Adaptaciones al fuego

Las adaptaciones al fuego son rasgos de las plantas y los animales que les ayudan a sobrevivir a los incendios forestales o a utilizar los recursos creados por ellos. Estos rasgos pueden ayudar a las plantas y los animales a aumentar sus tasas de supervivencia durante un incendio y/o a reproducir descendencia después de un incendio. Tanto las plantas como los animales tienen múltiples estrategias para sobrevivir y reproducirse después de un incendio. Las plantas en ecosistemas propensos a los incendios forestales a menudo sobreviven mediante adaptaciones a su régimen de incendios local . Dichas adaptaciones incluyen protección física contra el calor, mayor crecimiento después de un incendio y materiales inflamables que fomentan el fuego y pueden eliminar la competencia .

Por ejemplo, las plantas del género Eucalyptus contienen aceites inflamables que fomentan el fuego y hojas esclerófilas duras para resistir el calor y la sequía, asegurando su dominio sobre especies menos tolerantes al fuego. ^{[1] [2]} La corteza densa, el desprendimiento de las ramas inferiores y el alto contenido de agua en las estructuras externas también pueden proteger a los árboles del aumento de las temperaturas. ^[3] Las semillas resistentes al fuego y los brotes de reserva que brotan después de un incendio fomentan la preservación de las especies, como lo encarnan las especies pioneras . El humo, la madera carbonizada y el calor pueden estimular la germinación de las semillas en un proceso llamado serotinia . ^[4] La exposición al humo de las plantas en llamas promueve la germinación en otros tipos de plantas al inducir la producción de butenolida naranja . ^[5]

A diferencia de los animales, las plantas no pueden moverse físicamente durante un incendio. Sin embargo, tienen sus propias formas de sobrevivir a un incendio o recuperarse después de un incendio. Las estrategias se pueden clasificar en tres tipos: resistir (las partes que están sobre el suelo sobreviven al fuego), recuperarse (evadir la mortalidad mediante la brotación) y reclutar (germinación de semillas después del incendio). El fuego cumple una función de filtro que puede seleccionar diferentes rasgos de respuesta al fuego. ^[6]

El fuego afecta a las plantas más directamente a través del daño por calor. Sin embargo, nuevos estudios indican que la falla hidráulica mata a los árboles durante un incendio además de quemarlos. La alta temperatura corta el suministro de agua al dosel y causa la muerte del árbol ^{[ cita requerida ]} . Afortunadamente, la corteza gruesa puede proteger a las plantas porque mantiene los tallos alejados de las altas temperaturas. ^[6] Bajo la protección de la corteza, el tejido vivo no tendrá contacto directo con el fuego y aumentará la tasa de supervivencia de las plantas. La resistencia al calor es una función de la difusividad térmica de la corteza (una propiedad de la especie) y el grosor de la corteza (que aumenta exponencialmente con el grosor de la corteza). ^[7] La ​​corteza gruesa es común en especies adaptadas a regímenes de incendios superficiales o de baja severidad. Por otro lado, las plantas en regímenes de incendios de copa o de alta severidad generalmente tienen cortezas más delgadas porque no tiene sentido invertir en una corteza gruesa sin que confiera una ventaja en la supervivencia. ^[6]

La autopoda es otra característica de las plantas para resistir los incendios. Las ramas que se autopodan pueden reducir la posibilidad de que el fuego superficial llegue al dosel, ya que se eliminan los combustibles de escalera. Las ramas que se autopodan son comunes en regímenes de incendios superficiales o de baja severidad. ^[6]

Las yemas epicórmicas son yemas latentes debajo de la corteza o incluso más profundamente. ^[8] Las yemas pueden volverse activas y crecer debido al estrés ambiental, como el fuego o la sequía. ^[9] Esta característica puede ayudar a las plantas a recuperar sus copas rápidamente después de un incendio. Por ejemplo, los eucaliptos son conocidos por esta característica. La corteza puede ser removida o quemada por incendios severos, pero las yemas aún pueden germinar y recuperarse. Esta característica es común en regímenes de incendios superficiales o de baja severidad. ^[6]

No todas las plantas tienen corteza gruesa y yemas epicórmicas. Pero para algunos arbustos y árboles, sus yemas se encuentran debajo del suelo, que pueden volver a brotar incluso cuando los tallos mueren por el fuego. ^[6] Los lignotubérculos , estructuras leñosas alrededor de las raíces de las plantas que contienen muchas yemas latentes y nutrientes como el almidón, son muy útiles para que las plantas se recuperen después de un incendio. ^{[10] [11]} En caso de que el tallo haya sido dañado por un incendio, las yemas brotarán formando brotes basales . Las especies con lignotubérculos se ven a menudo en regímenes de incendios de copa o de alta severidad (por ejemplo, chamise en chaparral ).

