Metodología

La elección de una especie arbórea, y de un individuo que la represente, es inevitablemente una cuestión de compromiso. Por supuesto, buscamos árboles viejos, grandes y llenos de epífitas entre las especies arbóreas representativas del bosque circundante, pero también tuvimos que tener en cuenta otros criterios de selección. En particular, la accesibilidad, que determina el tiempo útil de trabajo diario, la eficacia de las colectas y, por tanto, el tiempo necesario para completar el inventario del árbol.

Tras varias misiones de exploración en Perú y Colombia, nuestra primera elección fue un enorme ejemplar de Dussia tessmannii (50 m de altura) situado a 400 m de altitud en un bosque de piedemonte de la cordillera de los Andes, en el Parque Nacional del Río Abiseo, en Perú. Después de este estudio sobre un árbol a baja altitud, queríamos obtener una imagen de la biodiversidad asociada a un árbol situado a mayor altitud, donde la diversidad de plantas epífitas se considera máxima en la literatura científica. A partir de un encuentro con el Dr. Damien Catchpole, titular del récord del número de epífitas encontradas en un árbol, y de una visita al Parque Nacional Yanachaga-Chemillén, seleccionamos el árbol inventariado por Catchpole en 2003 para que sirviera de segundo sujeto de estudio del programa Life On Trees. El árbol, un individuo de 32 m de altura de Ficus americana subsp. andicola, se encuentrá a 2450 m sobre el nivel del mar en el valle de San Alberto, en Perú. El tercer árbol del programa se encuentra a una altitud intermedia, 850m, en el bosque de la reserva privada La Isla Escondida en el departamento de Putumayo en Colombia. Se trata de un ejemplar de 40 m de la especie Brosimum utile.

La instalación y gestión del sistema de acceso a los árboles seleccionados está a cargo de la asociación AccèsCimes, que pone a disposición del programa escaladores de árboles profesionales, quienes han implementado con éxito un nuevo sistema para facilitar los ascensos. Consiste en un juego de poleas y un cabrestante acoplado a un motor eléctrico. Este sistema permite ser izado sin esfuerzo hasta un punto central de la copa. Las cuerdas de traslación se colocan en las ramas altas para efectuar traslados de un sector a otro de la copa sin tener que bajar al suelo.

Aparte del tronco, por el que los participantes inexpertos pueden desplazarse verticalmente utilizando un equipo básico de escalada, la mayor parte del árbol sólo es accesible para los escaladores experimentados, capaces de moverse en tres dimensiones. Por tanto, la gran mayoría de las prospecciones y recolecciones en la copa, desde su centro hasta los extremos de las ramas, no las realizan directamente los investigadores, sino los escaladores de árboles. Su papel es, por tanto, crucial para recolectar los organismos objeto de estudio en un entorno complejo. Por tal motivo, se instaló una plataforma circular de 2,5 m de diámetro en el corazón de la copa. Esta ofrece un lugar seguro y cómodo para estacionarse y permite a los científicos guiar a los escaladores en su recolección.

Dado que la mayor parte de la colecta de los datos corre a cargo de un reducido número de escaladores de árboles profesionales, es difícil llevar a cabo varias actividades al mismo tiempo en la copa del árbol, por lo que no tiene sentido tener a demasiadas personas colectando al mismo tiempo. Además, algunos protocolos llevan más tiempo que otros y no todos son compatibles entre sí. El estudio de un árbol requiere por tanto varias salidas de campo, realizadas por pequeños grupos de expertos. Repartir las expediciones de colecta a lo largo de un año, en diferentes estaciones, también aumenta las probabilidades de encontrar diferentes conjuntos de especies, así como de encontrar plantas con flores, elementos esenciales para su identificación.

Dentro de un árbol, las condiciones del hábitat varían drásticamente desde el suelo hasta la periferia de la copa. Por lo tanto, es necesario muestrear utilizando un método que tenga en cuenta la variedad de ambientes -en particular, la presencia de humus acumulado en las ramas- y las condiciones microclimáticas -humedad relativa del aire, temperatura e intensidad lumínica- que determinan la distribución de las especies en el árbol.
En el marco del programa Life On Trees, y basándonos en la experiencia adquirida durante misiones similares en bosques tropicales, realizamos un muestreo estratificado de la fauna y la flora para abarcar todos los hábitats disponibles. Dividimos los árboles en seis alturas, utilizando el esquema de zonificación de Johansson para guiar el muestreo.

Si bien es concebible un inventario exhaustivo de las especies en la parte basal del árbol, su altura, complejidad estructural y el volumen de su copa hacen imposible un inventario completo. Sólo la aplicación de un método normalizado puede dar una imagen representativa de la composición de las especies asociadas a él. Son necesarios varios protocolos de muestreo, en función de los grupos de organismos a los que se dirija, para estimar la riqueza total de especies en el árbol.

