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Sep 27, 2023

On the Trails: Exprimir información de la madera

Esta foto muestra una sección transversal del tronco de un árbol, mostrando la asimetría

Esta foto muestra una sección transversal del tronco de un árbol, que muestra el crecimiento asimétrico inducido cuando el árbol se inclina. (Mary F. Willson / Por el Imperio Juneau)

La madera como una entidad biológica, no como una mercancía para vender o una molestia para eliminar.

Por Mary F.Wilson

Por el Imperio Juneau

Después de algunos fuertes vientos, hubo muchos árboles caídos sobre los senderos. Los equipos de senderos pronto despejaron los caminos, dejando los extremos cortados de los troncos de los árboles donde pudiéramos contar los anillos de crecimiento, si así lo decidiéramos. Ver esos anillos expuestos, además de pensar en los troncos retorcidos de algunos pinos, me hizo contemplar un poco la madera, la madera como una entidad biológica, no como una mercancía para vender o una molestia para eliminar.

Los anillos de crecimiento son las secciones transversales del tejido del xilema (como lo llaman los botánicos, del griego work for wood), que constituyen lo que llamamos madera. En las zonas templadas, los árboles vivos producen anillos anualmente. Debajo de la corteza hay un tejido especial llamado cambium, que deposita células de xilema hacia el centro del árbol y otros tejidos, llamados floema, en el lado de la corteza. El floema transporta los carbohidratos sintetizados por las hojas a otras partes del árbol; Células de rayos especiales orientadas horizontalmente llevan esos carbohidratos desde el floema hasta el xilema. Los tejidos del xilema proporcionan transporte de agua y minerales desde las raíces hasta las hojas, soporte y almacenamiento de agua. Se cree que hay un límite (establecido por la gravedad y otros factores) a la altura que un árbol puede levantar una columna de agua (entre 400 y 426 pies), y algunas secoyas se acercan.

En general, los anillos de crecimiento anchos indican buenos años para el crecimiento y los angostos indican años malos. La primera madera que se deposita en primavera tiene celdas más grandes y de paredes más delgadas, por lo que es menos densa y de color claro, mientras que la madera más densa y oscura se agrega más adelante en la temporada. Este contraste de color es lo que hace que sea relativamente fácil contar los anillos. A veces, los anillos no son simétricos, más anchos en un lado del árbol que en el otro. Un árbol que se inclina (por ejemplo, si se expone a la presión de un viento fuerte regular o si uno caído lo presiona) puede desarrollar más madera en el lado opuesto a la presión, lo que ayuda a que el árbol crezca erguido.

Cada capa de xilema contiene una variedad de tipos de células, incluidas las células de almacenamiento de almidón y otras. Pero aquí quiero centrarme en las células que componen el sistema hidráulico de conducción de agua. El paso del agua en esta tubería está controlado en parte por la cantidad de agua absorbida por las raíces, en parte por las condiciones a lo largo de la tubería y principalmente por la evaporación de las hojas en el extremo superior (llamada transpiración por los botánicos). Las moléculas de agua son polares (con un lado positivo y otro negativo), por lo que tienden a adherirse, y toda la columna de agua se eleva cuando estas moléculas se mueven de las hojas al aire. La tubería es muy estrecha y la acción capilar con los lados de la tubería hace que el movimiento del agua sea relativamente fácil. Las hojas tienen aberturas llamadas estomas que pueden abrirse para mantener el agua en movimiento o cerrarse para conservar agua. Este sistema puede tener problemas si el árbol se somete a ciclos de congelación y descongelación cuando el fluido congelado expulsa burbujas de aire que tienden a romper la columna de agua y detener el flujo (una embolia, como a veces se forma en los vasos sanguíneos de los animales). El problema puede agravarse si el suministro de agua es bajo, como durante una sequía.

A medida que un árbol crece y envejece, el xilema más viejo deja de conducir agua y se oscurece; conserva sus funciones de soporte y almacenamiento (lo llamamos 'duramen'). La madera más joven ('albura') tiene la función de conducción de agua pero también es un soporte estructural importante.

Aunque la densidad de la madera puede estar mayormente controlada genéticamente, las condiciones de crecimiento (sombra, fertilidad y humedad del suelo, etc.) también pueden influir en las características del sistema hidráulico, incluida la cantidad de superficie de la hoja y los estomas que liberan agua y las propias células conductoras de agua. La mayoría de las poblaciones de árboles exhiben una considerable variación genética y ambientalmente plástica.

Las tuberías conductoras de agua de las coníferas y las plantas con flores (llamadas angiospermas; las especies leñosas incluyen arces, alisos, robles, etc.) son diferentes. Las tuberías de coníferas están compuestas de 'traqueidas', células en forma de huso, cónicas en ambos extremos, con muchos hoyos a lo largo de los lados. Las traqueidas adyacentes están desplazadas entre sí, pero sus hoyos están emparejados, por lo que el agua puede zigzaguear de uno a otro. En un árbol alto, el agua puede pasar a través de muchos miles de traqueidas y hoyos emparejados en su camino hacia las hojas. Estos pozos tienen una válvula especializada e intrincada que controla el flujo de una celda a la siguiente, lo que contribuye a la capacidad de una traqueida para recuperarse de una embolia y reduce el riesgo de que una embolia pase de una traqueida a otra. Los sistemas de transporte de agua de las coníferas son relativamente estrechos y resistentes a los ciclos de congelación y descongelación. La mayor parte del soporte estructural en el xilema de las coníferas proviene de las traqueidas. Estas células mueren a medida que envejecen, pero pueden mantener su función conductora durante años.

Las angiospermas leñosas también tienen algunas traqueidas, pero las fibras estructurales hacen la mayor parte del soporte y (en la mayoría de las especies) su principal tubería conductora de agua está hecha de células llamadas "vasos". Más columnares y más anchas que las traqueidas, estas celdas tienen aberturas considerables en cada extremo, protegidas por dispositivos de control similares a válvulas. Se alinean uno encima del otro y el agua puede subir por la tubería. Se cree que esta disposición otorga a estas plantas una mayor capacidad para el movimiento del agua, pero parecen ser más vulnerables a los ciclos de congelación y descongelación que las coníferas. En un estudio, las comparaciones de muchas especies de angiospermas encontraron que aquellas con mayor eficiencia de transporte tenían menos resistencia a la embolia, y estas diferencias se asociaron con la disponibilidad de agua en los hábitats de las especies. Más estudios comparativos seguramente descubrirán más variaciones relacionadas con las circunstancias ambientales.

¡Los detalles de estos sistemas hidráulicos y su funcionamiento son dominio de los ingenieros hidráulicos!

• Mary F. Willson es profesora jubilada de ecología. "On the Trails" aparece todos los miércoles en el Juneau Empire.

Esta imagen muestra una comparación esquemática de células conductoras de agua de plantas con flores (izquierda) y coníferas (derecha). (Imagen cortesía / KM Hocker)