Hace más de 500 años, el versátil genio del Renacimiento, Leonardo da Vinci, plasmó en su obra la “regla de los árboles”, también conocida como “regla de ramificación”. Desde entonces, esta regla, que detalla cómo dibujar árboles y explica su crecimiento, ha sido ampliamente aceptada en la comunidad científica para modelar y entender el funcionamiento de los árboles.
No obstante, se ha observado que esta regla no se ajusta completamente a la realidad en todos los casos. Mientras dibujaba árboles en sus cuadernos, da Vinci sostenía que el grosor de una rama o tronco era igual al grosor combinado de todas las ramas que se desprendían de él. Aunque esta relación propuesta por da Vinci ha sido útil para aproximarse a comprender algunos aspectos como la escala metabólica y la resistencia al viento en los árboles, investigaciones recientes han demostrado que esta regla no se aplica de manera consistente en todos los tipos de árboles y no se sostiene a nivel microscópico.
En un estudio reciente publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), dos científicos especializados en plantas, Stuart Sopp y Rubén Valbuena, de la Universidad de Bangor en el Reino Unido y la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas (SLU), respectivamente, han cuestionado la validez de la regla de Leonardo en la modelización de árboles.
“Muchos modelos biológicos [de árboles] se han inspirado desde entonces en la regla de Leonardo para modelar tanto las redes de ramificación exterior de las plantas como sus sistemas vasculares, a pesar de que hay pocas pruebas de que la regla se produzca de forma consistente”, explican los investigadores.
Mantener resistencia hidráulica
Los científicos describen que, para permitir un transporte eficiente de agua y nutrientes desde las raíces hasta las hojas de un árbol, el sistema vascular debe mantener una resistencia hidráulica. Sin embargo, descubrieron que llega un punto en el que la regla de los árboles ya no se ajusta a esta necesidad.
Así, según expone un comunicado de la Universidad de Bangor, para mantener la resistencia hidráulica, los canales vasculares deben cambiar sus dimensiones a medida que se extienden hacia las extremidades del árbol, lo que resulta en una mayor proporción de capilares en comparación con la masa vegetal circundante. Este patrón de crecimiento también contribuye a la eficiencia energética al minimizar el uso de carbono en la construcción del sistema vascular.
“Uno de nuestros objetivos era elaborar un coeficiente que sirviera para calcular la biomasa arbórea y el carbono de los bosques”, explica Sopp. “Este nuevo ratio ayudará a calcular la captura global de carbono por los árboles”, agrega.
Teoría de la escala metabólica
Además de mejorar nuestra comprensión de los sistemas vegetales, los investigadores afirman que su modelo revisado perfecciona la teoría de la escala metabólica, que describe cómo ciertos atributos de las plantas, como altura, biomasa, diámetro y área foliar, aumentan con su tamaño.
En última instancia, según los investigadores, estos nuevos cálculos pueden tener implicaciones importantes para la medición de la captura de carbono por parte de los árboles y su respuesta a la sequía y el cambio climático, especialmente en el caso de árboles de gran tamaño.
“Aunque es un gran ‘consejo’ para artistas, que es lo que pretendía da Vinci, la regla de Leonardo sobre los árboles no se sostiene a nivel micro”, concluye Valbuena.