Para los grupos anclados al árbol, tales como pequeños organismos, briófitos (musgos) o líquenes (una asociación de algas y hongos), es posible realizar un «muestreo por sondeo» tomando muestras de todos los organismos en pequeñas zonas (cuadrantes) de tamaño equivalente distribuidas por todo el árbol. A continuación, se pueden hacer extrapolaciones para obtener una imagen realista del número de especies y de su distribución.

En el caso de las plantas más grandes, como las orquídeas y los helechos, que son menos numerosas en términos de especies y aún menos en términos de individuos, hemos preferido tomar muestras de pequeños grupos de epífitas con su sustrato. Todas las plantas, animales y materia orgánica descompuesta de estas agrupaciones se llevaron al laboratorio de campo. Estas agregaciones proporcionaron así abundante material para diferentes protocolos y para el estudio de diferentes grupos objetivo.

Para los hongos endofíticos, que completan todo su ciclo en el interior del árbol, tomamos muestras de madera y hojas desde la base hasta la copa del árbol. También se estudiaron los hongos endofíticos de las hojas y raíces de las plantas epífitas. Las muestras de madera y los trozos de hojas y raíces se conservaron en una solución que preserva el ADN o se cultivaron para aislar cepas puras cuyo ADN se secuenciará después.

De los invertebrados, los artrópodos (principalmente insectos) constituyen el grupo más diverso. Para ser eficaces y tener una representación global de la artropofauna ligada a los árboles estudiados, cada grupo debe recolectarse utilizando sus propias técnicas.

En el caso de los vertebrados, los especialistas en murciélagos y aves realizan observaciones directas a distintas horas del día y la noche en las copas de los árboles y en las inmediaciones de los árboles de estudio. Estas observaciones se complementan con el estudio del ADN ambiental procedente de los depósitos de materia orgánica contenidos en las bromelias. Los árboles del programa albergan numerosas bromelias que retienen agua entre sus hojas. Estos reservorios de agua llamados fitotelmas forman un pequeño ecosistema dentro del propio ecosistema arbóreo. El contenido acuático de estas bromeliáceas alberga una gran variedad de organismos y es de interés para varios científicos del programa Life On Trees. Su contenido se recoge, filtra y conserva para su posterior estudio.
Aunque las especies que albergan sólo estén secundariamente asociadas al árbol que las sustenta, queremos estudiar toda la biodiversidad que puede albergar un árbol. También es probable que los diferentes microclimas generados por el árbol influyan en la composición de estas comunidades acuáticas en función del lugar de la copa en el que se encuentren.

En la medida de lo posible, y excluyendo las recolecciones oportunistas, los especímenes y las muestras se geolocalizan en el árbol. De este modo podemos seguir su posición y situar algunas de las muestras en una imagen tridimensional obtenida mediante la técnica LIDAR (Laser Imaging Detection And Ranging).

Para cuantificar con precisión la estructura de nuestros árboles de estudio, generamos gemelos digitales tridimensionales utilizando tecnología LiDAR.

El LiDAR (Laser imaging Detection And Ranging) es una tecnología de teledetección de corto alcance que puede medir distancias y crear representaciones tridimensionales detalladas de objetos y entornos. Cuando se emite un pulso láser, el dispositivo mide el tiempo transcurrido entre su emisión y su rebote tras chocar con una superficie. Analizando el tiempo de retorno de los pulsos láser, los sistemas LiDAR pueden calcular con precisión la distancia de objetos o superficies.

El escaneado láser terrestre (TLS), en el que se utiliza un escáner desde el suelo, se utiliza actualmente como tecnología punta para captar con gran precisión la estructura de los bosques tropicales. El TLS utiliza generalmente un escáner láser para escanear árboles desde varios ángulos desde el suelo. En los bosques tropicales, las copas de los árboles pueden alcanzar alturas de 50 m o más. Debido a la gran distancia entre el escáner y la copa del árbol, incluso los mejores escáneres láser tienen dificultades para obtener una imagen clara de la parte superior del dosel. En el caso de estos grandes árboles, los datos son limitados y adolecen de numerosas lagunas, ya que sus partes superiores suelen estar enmascaradas por obstáculos (ramas, follaje) situados por debajo.

Para superar esta limitación del TLS, en el programa Life On Trees estamos explorando la cantidad de información 3D adicional que puede obtenerse tomando exploraciones en el interior de la copa del árbol. De este modo, podemos caracterizar la estructura tridimensional de la vegetación del árbol, incluidas las hojas y las plantas epífitas que crecen en él.