La propagación clonal suele desencadenarse por incendios y otras formas de eliminación de tallos que se encuentran por encima del suelo. Los brotes de la planta madre pueden convertirse en brotes basales o retoños a partir de raíces que se encuentran a cierta distancia de la planta. El álamo temblón y las secuoyas californianas son dos ejemplos de propagación clonal. ^[6] En las comunidades clonales, todos los individuos se desarrollaron vegetativamente a partir de un único ancestro en lugar de reproducirse sexualmente. Por ejemplo, Pando es una gran colonia clonal de álamos temblones en Utah que se desarrolló a partir de un único árbol de álamo temblón. Actualmente hay más de 40.000 troncos en esta colonia, y el sistema de raíces tiene unos 80.000 años. ^{[12] [13]}

La serotinia es una estrategia de dispersión de semillas en la que la diseminación de las semillas es estimulada por desencadenantes externos (como incendios) en lugar de por la maduración natural. ^[14] Para las plantas serotínicas, las semillas están protegidas por estructuras leñosas durante los incendios y germinarán después del incendio. Este rasgo se puede encontrar en géneros de coníferas tanto en los hemisferios norte como sur, así como en familias de plantas con flores (por ejemplo, Banksia ). La serotinia es un rasgo típico en los regímenes de incendios de copa o de alta severidad. ^[6]

Muchas especies persisten en un banco de semillas del suelo de larga duración y se estimulan para germinar mediante escarificación térmica o exposición al humo.

Una estrategia menos común es la floración estimulada por fuego .

Las especies con una capacidad muy alta de dispersión por el viento y producción de semillas suelen ser las primeras en llegar después de un incendio u otra alteración del suelo. Por ejemplo, la epilobio es común en las zonas quemadas del oeste de los Estados Unidos.

El régimen de incendios ejerce un fuerte filtro sobre las especies vegetales que pueden existir en una localidad determinada. ^[6] Por ejemplo, los árboles en regímenes de alta severidad suelen tener corteza delgada, mientras que los árboles en regímenes de baja severidad suelen tener corteza gruesa. Otro ejemplo será que los árboles en regímenes de incendios superficiales tienden a tener brotes epicórmicos en lugar de brotes basales. Por otro lado, las plantas también pueden alterar los regímenes de incendios. Los robles, por ejemplo, producen una capa de hojarasca que ralentiza la propagación del fuego, mientras que los pinos crean una capa de hojarasca inflamable que aumenta la propagación del fuego. ^[6] Más profundamente, la composición de las especies puede influir en los regímenes de incendios incluso cuando el clima permanece inalterado. Por ejemplo, los bosques mixtos consisten en coníferas y chaparral se pueden encontrar en las Montañas Cascade. Las coníferas arden con incendios superficiales de baja severidad, mientras que el chaparral arde con incendios de copa de alta severidad. ^[15] Irónicamente, algunos árboles pueden "utilizar" los incendios para ayudarlos a sobrevivir durante las competiciones con otros árboles. Los pinos, por ejemplo, pueden producir capas de hojarasca inflamable, que les ayudan a aprovecharse durante la competencia con otras especies menos adaptadas al fuego. ^[6]

Se cree que las praderas en Sabah occidental , los bosques de pinos de Malasia y los bosques de casuarina de Indonesia son el resultado de períodos anteriores de incendios. ^{[16] La hojarasca de madera muerta} de chamise tiene un bajo contenido de agua y es inflamable, y el arbusto brota rápidamente después de un incendio. ^[3] Los lirios del Cabo permanecen inactivos hasta que las llamas barren la cubierta y luego florecen casi de la noche a la mañana. ^[17] Las sequoias dependen de incendios periódicos para reducir la competencia, liberar semillas de sus conos y limpiar el suelo y el dosel para un nuevo crecimiento. ^[18] El pino caribeño en los pinares de las Bahamas se ha adaptado y depende de los incendios superficiales de baja intensidad para sobrevivir y crecer. Una frecuencia óptima de incendios para el crecimiento es cada 3 a 10 años. Los incendios demasiado frecuentes favorecen a las plantas herbáceas y los incendios infrecuentes favorecen a las especies típicas de los bosques secos de las Bahamas . ^[19]

