Las plantas desempeñan un papel fundamental en la regulación del clima de nuestro planeta, actuando como sumideros naturales que capturan dióxido de carbono (CO2) a través del proceso de fotosíntesis. Durante décadas, los científicos han intentado medir con precisión cuánta cantidad de carbono absorben a nivel global estas estructuras vivas que cubren grandes extensiones de tierra. Hasta hace poco, la cifra aceptada era de aproximadamente 120 petagramos de carbono al año, basándose en modelos indirectos y datos satelitales. Sin embargo, una investigación reciente está reescribiendo este conocimiento, revelando que las plantas absorben un 31% más de CO2 del que se estimaba, cerca de 157 petagramos anualmente. Este nuevo descubrimiento tiene profundas implicaciones para la comprensión del ciclo del carbono y la predicción del cambio climático futuro.
Este avance científico fue posible gracias a un enfoque innovador liderado por investigadores de la Universidad de Cornell en colaboración con el Laboratorio Nacional de Oak Ridge. La clave de su método radica en el uso del gas carbonilo sulfuroso (OCS), un compuesto raro y poco común que las plantas consumen exactamente como el CO2, pero que no liberan nuevamente. Debido a esta propiedad única, el OCS se convierte en un marcador directo para medir la actividad fotosintética, permitiendo observar y cuantificar con más precisión la absorción de carbono a escala global. La utilización del OCS permitió a los científicos superar las limitaciones de los métodos tradicionales, que dependían en gran medida de imágenes satelitales que a menudo se ven afectadas por condiciones meteorológicas como la nubosidad, especialmente en las zonas tropicales críticas para el equilibrio climático global. Además, incorporaron un modelo detallado que considera la difusión del CO2 y del OCS a través del mesófilo, una capa interna de las hojas que actúa como barrera para el movimiento de gases hacia los cloroplastos, donde se produce la fotosíntesis.
Anteriormente, este proceso no se integraba con suficiente detalle en las simulaciones climáticas, lo que llevaba a subestimar la capacidad real de las plantas para fijar carbono. El refinamiento de este modelo permitió una mejor estimación de la fijación de carbono y una comprensión más precisa de la variabilidad estacional y regional de la actividad fotosintética. Por ejemplo, descubrieron que en épocas de transición entre temporadas o durante meses en los que las plantas parecen estar menos activas, la absorción de CO2 es mayor a lo que se pensaba. También se sorprendieron al encontrar que las plantas continúan absorbiendo OCS durante la noche, representando entre un 20% y un 30% de la actividad diaria total, algo que los modelos previos no habían contemplado. Este hallazgo tiene un gran impacto en la forma en que los científicos entienden los sumideros de carbono terrestres, especialmente en regiones vitales como las selvas tropicales pan-tropicales.
Estas áreas, que albergan una biodiversidad única y absorben vastas cantidades de CO2, resultaron ser sumideros mucho más productivos y efectivos en la captura de carbono de lo que las observaciones satelitales sugerían. El estudio destaca también la importancia de complementar las mediciones remotas con datos de campo provenientes de estaciones de monitoreo en bosques de Estados Unidos, Finlandia y otras partes del mundo, mejorando así la fiabilidad de las proyecciones. La actualización en las cifras de captura de CO2 por plantas redefine la base de los modelos climáticos, fundamentales para predecir cómo evolucionará la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera y el impacto de las actividades humanas sobre el calentamiento global. Incorporar el proceso de difusión mesofílica y el uso de OCS se traduce en una reducción sustancial de las incertidumbres asociadas a la dinámica de los ecosistemas forestales y sus respuestas al aumento de CO2 antropogénico. Además, este conocimiento ampliado puede servir para perfeccionar proyectos y políticas orientados a la mitigación del cambio climático, permitiendo identificar cuales ecosistemas naturales ofrecen un mayor potencial para almacenar carbono y cómo protegerlos o restaurarlos de manera eficiente.
Los resultados son especialmente valiosos para iniciativas internacionales enfocadas en conservar la biodiversidad y fomentar la resiliencia ambiental ante el cambio climático, como el programa Next Generation Ecosystem Experiments en los trópicos promovido por el Departamento de Energía de los Estados Unidos. La investigación también evidencia las limitaciones de confiar exclusivamente en tecnología satelital para evaluar la fotosíntesis global. Si bien los satélites son herramientas poderosas, no pueden captar ciertas dinámicas biológicas y atmosféricas con el detalle necesario, particularmente en regiones nubosas. Por ello, la complementación con datos de campo y nuevas técnicas bioquímicas resulta indispensable para obtener una visión más completa y acertada del ciclo de carbono. El trabajo científico fue enriquecido por la colaboración con bases de datos como LeafWeb, que recopilan información sobre los rasgos fotosintéticos de plantas a nivel mundial, lo que permitió ajustar los modelos para reflejar mejor la variabilidad fisiológica de diferentes especies y ecosistemas.
Esta integración de datos a múltiples escalas es clave para resolver la complejidad de la fotosíntesis y su respuesta a factores ambientales diversos. Contar con una cifra más precisa acerca de la fijación de carbono por las plantas implica un avance significativo para la ciencia climática. Permite tomar decisiones mejor fundamentadas en cuanto a la conservación de ecosistemas, la planificación de políticas ambientales y el diseño de estrategias de mitigación frente al cambio climático a nivel global. También abre nuevos caminos para investigar cómo las plantas pueden adaptarse a condiciones cambiantes, incluyendo la acidificación del suelo, la variabilidad hídrica, las temperaturas extremas y la contaminación atmosférica, aspectos cruciales para evaluar la sostenibilidad ecológica futura. Este estudio es un claro ejemplo de cómo el empleo de herramientas innovadoras puede desafiar modelos tradicionales y generar un impacto tangible en el conocimiento ambiental.
