Una recerca descobreix que les arrels dels arbres caducifolis no dormen a l'hivern

Els arbres caducifolis - com ara els faigs o els bedolls - canvien de color acada estació. Les seves fulles cauen entre la tardor i l'hivern, i l'arbre entra en un estat d'hibernació en el qual el tronc deixa de créixer i així guarda l'energia per a reactivar-se a la primavera quan les fulles tornen a brotar. Fins ara, es creia que les arrels també aturaven la seva activitat i s’"adormien" juntament amb la resta de l'arbre, però una curiosa recerca publicada avui a Nature Ecology and Evolution demostra que les arrels no descansen en cap moment i continuen creixent. L'estudi l’ha liderat la investigadora Lorène J. Marchand de la Universitat d'Anvers, amb la participació del CREAF i el CSIC, i els resultats suggereixen que el sòl forestal és un embornal de carboni amb més capacitat de la que es creia, perquè acumula carboni durant tot l'any, no només quan les fulles realitzen la fotosíntesi i l'arbre està més actiu. A més, suposa un canvi en la percepció de com els arbres de fulla caduca podrien adaptar-se al canvi climàtic en un futur.

"Els resultats demostren que la part aèria i la part subterrània de l'arbre segueixen calendaris separats, de manera que prioritzen el creixement subterrani durant l'hivern i el creixement aeri al començament de la primavera", explica Paolo Zuccarini, investigador del CREAF i coautor de l'estudi. Aquest desacoblament podria suposar un avantatge estratègic, ja que a l'hivern les arrels emmagatzemen reserves de carbohidrats i altres substàncies riques en nitrogen, com ara  proteïnes o aminoàcids, mentre la resta de l'arbre està inactiu. Així, quan es "desperten", tenen aliment suficient perquè les fulles surtin i es reactivi la fotosíntesi, imprescindible perquè el tronc i les branques creixin. "És com tenir maons de construcció enllestits per a utilitzar a la primavera, quan la prioritat de l’arbre és generar fulles per a tornar a fer la fotosíntesi", continua Zuccarini.

Aquesta sorprenent recerca s'ha dut a terme amb quatre espècies d'arbres en diversos boscos temperats d'Espanya, Bèlgica i Noruega. En total, es van incloure 330 arbres, tant madurs com plàntules de 3 anys, de faig europeu (Fagus sylvatica), bedoll (Betula pendula), roure (Quercus robur) i trèmol (Populus tremula). Es van recol·lectar 1000 mostres d'arrels gruixudes de més de 2 mil·límetres, ja que a partir d'aquesta mesura és quan l'arrel experimenta la formació de fusta, coneguda com a xilogènesis. "Les dades reflecteixen que les arrels gruixudes mantenen la seva activitat fins i tot en temperatures del sòl inferiors a 3 °C, desmentint així la creença que el fred deté el creixement subterrani", explica Lorène J. Marchand, l'autora principal de l'estudi.

Un altre dels aspectes que destaquen és que el valor del sòl forestal com a reservori de carboni seria major del què es pensava, ja que la recerca demostra que els arbres caducifolis el fixen durant tot l'any. Segons els investigadors, els arbres emmagatzemen carboni en la seva estructura utilitzant-lo per al creixement de la fusta en les arrels i el tronc. Aquest carboni emmagatzemat és molt estable, ja que s'integra en els teixits vegetals en forma de biomassa lignificada, composta per cel·lulosa, hemicel·lulosa i lignina, “de fet, les arrels contribueixen de manera rellevant a l'activitat de reservori de carboni dels arbres, ja que sumen fins al 20-30% de la biomassa total d'un arbre, a causa de la seva gran densitat”, afegeix Zuccarini. Tradicionalment, s'ha considerat que el cicle del carboni en els arbres estava estretament vinculat al cicle de creixement aeri, és a dir, que el pic d'absorció de CO₂ es donava a la primavera, quan tenen fulles, fan la fotosíntesi, el capturen, i el tronc i les arrels el fan servir per a créixer. Però aquestes noves dades demostren que l’utilitzen tot l'any.

Segons els autors, els resultats també indiquen que el creixement de les arrels no s’aturaa l'hivern i, per tant, que el rellotge natural de les arrels podria estar menys influenciat per senyals externs com ara la temperatura o la llum, i més controlat per senyals interns, com les reserves de carboni de l'arbre, “a diferència de la part aèria que sí que està més subjecta al clima extern” comenta Josep Peñuelas, investigador del CSIC en el CREAF i coautor de l'estudi. Això podria ajudar els arbres a adaptar-se a condicions climàtiques canviants, com ara primaveres més càlides, desglaç prematur o precipitacions irregulars, amb unes arrels preparades a l'hivern per a ser utilitzades a la primavera o, fins i tot, si les condicions canvien. 

Aquest estudi internacional l'han liderat Lorène J. Marchand i Matteo Campioli del grup PLECO de la Universitat d'Anvers, juntament amb la Universitat de Gant a Bèlgica. També hi han participat diverses entitats europees, com el CREAF i el CSIC a Espanya, l'Institut Eslovè Forestal a Eslovènia, la Universitat de Umea a Suècia, l'Institut de Recerca de la Bioeconomía a Noruega, i l'Institut Federal Suís de Recerca Forestal, de la Neu i del Paisatge.

Article de referència: Marchand, L. J., Gričar, J., Zuccarini, P., Dox, I., Mariën, B., Verlinden, M., Heinecke, T., Prislan, P., Marie, G., Lange, H., Van den Bulcke, J., Peñuelas, J., Fonti, P., & Campioli, M. (2024). No winter halt in belowground wood growth of four angiosperm deciduous tree species. Nature Ecology & Evolution. DOI: https://www.nature.com/articles/s41559-024-02602-6