El tamaño y la forma de las hojas de las plantas parecen infinitas. Están las enormes hojas de la palma en forma de abanico, las puntas delgadas del helecho, las hojas medianas en forma de mano del castaño de indias, y más. Pero por qué las hojas toman formas tan diversas han sido un misterio para los científicos.
Investigadores anteriores sugirieron que la disponibilidad de agua y el riesgo de sobrecalentamiento determina el tamaño de la hoja. Pero como informa Helen Briggs en la BBC, un nuevo estudio publicado en la revista Science sugiere Es un poco más complicado.
La idea de la disponibilidad de agua y la forma de la hoja se remonta al botánico danés del siglo XIX y principios del XX, Eugenius Warming, quien planteó la hipótesis de que la alta precipitación en los trópicos permite que cosas como hojas de palma y hojas de plátano crezcan a tamaños enormes, escribe Ian Wright, primer autor. del estudio, para The Conversation.
Esa idea fue refinada en los años 1960 y 1970 cuando los científicos descubrieron que las hojas grandes pueden sobrecalentarse en el verano. Para evitar que esto suceda, confían en el enfriamiento de la transpiración, el equivalente en hojas de sudar. Este modelo ayudó a explicar por qué las hojas de las plantas del desierto eran pequeñas (no pueden darse el lujo de "sudar" su preciosa agua) y las hojas de las plantas en lugares frescos y sombreados a menudo crecen.
Pero los investigadores aún no pudieron explicarlo adecuadamente, como la abundancia de especies de hojas grandes que dominan el calor abrasador de los trópicos o las pequeñas hojas de plantas que viven en partes más frías del mundo.
Para resolver estas contradicciones, un equipo global de científicos analizó las hojas de 7.670 plantas de latitudes y ecosistemas de toda la Tierra, según un comunicado de prensa. Al tener en cuenta las temperaturas promedio diurnas y nocturnas, la lluvia y la humedad, los investigadores encontraron una serie de reglas que rigen el tamaño máximo de las hojas.
"Se nos ocurrió un nuevo marco para modelar la forma en que las hojas deben variar en su temperatura, en la relación con el clima del sitio", le dice Wright a Briggs. "Lo que hemos podido mostrar es que en casi la mitad del mundo, los límites generales del tamaño de la hoja están mucho más establecidos por el riesgo de congelación en la noche que el riesgo de sobrecalentamiento durante el día".
Como informa Alice Klein en New Scientist, evitar el congelamiento nocturno o el sobrecalentamiento diurno es un acto de equilibrio entre dos factores: la cantidad de superficie que tiene una hoja que puede usar para la transpiración (sudoración) y el tamaño de su capa límite, un área de todavía aire inmediatamente alrededor de la hoja que actúa como aislamiento.
Debido a que las hojas grandes tienen capas límite aislantes más gruesas, les resulta más difícil absorber el calor por la noche, lo que las hace más susceptibles a las bajas temperaturas. La capa límite también los hace inadecuados para climas desérticos, donde el aislamiento los pone en riesgo de sobrecalentamiento durante el día. Pero las hojas grandes pueden sobrevivir en los trópicos porque con abundante agua pueden aprovechar la transpiración para refrescarse.
"Es básicamente una compensación entre cuánto se calientan y cuánta agua tienen disponible para enfriarse", le dice Wright a Klein. "Este nuevo conocimiento nos ayuda a comprender un aspecto fundamental de cómo las plantas hacen negocios".
La nueva comprensión de la dinámica de las hojas podría ayudar a los paleontólogos a reconstruir climas y ecosistemas antiguos a partir de fósiles de hojas. Pero este nuevo conocimiento también podría ayudar a los investigadores a comprender cómo cambiará la vegetación a medida que avanza el cambio climático y qué especies pueden ser vulnerables a los descensos debido a los cambios en los patrones de lluvia y temperatura, el biólogo de conservación de plantas Andrew Lowe de la Universidad de Adelaida le dice a Klein.
Entonces, este otoño, cuando las hojas comiencen a caer de los árboles, eche un vistazo a la variedad de formas y tamaños. Que la sorprendente diversidad sucedió por una razón.
