Dentro de los armarios y cajones de los herbarios del mundo hay casi 400 millones de especímenes de plantas secas. Estas colecciones han servido durante mucho tiempo como un registro vital de las especies de plantas que existen en la Tierra y dónde crecen. Pero escondido dentro de las hojas, tallos, flores y raíces disecados hay mucha más información sobre cómo las plantas interactuaron con su entorno mientras estaban vivas. Conocer estos «rasgos funcionales», aspectos como la estructura de la hoja, la composición química y el contenido de agua, podría ayudar a los investigadores a comprender cómo cambian las comunidades de plantas con el tiempo y, en última instancia, cómo podemos ayudar a los ecosistemas a prosperar en el futuro.

Hasta ahora, la única manera de aprender acerca de estos rasgos de las colecciones de herbario ha requerido la destrucción de fragmentos de los preciados especímenes. Pero recientemente, investigadores de la Universidad de Minnesota y la Universidad de Montreal en Quebec desarrollaron una forma rápida y no destructiva de estimar los rasgos funcionales de los especímenes de herbario.

Los investigadores utilizaron una técnica llamada espectroscopia de reflectancia, que mide la cantidad de luz que refleja un material en diferentes longitudes de onda para obtener las «huellas dactilares» o espectros espectroscópicos de las hojas. En más de 600 muestras de plantas de biomas de bosques boreales y templados del norte de América del Norte, midieron los espectros de hojas frescas y vivas; hojas prensadas como especímenes de herbario; y hojas molidas. También midieron las características químicas y estructurales de las hojas utilizando medios convencionales. Luego usaron los datos para desarrollar modelos que usan espectros para estimar rasgos funcionales y evaluaron qué tan bien se desempeñaron los modelos en nuevas muestras de plantas de los mismos biomas en la Reserva Científica del Ecosistema Cedar Creek. Finalmente, probaron qué tan bien podrían usarse los espectros para diferenciar las especies.

Sus hallazgos:

  • Los espectros de hojas frescas arrojaron las mejores predicciones para los rasgos relacionados con la estructura de la hoja y el contenido de agua, mientras que los espectros de hojas molidas funcionaron mejor para los rasgos relacionados con la química de la hoja
  • Los espectros de hoja prensada arrojaron muy buenas predicciones, generalmente entre los espectros de hoja fresca y hoja molida. Por ejemplo, predijeron más del 75 % de la variación en el contenido de nitrógeno de la hoja y más del 90 % de la variación en la masa de la hoja por área
  • Tanto el espectro de hojas prensadas como el de hojas molidas arrojaron predicciones casi perfectas de la identidad de las especies

La investigación, publicada este mes en Methods in Ecology and Evolution, ofrece a los ecólogos una nueva y poderosa herramienta para usar colecciones biológicas para comprender cómo cambian las comunidades de plantas con el tiempo, brindando información sobre cómo podemos mantener los ecosistemas saludables en el futuro.

«Este estudio abre la puerta al uso de especímenes de herbario del mundo para estudiar la evolución de los rasgos funcionales en el árbol de la vida de las plantas», dijo la coautora y profesora de la Universidad de Minnesota, Jeannine Cavender-Bares. «Es un avance muy emocionante para la integración de la ecología y la filogenética».

«Lejos de ser simplemente plantas muertas en cajones mohosos, los herbarios son algunas de las herramientas más importantes que tenemos para comprender la asombrosa diversidad de la vida vegetal», agregó el coautor y exestudiante graduado de la Universidad de Minnesota Shan Kothari, ahora investigador postdoctoral en Universidad de Montreal. «Esperamos que este método pueda ocupar su lugar entre las muchas formas inteligentes e innovadoras en que los ecologistas han reutilizado las colecciones de herbario para nuevos fines».