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








Bruno Geller (AGENCIA CYTA - INSTITUTO LELOIR)

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.
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. 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.

Foto: Ciencia, Botánica - En la imagen se observa una hoja muy grande palmatilobada y una hoja de un Nothofagus (de la familia del Coihue, la lenga y el roble de los bosques patagónicos) que es el registro más antiguo en Patagonia. Estas hojas tienen 61 millones de años, provienen del Sur de Chubut. En base a las hojas recolectadas de allí, se reconoció una precipitación media anual de 1250 mm anuales y temperaturas medias anuales de 13º (condiciones similares hoy se presentan en el Norte de la provincia de Buenos Aires y Entre Ríos). / Autor: Peter Wilf

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Hallaron por primera vez en Argentina y Sudamérica los fósiles bien conservados de un dinosaurio de la especie Manidens condorensis que tenía una longitud de 70 centímetros. De acuerdo con el paleontólogo argentino Diego Pol, el análisis de sus dientes fosilizados indica que esta especie constituyó una instancia intermedia en la evolución del grupo de dinosaurios heterodontosaurios en su adaptación a la alimentación herbívora.
Hubo una época, millones de años atrás, en que la Tierra estaba habitada por dinosaurios y especies vegetales que la paleontología reconstruye en base a evidencias científicas. Algunos como el Argentinosaurus huinculensis podían llegar a medir 40 metros de largo y pesar cerca de 100 toneladas. Pero no todos tenían dimensiones extraordinarias.
“También existieron dinosaurios más pequeños. Por ejemplo algunos heterodontosauridos como Heterodontosaurus llegaban a tener una longitud de dos metros”, señaló a la Agencia CyTA Diego Pol, investigador del CONICET en el Museo Paleontológico Egidio Feruglio (MEF), en Chubut.
La revista científica Alemana Naturwissenschaften recientemente publicó el primer hallazgo en Argentina y Sudamérica de fósiles bien conservados de la especie Manidens condorensis de la familia de dinosaurios Heterodontosaurida. “Los fósiles analizados que correspondían a ese ejemplar fueron descubiertos en la cuenca de Cañadón Asfalto, provincia de Chubut en 2008 y su longitud no superaba los 70 centímetros”, indicó Pol.
Los restos fósiles de ese pequeño dinosaurio fueron estudiados por un equipo de científicos integrado por Diego Pol, Oliver Rauhut, de la Universidad Ludwig Maximilians de Munich, y Marcos Becerra del Departamento de Ciencias Geológicas de la Universidad de Buenos Aires. La investigación contó con el apoyo de la Agencia Nacional de Promoción de Ciencia y Técnica.

Instancia intermedia en la evolución

De acuerdo con el trabajo de los autores, los fósiles corresponden a un Manidens condorensis que vivió en el período jurásico medio, es decir, entre 175 y 161 millones de años atrás.
“Manidens condorensis está entre los dinosaurios más pequeños conocidos de todo el mundo”, afirma Diego Pol. Y agrega: “Los dientes fosilizados presentan muchas cúspides en la parte de atrás de la mandíbula, que muestran una progresiva adaptación a la alimentación herbívora. En ese sentido, concluimos que esa especie de dinosaurio constituyó una instancia intermedia en la evolución de los heterodontosaurios en su adaptación a la herviboria.”
Según explica el investigador del CONICET, el grupo de dinosaurios heterodontosaurios son primitivamente carnívoros. “Manidens ayuda a entender las adaptaciones progresivas a este tipo de alimentación dentro de esta familia”, enfatiza el especialista argentino.
Al ser animales muy pequeños y con restos óseos muy frágiles sólo se preservan sus fósiles en circunstancias muy extraordinarias y es por eso que el conocimiento de este grupo es muy pobre todavía, indica Pol. Y continua: “En Sudáfrica han sido descubiertos restos bien conservados de esta especie de dinosaurios desde la década de 1960. En Sudamérica había solo registros muy fragmentarios encontrados en el 2000 en también en la provincia de Santa Cruz. Los fósiles que estudiamos son el primer registro completo que claramente muestra la presencia de este grupo en nuestro continente.”
La presencia de especies muy afines en ambos continentes se explica por la disposición de los continentes en esa época cuando la Patagonia estaba unida a Sudáfrica.
¿Por qué algunas familias de dinosaurios cambiaron de dieta? “Es parte de la evolución de los dinosaurios, los cuales experimentaron lo que se conoce como radiación adaptativa, es decir, la evolución de diversos linajes al mismo tiempo a partir de un ancestro común, proceso durante el cual cada linaje evoluciona hacia un tipo de adaptación diferente (hábitos alimenticios)”, explica Pol. Y concluye: “Esto es lo que hace que un grupo pueda ser exitoso desde un punto de vista evolutivo dado que diferentes linajes pasan a ocupar diferentes nichos ecológicos, en lugar de que todas las especies del grupo ocupen el mismo nicho ecológico y compitan por los recursos que siempre son limitados”.

AGENCIA CYTA - INSTITUTO LELOIR

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