La capacidad de la Tierra para absorber casi un tercio de las emisiones de carbono causadas por los seres humanos a través de las plantas podría reducirse a la mitad en las próximas dos décadas al ritmo actual de calentamiento, según los investigadores.

El equipo empleó datos de medición de temperaturas de más de dos décadas en todos los principales biomas del mundo, esto es, paisajes bioclimáticos que comparten clima, flora y fauna. Los investigadores identificaron un punto crítico de inflexión de temperatura por el cual el sumidero de carbono terrestre decae si las temperaturas continúan aumentando.

La biosfera terrestre, es decir, la actividad de las plantas terrestres y los microbios del suelo, realiza gran parte de la 'respiración' de la Tierra al intercambiar dióxido de carbono y oxígeno. Los ecosistemas de todo el mundo extraen dióxido de carbono a través de la fotosíntesis y lo liberan a la atmósfera a través de la respiración de microbios y plantas. Durante las últimas décadas, la biosfera generalmente ha absorbido más carbono del que ha liberado, lo que mitiga el cambio climático.

Sin embargo, es posible que esta situación cambie a medida que las temperaturas récord continúen extendiéndose por todo el mundo y se llegue un umbral de temperatura a partir del cual la absorción de carbono de las plantas se ralentiza y la liberación de carbono se acelera.

“FIEBRE” DEL PLANETA

Katharyn Duffy, investigadora postdoctoral en la Universidad del Norte de Arizona, encontró fuertes disminuciones en la fotosíntesis por encima de este umbral de temperatura en casi todos los biomas del mundo, incluso después de eliminar otros efectos como el agua y la luz solar.

"La Tierra tiene una fiebre en constante crecimiento y, al igual que el cuerpo humano, sabemos que cada proceso biológico tiene un rango de temperaturas en las que se desempeña de manera óptima y por encima de las cuales la función se deteriora", describe Duffy, que añade: "Entonces, queríamos preguntarnos ¿cuánto pueden soportar las plantas?".

Este estudio es el primero en detectar un umbral de temperatura para la fotosíntesis a partir de datos de observación a escala global. Si bien los umbrales de temperatura para la fotosíntesis y la respiración se han estudiado en el laboratorio, los datos del nuevo trabajo ofrecen una ventana a lo que los ecosistemas de la Tierra están experimentando realmente y cómo están respondiendo.

"Sabemos que la temperatura óptima para los humanos se encuentra alrededor de 37ºC, pero nosotros en la comunidad científica no sabíamos cuáles eran esos óptimos para la biosfera terrestre", apunta Duffy.

PICOS DE TEMPERATURA

Los investigadores encontraron que los picos de temperatura para la absorción de carbono (18ºC para las plantas C3, que son las más extendidas, y 28ºC para las plantas C4) ya se están superando en la naturaleza, pero no vieron ningún control de temperatura en la respiración. Esto significa que, en muchos biomas, el calentamiento continuo hará que la fotosíntesis disminuya mientras que las tasas de respiración aumentan exponencialmente, lo que inclina el equilibrio de los ecosistemas desde el sumidero de carbono hasta la fuente de carbono y acelera el cambio climático.

"Los diferentes tipos de plantas varían en los detalles de sus respuestas de temperatura, pero todas muestran disminuciones en la fotosíntesis cuando hace demasiado calor", precisa George Koch, coautor del estudio e investigador de la Universidad del Norte de Arizona.

Actualmente, menos de un 10% de la biosfera terrestre experimenta temperaturas más allá de este máximo fotosintético. Pero, a la tasa actual de emisiones, hasta la mitad de la biosfera terrestre podría experimentar temperaturas superiores a ese umbral de productividad para mediados de siglo, y algunos de los biomas más ricos en carbono del mundo, incluidas las selvas tropicales del Amazonas y el sudeste asiático y la Taiga en Rusia y Canadá, serán de los primeros en alcanzar ese punto de inflexión.

"Lo más sorprendente que mostró nuestro análisis es que la temperatura óptima para la fotosíntesis en todos los ecosistemas era muy baja", apunta Vic Arcus, biólogo de la Universidad de Waikato y coautor del estudio, que agrega: "Combinado con el aumento de la tasa de respiración del ecosistema a través de las temperaturas que observamos, nuestros hallazgos sugieren que cualquier aumento de temperatura por encima de los 18ºC es potencialmente perjudicial para el sumidero de carbono terrestre".