La cubierta forestal y la escorrentía están influenciadas por las temperaturas bajo cero al final de la Edad de Hielo Paleozoica, encuentra un estudio

Una nueva investigación realizada por el estudiante de doctorado en biología de la Universidad de Baylor William J. Matthaeus y el profesor de biología Joseph White, Ph.D., examinan cómo la intolerancia a las heladas de las plantas ha afectado la cubierta forestal y la hidrología durante el período de Pensilvania, hace aproximadamente 340-285 millones de años durante la Era Paleozoica, proponiendo mejoras a las proyecciones climáticas para el pasado y el futuro con datos sobre la función de la planta.

Este proyecto altamente interdisciplinario y colaborativo incluyó al investigador postdoctoral en geología de Baylor, Jon Richey, así como a climatólogos, geólogos y paleobotánicos de varias otras instituciones americanas y europeas.

El estudio, publicado en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, sugiere que la congelación de plantas habría limitado la distribución geográfica de la cubierta forestal en el supercontinente Pangea. Durante este tiempo, hubo ciclos glacial-interglaciares y períodos prolongados de bajas temperaturas. Dependiendo de los límites de Congelar-La fisiología de las plantas tolerantes, las temperaturas mínimas de congelación probablemente limitaron la capacidad de supervivencia de las plantas arbóreas.

“Las plantas pueden decirnos cosas sobre cuándo y dónde crecieron porque las plantas tienen necesidades básicas, al igual que las personas. Pero debido a que las plantas no pueden moverse para obtener lo que necesitan, tienen que construir sus ‘cuerpos’ para funcionar bien en donde crecen “, dijo Matthaeus.” Por esta razón, los fósiles de plantas contienen información sobre cómo funcionan estas plantas, pero también sobre las condiciones en las que se enfrentaron incluso hace 300 millones de años “.

La baja cobertura forestal ha aumentado la escorrentía superficial de agua dulce y sedimentos en algunas áreas. La escorrentía inducida por las heladas cambió drásticamente entre las edades de hielo y los interglaciares en Pangea, y puede haber dado lugar a diferencias específicas de ubicación en los niveles de minerales, sedimentos, materia orgánica y nutrientes en la escorrentía. Agua dulce en ambientes marinos ribereños, ribereños y costeros .

Los investigadores combinaron el modelado climático y el modelado de procesos de ecosistemas para simular la vegetación arbórea al final de la Edad de Hielo Paleozoica. Dado que las proyecciones de modelos climáticos globales existentes no tienen en cuenta las diferencias en los rasgos funcionales de las plantas entre las plantas contemporáneas y paleozoicas, los investigadores utilizaron datos de rasgos de plantas derivados de fósiles para simular los procesos del ecosistema global.

“Incluso con la muestra limitada del registro fósil utilizado aquí, las pistas sobre el impacto de la congelación en comunidades de plantas de 300 millones de años son evidentes. Combinamos la inferencia fósil sobre la función de la planta con el modelado del clima global de la planta para From Earth to Life. Este es un par de disciplinas esenciales para armar el rompecabezas de la historia natural ”, dijo Matthaeus.

La modelización del clima global ha demostrado que las temperaturas bajo cero son casi globales y probablemente un factor limitante en la distribución de la cubierta forestal, incluso en algunos sujetos. Menos del 25% de la tierra no glaciar que podría soportar la vegetación permaneció por encima del punto de congelación durante todo el año. Los investigadores sugieren que la exposición generalizada y repetida de las plantas a temperaturas bajo cero durante el Pensilvania influyó en la evolución de aspectos notables de la fisiología vegetal en el Paleozoico posterior.

“Los modelos climáticos se utilizan normalmente para estudiar las tendencias de la temperatura promedio en escalas de tiempo mensuales o más largas en el pasado de la Tierra. Sin embargo, este enfoque ignora las temperaturas extremas que se sabe que son críticas para el funcionamiento y la supervivencia de las plantas en la actualidad. Un nuevo aspecto de este estudio es que nos estamos enfocando en los cambios de temperatura diarios simulados por modelos que las plantas probablemente soportaron durante el Pensilvania ”, dijo Sophia I. Macarewich, coautora y estudiante de doctorado en paleoclimatología y computación científica en la Universidad de Michigan. .

La incorporación de datos paleobotánicos derivados de fósiles en el modelado climático en tiempo profundo puede mejorar las proyecciones y la comprensión de los sistemas terrestres pasados, así como contribuir a futuros modelos de cambio climático, dicen los autores.

“Un mayor desarrollo de estos métodos puede servir como un puente para comprender los fundamentos de los ecosistemas globales a través del pasado antiguo de la Tierra. Al comprender cómo han funcionado las cosas a lo largo de la historia natural, tenemos una mejor oportunidad de comprender nuestro propio futuro”, dijo Matthaeus.

White considera que el estudio fortalece a Baylor como líder en el campo, especialmente en lo que respecta a los estudios de doctorado y el rendimiento académico.

“El éxito del Sr. Matthaeus puede atribuirse a su mente intrínsecamente inquisitiva y sus excepcionales habilidades informáticas que, junto con sus títulos universitarios en biología evolutiva y matemáticas, le proporcionaron una mente preparada para tener éxito en la resolución de una cuestión tan difícil”. declarar. “También es extremadamente culto y se ha beneficiado de la interacción directa con expertos en la disciplina, muchos de los cuales son sus coautores, además de la tutoría de otros profesores de Baylor como el paleobotánico Dr. Dan Peppe, profesor asociado de geociencias, y el Dr. . Bernd Zechmann, director y profesor asociado de investigación del Centro de Microscopía e Imágenes “.