Cuando miras el paisaje nevado del invierno, puede parecer que la naturaleza está profundamente dormida. Sin embargo, debajo de la superficie, pequeños organismos trabajan duro, consumiendo el material vegetal muerto del año pasado y otra materia orgánica.
Estos microorganismos del suelo, los recicladores de la Tierra, liberan nutrientes que actuarán como fertilizante cuando los pastos y otras plantas se despierten con el deshielo primaveral.
Entre ellos, los más importantes son los hongos micorrízicos arbusculares, que se encuentran en más del 75% de las especies de plantas en todo el mundo. Estos hongos filamentosos crecen como redes dentro de las raíces de las plantas, donde proporcionan hasta el 50% de los nutrientes y el suministro de agua de la planta a cambio de carbono vegetal, que los hongos utilizan para su crecimiento y reproducción.
La vista ampliada muestra filamentos y vesículas de un hongo micorrízico arbuscular que atraviesa las células externas de la raíz de la planta. Fuera de las raíces, los filamentos de hifas recolectan nutrientes del suelo. Edouard Evangelisti, et al., Nuevo fitólogo, 2021, CC BI
En invierno, la capa de nieve aísla los hongos micorrízicos y otros microorganismos como una manta, lo que les permite continuar descomponiendo la materia orgánica del suelo, incluso cuando las temperaturas del aire sobre la nieve están muy por debajo del punto de congelación. Sin embargo, cuando la lluvia arrastra la capa de nieve o no se forma una capa de nieve saludable, el agua del suelo puede congelarse más tarde, al igual que los hongos micorrízicos.
En un nuevo estudio en los pastos de las Montañas Rocosas, excavamos en parcelas de tierra que durante tres décadas científicos dirigidos por el ecologista John Hart calentaron 2 grados centígrados (3,6 Fahrenheit) utilizando calentadores suspendidos que imitaban las temperaturas del aire que probablemente experimentará la zona a finales de este siglo.
En la superficie, las parcelas han pasado de ser predominantemente pastizales a matorrales más desérticos durante este tiempo. Debajo de la superficie, encontramos algo más: había notablemente menos hongos micorrízicos beneficiosos, que hacen que las plantas sean menos capaces de adquirir nutrientes o protegerse de factores estresantes ambientales como las bajas temperaturas y la sequía.
Estos cambios representan un cambio importante en el ecosistema, uno que, a gran escala, podría repercutir en la red alimentaria a medida que los pastos y las hierbas, como las flores silvestres, de las que dependen el ganado y la vida silvestre disminuyan y sean reemplazados por un entorno más parecido al desértico.
Cuando las plantas y los hongos no están sincronizados
Los inviernos más cálidos y la capa de nieve pueden afectar el crecimiento de plantas y hongos de varias maneras importantes.
Una de las primeras señales del cambio de invierno es cuando los tiempos de actividad de las plantas, hongos y animales que dependen unos de otros no están sincronizados. Por ejemplo, una montaña de evidencia de todo el mundo ha documentado cómo el deshielo temprano puede hacer que las flores florezcan antes de que lleguen los polinizadores.
El momento oportuno también es importante para las plantas que dependen de hongos micorrízicos: su crecimiento debe superponerse.
Debido a que las plantas están sintonizadas con la luz además de con la temperatura, mientras que los microorganismos subterráneos están sintonizados con la temperatura y la disponibilidad de nutrientes, los inviernos más cálidos pueden hacer que los microorganismos estén activos mucho antes que sus contrapartes vegetales.
Vista de los pastizales subalpinos fuera de las parcelas experimentales. Stephanie Kivlin
En nuestro sitio de investigación, una pradera subalpina en Colorado, también realizamos un experimento temprano de deshielo en abril de 2023 que adelantó el deshielo en cinco parcelas grandes en aproximadamente dos semanas.
Descubrimos que el deshielo temprano mejoró el crecimiento de los hongos micorrízicos durante una semana, pero no encontramos ningún cambio correspondiente en el crecimiento de las raíces de las plantas. Cuando los hongos micorrízicos están activos antes que las plantas, las plantas no se benefician de los nutrientes que los hongos micorrízicos toman del suelo.
Los nutrientes se están acabando
El deshielo temprano también puede provocar la pérdida de nutrientes del suelo.
Cuando los microorganismos descomponen la materia orgánica en suelos más cálidos, los nutrientes se acumulan en las bolsas de aire y agua entre las partículas del suelo. Estos nutrientes luego están disponibles para que los hongos micorrízicos los transfieran a las plantas. Mientras que los hongos micorrízicos transportan nutrientes a la planta, otros hongos son principalmente descomponedores que almacenan nutrientes por sí mismos.
Sin embargo, si llueve sobre la nieve o si la nieve se derrite antes de tiempo, antes de que las plantas se activen, los nutrientes pueden filtrarse del suelo a lagos y arroyos. El efecto es similar al escurrimiento de fertilizantes de los campos agrícolas: los nutrientes estimulan el crecimiento de algas, que pueden crear zonas muertas con bajo contenido de oxígeno. Al mismo tiempo, las plantas en el campo tienen menos nutrientes disponibles.
Los técnicos topográficos miden el suelo en un experimento de calentamiento a largo plazo. El área excavada ofrece una muestra representativa de plantas, hongos y suelo. Stephanie Kivlin
Este tipo de lixiviación de nutrientes se produjo en una variedad de ecosistemas con inviernos cálidos y nieve, desde pastizales de montaña en Colorado hasta bosques templados en Nueva Inglaterra y el Medio Oeste.
Sin una gruesa capa de nieve, el suelo también puede congelarse durante períodos más prolongados en invierno, lo que provoca una menor actividad microbiana y recursos escasos al comienzo de la primavera.
El futuro del invierno cambia
En todos estos escenarios (un desajuste en el clima, más lluvia que causa lixiviación de nutrientes o suelo congelado) los inviernos más cálidos conducen a un menor crecimiento primaveral.
Sin embargo, los ecosistemas suelen ser resilientes. Los organismos podrían aclimatarse a concentraciones más bajas de nutrientes o cambiar sus rangos a condiciones más favorables. La forma en que se adapten las plantas y los hongos micorrízicos determinará cómo se adapta este mundo oculto a los inviernos cambiantes.
Entonces, la próxima vez que una sequía de aguanieve o nieve suspenda sus planes de actividades al aire libre durante el invierno, recuerde que es más que una molestia para las personas: está afectando ese mundo oculto que se encuentra debajo, con consecuencias potencialmente a largo plazo.
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