A los árboles tampoco les gusta respirar el humo de los incendios forestales y contendrán la respiración para evitarlo.

Cuando el humo de los incendios forestales está en el aire, los médicos instan a las personas a quedate adentro para evitar respirar partículas y gases nocivos.Pero ¿qué pasa con los árboles y otras plantas que no pueden escapar del humo?

Responden un poco como nosotros, resulta:Algunos árboles esencialmente cierran sus ventanas y puertas y contienen la respiración.

Como atmosférico y científicos químicos, estudiamos la calidad del aire y los efectos ecológicos del humo de los incendios forestales y otros contaminantes.En un estudio que comenzó casi por accidente cuando el humo inundó nuestro sitio de investigación en Colorado, pudimos ver en tiempo real cómo respondieron las hojas de los pinos vivos.

Como respiran las plantas

Las plantas tienen poros en la superficie de sus hojas llamados estomas.Estos poros se parecen mucho a nuestra boca, excepto que mientras nosotros inhalamos oxígeno y exhalamos dióxido de carbono, las plantas inhalan dióxido de carbono y exhalamos oxígeno.

Tanto los humanos como las plantas inhalan otras sustancias químicas en el aire que los rodea y exhalan sustancias químicas producidas en su interior: aliento a café para algunas personas, aroma a pino para algunos árboles.

Sin embargo, a diferencia de los humanos, las hojas inhalan y exhalan al mismo tiempo, aspirando y liberando constantemente gases atmosféricos.

Pistas de más de un siglo de investigación

A principios del siglo XX, los científicos que estudiaban árboles en áreas muy contaminadas descubrieron que aquellos crónicamente expuestos a la contaminación por la quema de carbón tenían gránulos negros que obstruyen los poros de las hojas a través del cual respiran las plantas.Sospechaban que la sustancia contenida en estos gránulos era creada en parte por los árboles, pero debido a la falta de instrumentos disponibles en ese momento, nunca se exploró la química de esos gránulos, ni los efectos sobre la fotosíntesis de las plantas.

La mayoría de las investigaciones modernas sobre los efectos del humo de los incendios forestales se han centrado en los cultivos, y la los resultados han sido contradictorios.

Por ejemplo, un estudio de múltiples cultivos y humedales en California mostró que el humo dispersa la luz de una manera que hace que las plantas más eficiente en la fotosíntesis y el crecimiento.Sin embargo, un estudio de laboratorio en el que las plantas fueron expuestas a humo artificial encontró que la productividad de las plantas disminuyó durante y después de la exposición al humo, aunque esas plantas se recuperó después de unas horas.

Hay otras pistas de que el humo de los incendios forestales puede afectar a las plantas de forma negativa.Es posible que incluso hayas probado uno:Cuando las uvas se exponen al humo, su el vino puede estar contaminado.

¿Qué hace que el humo sea tóxico, incluso lejos del fuego?

Cuando el humo de los incendios forestales viaja largas distancias, se cocina a la luz del sol y cambios quimicos.

La mezcla de compuestos orgánicos volátiles, óxidos de nitrógeno y luz solar hacer ozono a nivel del suelo, que puede causar problemas respiratorios en humanos.También puede dañar las plantas al degradar la superficie de las hojas, oxidar el tejido vegetal y ralentizar la fotosíntesis.

Si bien los científicos suelen pensar que las regiones urbanas son grandes fuentes de ozono que afectan los cultivos a favor del viento, el humo de los incendios forestales es una preocupación emergente.Otros compuestos, incluidos los óxidos de nitrógeno, también pueden dañar las plantas y reducir la fotosíntesis.

En conjunto, los estudios sugieren que el humo de los incendios forestales interactúa con las plantas, pero de formas poco comprendidas.Esta falta de investigación se debe al hecho de que estudiar los efectos del humo en las hojas de plantas vivas en la naturaleza es difícil:Los incendios forestales son difíciles de predecir y puede resultar peligroso estar en condiciones de humo.

Investigación accidental: en medio de un incendio forestal

No nos propusimos estudiar las respuestas de las plantas al humo de los incendios forestales.En lugar de eso, intentábamos comprender cómo las plantas emiten compuestos orgánicos volátiles: las sustancias químicas que hacen que los bosques huelan a bosque, pero también impacta la calidad del aire e incluso puede cambiar las nubes.

Caer 2020 fue una mala temporada para incendios forestales en el oeste de EE. UU., y un humo espeso salía de un sitio de campo donde estábamos trabajando en las Montañas Rocosas de Colorado.

En la primera mañana de mucho humo, hicimos nuestra prueba habitual para medir la fotosíntesis a nivel de las hojas de los pinos Ponderosa.Nos sorprendió descubrir que los poros del árbol estaban completamente cerrados y la fotosíntesis era casi nula.

También medimos las emisiones de las hojas de sus compuestos orgánicos volátiles habituales y encontramos lecturas muy bajas.Esto quiere decir eso las hojas no “respiraban” – no inhalaban el dióxido de carbono que necesitan para crecer ni exhalaban las sustancias químicas que normalmente liberan.

Con estos resultados inesperados, decidimos intentar forzar la fotosíntesis y ver si podíamos “desfibrilar” la hoja a su ritmo normal.Al cambiar la temperatura y la humedad de la hoja, limpiamos las "vías respiratorias" de la hoja y vimos una mejora repentina en la fotosíntesis y una explosión de compuestos orgánicos volátiles.

Lo que nos dijeron nuestros meses de datos es que algunas plantas responden a fuertes episodios de humo de incendios forestales. cerrando su intercambio con aire exterior.De hecho, están conteniendo la respiración, pero no antes de haber estado expuestos al humo.

Planteamos la hipótesis de algunos procesos que podrían haber provocado que las hojas cerraran sus poros:Las partículas de humo podrían cubrir las hojas, creando una capa que impide que los poros se abran.El humo también podría entrar en las hojas y obstruir los poros, manteniéndolas pegajosas.O las hojas podrían responder físicamente a los primeros signos de humo y cerrar sus poros antes de que pasen lo peor.

Probablemente sea una combinación de estas y otras respuestas.

Aún se desconoce el impacto a largo plazo

Aún no se sabe exactamente cuánto duran los efectos del humo de los incendios forestales y cómo los episodios repetidos de humo afectarán a las plantas, incluidos los árboles y los cultivos, a largo plazo.

Con los incendios forestales aumentando en gravedad y frecuencia debido a cambio climático, políticas de gestión forestal y humano comportamiento, es importante comprender mejor el impacto.