de dos décadas encontraron en distintos campos una relación directa entre el tamaño de las hojas de plantas leñosas y la precipitación media que ocurre en un área determinada. “Cuanto más precipitación posee un área, más grandes son las hojas que en general poseen las plantas en esa área. La vegetación con hojas pequeñas se registran en zonas áridas y vegetación con hojas grandes en selvas lluviosas. Asimismo observaron que cuantas más especies de plantas con hojas de margen dentado o espinoso ocurren en un área determinada, las temperaturas medias registradas para esa zona eran menores. Por otra parte una vegetación con hojas mayormente dentadas se registran en climas fríos y una vegetación mayormente de hojas de margen liso ocurren en climas tropicales cálidos”, puntualizó Iglesias. Y continuó: “No hay una clara vinculación que explique estas relaciones, pero es evidente que tienen que ver con la disponibilidad de agua para producir sustancias alimenticias a lo largo de todo el año.”

Técnicas digitales

A partir de la correlación entre el clima de 92 regiones y las hojas estudiadas, los autores de la investigación crearon un modelo que permite estudiar hojas fosilizadas y estimar cómo era el clima en el pasado hace miles o millones de años. “Estudiando las hojas fósiles de una determinada área, podemos inferir las condiciones climáticas que ocurrieron en el momento en que esas plantas vivieron. Asimismo el análisis de las hojas fósiles de distintas edades permite evaluar los cambios climáticos que ocurrieron en el área a lo largo del tiempo”, señaló Iglesias. Y continuó: “Para poder precisar con mayor certeza los valores de precipitación y temperaturas, realizamos mediciones precisas sobre el tamaño de las hojas y la forma, cantidad y distribución de los dientes en el margen de las hojas. De esta forma podemos reconstruir curvas climáticas a lo largo del tiempo y ver períodos de mayor precipitación o de menor temperatura global. Estos datos en base a hojas fósiles concuerdan con estudios paleo-climáticos (climas del pasado) obtenidos de otras ramas de las ciencias.”

Hoy en día las modernas técnicas de digitalización de imágenes permiten que los científicos estudien en detalle las características físicas de las hojas. “La fisonomía digital de hojas es el nombre que se le ha dado a la técnica de estudio del clima a través de las hojas. Se toman fotografías digitales de todas las hojas y se cuenta la superficie total de la hoja en centímetros cuadrados, también se recorta digitalmente la superficie correspondiente a los dientes y se mide la superficie que ocupan en relación a la hoja. Estas mediciones, que ofrecen valores precisos, se realizaron por triplicado para cada especie de cada planta que vivía en cada una de las 92 áreas determinadas. Todos estos datos fueron posteados en Internet para un acceso de información libre”, resaltó Iglesias.

Hasta 100 millones de años en el pasado

Hay varias técnicas para estudiar los climas del pasado. Una de esas técnicas se basa en el análisis químico de compuestos como el Carbono y el Oxígeno. “El análisis de isótopos de Carbono permite el estudio de tiempos muy remotos (más de 400 millones de años). Del registro de Carbono y Oxígeno congelado en los hielos de los polos (en el ártico y en Antártida), se obtuvo un registro muy continuo de los cambios de temperatura en los polos a lo largo de los últimos 35 millones de años. Pero no hay más registro que ello en el tiempo, y solo es para las zonas polares”, afirmó Iglesias. Y agregó: “Las técnicas que presentamos en base a hojas fósiles se basan en comparaciones con plantas actuales del grupo de las plantas con flores (angiospermas), por lo que estamos limitados a interpretar el clima pasado sobre los continentes hasta los aproximadamente 100 millones de años, momento en el que este grupo de plantas comienza a dominar las vegetaciones del planeta.”

Es importante estudiar la historia del clima, porque nos permite conocer episodios de muy larga duración. “Sabemos que hay muchos episodios cíclicos en los que cada ciclo corresponde a centenares de miles de años. Para poder entender lo que está pasando hoy y predecir qué puede pasar, necesitamos conocer cómo fueron los anteriores y cómo terminaron; y para ellos remontarnos millones de años atrás”, destacó el investigador quien afirmó que el estudio de las hojas permite reconocer que en el pasado, hacia los 50 millones de años, el calentamiento global llegó a uno de sus máximos valores, período durante el cual plantas de características tropicales se desarrollaron en lugares tan australes como la Antártida.
 
“En base al estudio que realizamos con investigadores de varios países, hemos encontrado que las hojas se ajustan de manera confiable a dos parámetros climáticos, que corresponden a la precipitación media anual y la temperatura media anual. Estos dos parámetros son de los más importantes para estudiar los cambios climáticos a través del tiempo y por ende muy útiles para comparar y comprender las condiciones climáticas que tenemos hoy y probablemente para predecir las que vendrán”, concluyó Iglesias.

En el trabajo también participaron científicos de la Universidad de Wesleyan de Connecticut y Museo de Historia Natural de Florida, en Estados Unidos, de la Universidad Nacional de Seúl, en Corea, de la Universidad de Chile, de la Universidad Estatal de Pennsylvania y de California, en Estados Unidos, de la Universidad Autónoma de Barcelona, y del Museo Argentino de Ciencias Naturales entre otras instituciones.