Es difícil predecir con precisión los impactos del cambio climático, dadas las numerosas variables implicadas. Para predecir los impactos de un mundo más cálido en la vida vegetal, algunos investigadores observan las «islas de calor» urbanas, donde, debido a los efectos de las estructuras urbanas, las temperaturas son sistemáticamente algunos grados más altas que las de las zonas rurales circundantes. Esto permite comparar las respuestas de las plantas en paralelo.
por David L. Chandler, Instituto Tecnológico de Massachusetts
Sin embargo, un nuevo estudio realizado por investigadores del MIT y la Universidad de Harvard ha descubierto que, al menos en el caso de los bosques, las islas de calor urbanas son un indicador deficiente del calentamiento global, lo que podría haber llevado a los investigadores a subestimar los impactos del calentamiento en algunos casos. Esta discrepancia, según descubrieron, se debe en gran medida a la limitada diversidad genética de las especies de árboles urbanos.
Los resultados se publicaron en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , en un artículo de la investigadora posdoctoral del MIT Meghan Blumstein, el profesor de ingeniería civil y ambiental David Des Marais y otras cuatro personas.
«El atractivo de estos gradientes de temperatura urbanos es que, bueno, ya están ahí», dice Des Marais. «No podemos predecir el futuro, así que ¿por qué no analizamos el espacio y comparamos las zonas rurales y urbanas?». Dado que estos datos son fáciles de obtener, los métodos que comparan el crecimiento de las plantas en las ciudades con plantas similares fuera de ellas se han utilizado ampliamente, afirma, y han sido muy útiles.
Los investigadores reconocieron algunas deficiencias en este enfoque, incluyendo diferencias significativas en la disponibilidad de algunos nutrientes como el nitrógeno. Aun así, «muchos ecólogos reconocieron que no eran perfectos, pero era lo que teníamos», afirma.
La mayor parte de la investigación del grupo de Des Marais se realiza en laboratorio, en condiciones estrictamente controladas de temperatura, humedad y concentración de dióxido de carbono. Si bien existen algunos sitios experimentales donde se modifican las condiciones en el campo, por ejemplo, utilizando calefactores alrededor de uno o varios árboles, «son a escala muy pequeña», afirma.
«Al observar estas tendencias a largo plazo que se producen en un espacio mucho mayor del que se podría manipular razonablemente, una pregunta importante es: ¿cómo se controlan las variables?»
Los gradientes de temperatura han ofrecido una solución a este problema, pero Des Marais y sus estudiantes también se han centrado en la genética de las especies arbóreas implicadas, comparando las muestreadas en ciudades con las mismas especies muestreadas en un bosque natural cercano. Resultó que existían diferencias, incluso entre árboles aparentemente similares.
«Entonces, he aquí que uno cree que solo está permitiendo que cambie una variable en su modelo, que es la diferencia de temperatura entre un entorno urbano y uno rural», dice, «pero, de hecho, parece que también había una diversidad genotípica que no se estaba teniendo en cuenta».
Las diferencias genéticas implicaban que las plantas estudiadas no eran representativas de las del entorno natural, y los investigadores descubrieron que, de hecho, la diferencia enmascaraba el impacto del calentamiento. Descubrieron que los árboles urbanos se veían menos afectados que sus homólogos naturales en cuanto al momento en que sus hojas crecían y se desplegaban en primavera.
El proyecto comenzó durante el confinamiento por la pandemia, cuando Blumstein era estudiante de posgrado. Obtuvo una beca para estudiar genotipos de roble rojo en Nueva Inglaterra, pero no pudo viajar debido a los confinamientos. Por ello, se concentró en árboles que estaban a su alcance en Cambridge, Massachusetts. Posteriormente, colaboró con investigadores del Bosque Harvard, un bosque de investigación en la zona rural del centro de Massachusetts.
Recopilaron datos de tres años en ambos lugares, incluyendo los perfiles de temperatura, el momento de brotación y los perfiles genéticos de los árboles. Si bien el estudio se centró específicamente en los robles rojos, los investigadores afirman que es probable que los hallazgos se apliquen a los árboles en general.
En ese momento, los investigadores acababan de secuenciar el genoma del roble, lo que permitió a Blumstein y sus colegas buscar diferencias sutiles entre los robles rojos de ambas localidades. Las diferencias encontradas demostraron que los árboles urbanos eran más resistentes a los efectos del aumento de las temperaturas que los del entorno natural.
«Al principio, vimos estos resultados y pensamos: ‘Esto es malo'», dice Des Marais. «Los ecólogos se equivocan con el efecto isla de calor , lo cual es cierto». Afortunadamente, esto se puede corregir fácilmente incorporando datos genómicos.
No es mucho más trabajo, porque secuenciar genomas es muy barato y sencillo. Ahora bien, si alguien quiere observar un gradiente urbano-rural y hacer este tipo de predicciones, bueno, no hay problema. Solo hay que añadir información sobre los genomas.
No es sorprendente que exista esta variación genética, afirma, ya que los agricultores han aprendido mediante ensayo y error a lo largo de las décadas qué variedades de árboles tienden a prosperar en el difícil entorno urbano, con suelos típicamente pobres, drenaje deficiente y contaminación. «Como resultado, simplemente no hay mucha diversidad genética en nuestros árboles dentro de las ciudades».
Las implicaciones podrían ser significativas, afirma Des Marais. Cuando el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) publica sus informes periódicos sobre el estado del clima, «una de las herramientas con las que cuenta el IPCC para predecir las futuras respuestas al cambio climático en cuanto a la temperatura son estos gradientes urbano-rurales».
Espera que estos nuevos hallazgos se incorporen a su próximo informe, que se encuentra en fase de redacción. «Si estos resultados son generalmente válidos más allá de los robles rojos, esto sugiere que el enfoque de isla de calor urbana para estudiar la respuesta de las plantas a la temperatura subestima la intensidad de dicha respuesta».
Más información: Meghan Blumstein et al., La genómica destaca una subestimación de la sensibilidad fenológica al efecto de isla de calor urbana, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2408564122
