Midwood: un nuevo tipo de madera podría ser la clave para mejorar la captura de carbono
Un género antiguo de árbol con un tipo de madera único podría ayudar a resolver un problema moderno creado por la humanidad.
Los tuliperos están compuestos por un tipo de madera completamente nuevo que no es ni dura ni blanda. Se separaron de los árboles de magnolia cuando las concentraciones atmosféricas de CO2 de la Tierra eran relativamente bajas y pueden crecer altos (más de 30 m) y rápido.
Este descubrimiento podría ser clave para mejorar la captura y el almacenamiento de carbono en los bosques de plantación donde se podrían plantar árboles de rápido crecimiento que se ven típicamente en jardines ornamentales, o mediante la reproducción de maderas similares a las del tulipero en otras especies de árboles.
Especies emblemáticas
Los científicos examinaron la estructura microscópica de 33 especies de árboles emblemáticas de las colecciones vivas del Jardín Botánico de la Universidad de Cambridge para explorar cómo evolucionó la ultraestructura de la madera en maderas blandas o gimnospermas como pinos y coníferas, y maderas duras o angiospermas como roble, fresno y abedul.
El microscopio electrónico de barrido de baja temperatura, o crio-SEM, permitió a los científicos obtener imágenes y medir el tamaño de la arquitectura a nanoescala de las paredes celulares secundarias (madera) en su estado hidratado nativo; reveló que los tuliperos no eran madera dura ni blanda.
“Analizamos algunos de los árboles más emblemáticos del mundo, como la secuoya roja, el pino Wollemi y los llamados 'fósiles vivientes' como Amborella trichopoda, que es la única especie superviviente de una familia de plantas que fue el primer grupo aún existente que evolucionó por separado de todas las demás plantas con flores”, afirma el Dr. Raymond Wightman, director de la instalación central de microscopía del Laboratorio Sainsbury de la Universidad de Cambridge.
“Los datos de nuestro estudio nos han proporcionado nuevos conocimientos sobre las relaciones evolutivas entre la nanoestructura de la madera y la composición de la pared celular, que difiere entre los linajes de plantas angiospermas y gimnospermas. Las paredes celulares de las angiospermas poseen unidades elementales características más estrechas, llamadas macrofibrillas, en comparación con las gimnospermas”.
Especies antiguas
El tulipero, Liriodendron tulipifera, y el tulipero chino Liriodendron chinense son dos especies supervivientes del antiguo género Liriodendron, nativas del norte de Estados Unidos, el centro y el sur de China y Vietnam, respectivamente.
Ambos tienen macrofibrillas mucho más grandes que sus parientes de madera dura. Las macrofibrillas de las angiospermas de madera dura tienen un diámetro de aproximadamente 15 nm, mientras que las macrofibrillas de las gimnospermas de madera blanda de crecimiento más rápido tienen macrofibrillas más grandes, de 25 nm. Los tuliperos miden algo entre estos dos extremos, 20 nm.
“Mostramos que los liriodendros tienen una estructura de macrofibrillas intermedia que es significativamente diferente de la estructura de la madera blanda o de la madera dura”, dice el Dr. Jan Łyczakowski de la Universidad Jagellónica. “Los liriodendros se separaron de los árboles de magnolia hace unos 30-50 millones de años, lo que coincidió con una rápida reducción del CO2 atmosférico. Esto podría ayudar a explicar por qué los tuliperos son altamente efectivos en el almacenamiento de carbono”.
El equipo sospecha que las macrofibrillas más grandes de esta "madera intermedia" o "madera acumuladora" son las responsables del rápido crecimiento de los tuliperos. Łyczakowski dijo que, a pesar de su importancia, se sabe poco sobre cómo evoluciona la estructura de la madera y se adapta al entorno externo. "Hemos hecho algunos descubrimientos clave en este estudio: una forma completamente nueva de ultraestructura de la madera nunca observada antes y una familia de gimnospermas con madera dura similar a la de las angiospermas en lugar de la típica madera blanda de las gimnospermas".
"Se sabe que ambas especies de tuliperos son excepcionalmente eficientes a la hora de retener carbono, y su estructura de macrofibrillas agrandada podría ser una adaptación que les ayude a capturar y almacenar más fácilmente mayores cantidades de carbono cuando la disponibilidad de carbono atmosférico se estaba reduciendo", añade Łyczakowski. "Los tuliperos pueden acabar siendo útiles para las plantaciones de captura de carbono. Algunos países del este de Asia ya están utilizando plantaciones de Liriodendron para retener carbono de forma eficiente, y ahora creemos que esto podría estar relacionado con su novedosa estructura de la madera".
Fuentes y referencias de la noticia:
- Lyczakowski, J L. & Wightman, R. (2024) Convergent and adaptive evolution drove change of secondary cell wall ultrastructure in extant lineages of seed plants. New Phytologist