Los estudios filogenéticos indican que los rasgos adaptativos al fuego han evolucionado durante mucho tiempo (decenas de millones de años) y estos rasgos están asociados con el medio ambiente. En hábitats con incendios superficiales regulares, especies similares desarrollaron rasgos como corteza gruesa y ramas que se podan solas. En regímenes de incendios de copa, los pinos han desarrollado rasgos como retener ramas muertas para atraer incendios. Estos rasgos son heredados de los antepasados ​​sensibles al fuego de los pinos modernos. ^[6] Otros rasgos como la serotina y la floración que estimula el fuego también han evolucionado durante millones de años. ^[6] Algunas especies son capaces de usar la inflamabilidad para establecer sus hábitats. Por ejemplo, los árboles evolucionados con rasgos que abrazan el fuego pueden "sacrificarse" durante los incendios. Pero también hacen que los incendios se propaguen y maten a sus vecinos menos inflamables. Con la ayuda de otros rasgos adaptativos al fuego como la serotina, los árboles inflamables ocuparán el espacio creado por los incendios y colonizarán el hábitat. ^{[20] [21]}

La mayoría de los animales tienen suficiente movilidad para evadir con éxito los incendios. Los vertebrados, como los grandes mamíferos y las aves adultas, suelen ser capaces de escapar de los incendios. Sin embargo, los animales jóvenes que carecen de movilidad pueden sufrir incendios y tener una alta mortalidad. Los invertebrados que viven en el suelo se ven menos afectados por los incendios (debido a la baja difusión térmica del suelo), mientras que los invertebrados que viven en los árboles pueden morir por incendios de copas, pero sobreviven a los incendios superficiales. Los animales rara vez mueren por incendios directos. De los animales muertos durante los incendios de Yellowstone de 1988, se cree que la asfixia fue la causa principal de muerte. ^[6]

Más importante aún, los incendios tienen efectos a largo plazo en el ambiente posterior a la quema. Los incendios en selvas tropicales que rara vez se queman pueden causar desastres. Por ejemplo, los incendios superficiales inducidos por El Niño en la Amazonia brasileña central han afectado gravemente los hábitats de aves y primates. ^[22] Los incendios también exponen a los animales a peligros como los humanos o los depredadores. Por lo general, en un hábitat que anteriormente tenía más especies del sotobosque y menos especies de sitios abiertos, un incendio puede reemplazar la estructura de la fauna con más especies abiertas y muchas menos especies del sotobosque. Sin embargo, el hábitat normalmente se recuperará a la estructura original. ^[23]

Así como las plantas pueden alterar los regímenes de incendios, los animales también influyen en ellos. Por ejemplo, los animales que pastan consumen combustible para los incendios y reducen las posibilidades de que se produzcan incendios en el futuro. Muchos animales desempeñan el papel de diseñadores de regímenes de incendios. Los perros de las praderas, por ejemplo, son roedores comunes en América del Norte. Son capaces de controlar los incendios al pastar pastos demasiado cortos para quemarse. ^[6]

Los incendios no siempre son perjudiciales. Las zonas quemadas suelen tener una mejor calidad y accesibilidad de los alimentos para los animales, lo que los atrae a buscar alimento en los hábitats cercanos. Por ejemplo, los incendios pueden matar árboles, y los árboles muertos pueden atraer insectos. Las aves se sienten atraídas por la abundancia de alimentos, y pueden esparcir las semillas de las plantas herbáceas. Con el tiempo, los grandes herbívoros también prosperarán. Además, los grandes mamíferos prefieren las zonas recién quemadas porque necesitan menos vigilancia por los depredadores. ^[6]

Un ejemplo de los usos del fuego por parte de los animales es el milano negro , un ave carnívora que se puede encontrar en todo el mundo. En las áreas monzónicas del norte de Australia, se dice que los incendios superficiales se propagan, incluso a través de cortafuegos previstos, quemando o quemando trozos de madera o matas de hierba que transportan, posiblemente de forma intencionada, grandes aves voladoras acostumbradas a atrapar presas expulsadas por los incendios forestales. Las especies que participan en esta actividad son el milano negro ( Milvus migrans ), el milano silbador ( Haliastur sphenurus ) y el halcón pardo ( Falco berigora ). Los aborígenes locales conocen este comportamiento desde hace mucho tiempo, incluso en su mitología . ^[24] Hasta la fecha, no existen registros claros de este comportamiento, lo que dificulta la prueba de las intenciones detrás de este comportamiento.

• Ecología del fuego
• Perturbación (ecología)