Drought-induced increase in water-use efficiency reduces secondary tree growth and tracheid wall thickness in a Mediterranean conifer

Olano JM, Linares JC, García-Cervigón A, Arzac A, Delgado A, Rozas V (2014) Drought-induced increase in water-use efficiency reduces secondary tree growth and tracheid wall thickness in a Mediterranean conifer. Oecologia in press. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24958369
Todo indica que nos encaminamos a un mundo con una atmósfera más rica en CO₂.  La implicación más conocida de este fenómeno es que el Planeta se va a volver más cálido, y al menos en ambientes mediterráneos, más seco. Pero al margen de su función en la regulación de la temperatura del planeta, el CO₂ juega un papel muy importante en numerosos procesos biológicos, que previsiblemente se verán modificados. Uno de los procesos más importantes en los que participa el CO₂ es la fotosíntesis, de hecho el CO₂ es el sustrato de la fotosíntesis y el medio por el cual el carbono se incorpora a la cadena alimentaria. Experimentos controlados en ambientes enriquecidos experimentalmente en CO₂, muestran que un aumento de la concentración de CO₂ permite a las plantas aumentar su tasa fotosintética, a la par que permitir disminuir su apertura estomática. La combinación de estos factores supondría un aumento de su eficiencia del uso del agua (ratio entre fijación de carbono y consumo de agua), por lo que las plantas podrían fijar más carbono con menos gasto de agua.
 

 
Estos resultados experimentales han suscitado un gran interés por comprender la relación de la eficiencia del uso del agua y el crecimiento de los árboles en condiciones naturales. Si este mecanismo fuera tan eficiente, permitiría en cierto grado de adaptación al aumento de sequías previsto por los escenarios de cambio climático en muchas áreas del globo. De hecho, numerosos trabajos han tratado de ver si ha aumentado la eficiencia del uso del agua y el crecimiento de los bosques en respuesta a las condiciones de más disponibilidad de  CO₂. Este trabajo se ha visto muy facilitado, porque en realidad se pueden reconstruir series temporales de la eficiencia de uso del agua analizando la relación entre los isótopos estables de carbono (C₁₂ y C₁₃) en los anillos de crecimiento de las plantas.
El trabajo aquí presentado buscó evaluar cómo se comportan esta relación entre eficiencia del uso del agua y crecimiento a diferentes escales temporales. A nivel de tendencia, comparando los datos entre años, y en valores de alta frecuencia, sin tendencia, comparando valores residuales. También en este último caso, se testó de qué interaccionan eficiencia del uso del agua, crecimiento y las características anatómicas de la madera. Para ello se estudió una especie de la que ya se sabe bastante la sabina albar (Juniperus thurifera L.) y se evaluó un período de 40 años (1965-2004).
El trabajo ya disponible en la edición online de Oecología mostró que se trata de un fenómeno complejo. Una evaluación simple de crecimiento secundario y eficiencia del agua supone una relación positiva y creciente entre ambos, si bien parece que el crecimiento secundario no aumenta en los últimos tiempos (Fig. 1A). Sin embargo, una análisis de detalle con eliminación de las tendencias a largo plazo, muestra que los años con mayor crecimiento radial coinciden con los años de menor eficiencia del uso del agua (Fig. 1B), lo que indicaría que a escala anual la eficiencia del uso del agua no mejora el crecimiento. Un análisis de detalle de las características anatómicas y los controles climáticos indica que una mayor eficiencia del uso del agua está asociada a estaciones de crecimiento más secas, en las cuales se hace menos fotosíntesis y se crece menos. Además, la madera que se forma en dichos períodos tiene menos células (traqueidas) y estas tienen paredes más finas, por lo que no sólo se crece menos, sino que es una madera con menos carbono fijado.
 
 

	Relaciones entre eficiencia del uso del agua (iWUE) y area basal (BAI) A) efecto a largo plazo basado en datos brutos yB) variación interanual basada en series residuales. Los datos se basan en 20 árboles de Juniperus thurifera para el período 1965–2004. Nótese que el eje iWUE está invertido en la figura B.

 
Esto trabajo remarca la necesidad de comprender las relaciones entre cambio de eficiencia de uso del agua y crecimiento a diferentes escalas temporales, e indica que un aumento de la sequía pueda desacoplar la aparente relación positiva entre eficiencia del uso del agua y crecimiento.