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La investigación dendroecológica se basa en diversas características de los anillos de crecimiento en los árboles, tanto anuales como de otro tipo. La dendrocronología de la disciplina "precursora" se estableció utilizando variaciones de ancho de anillo como parámetro para simplemente fechar los anillos y, como resultado, establecer cronologías largas. Por lo tanto, otras características múltiples, como variaciones de densidad, concentraciones isotópicas o características anatómicas de la madera, se utilizan para correlacionar anillos individuales o su estructura y contenido con parámetros ambientales para comprender mejor el impacto de las condiciones ambientales en el crecimiento de los árboles a lo largo del tiempo.
La dendroecología, así como la dendroclimatología, ha ganado importancia en la investigación ambiental, principalmente en la reconstrucción de condiciones climáticas pasadas 1,2,3. Para ello, los anillos de innumerables árboles tienen que ser analizados en detalle. Aunque existen algunas técnicas para determinar el ancho y la densidad de los anillos de los árboles (por ejemplo, mediante tecnología de onda acústica4 o resistencia de perforación5,6), hasta la fecha, no existe un método confiable "no destructivo" para extraer las características de los anillos de los árboles. Para análisis muy detallados de las características de los anillos dentro de un árbol, o para estimar el incremento del área basal, sería mejor cortar discos de los árboles de interés7. Esto requeriría cortar todos los árboles potenciales de interés para análisis específicos. Teniendo en cuenta la gran cantidad de árboles analizados en todo el mundo cada año, esta estrategia de muestreo no es factible. Independientemente de desperdiciar una cantidad increíble de recursos, esta estrategia es simplemente demasiado costosa. Debido a esto, el uso de descorchos incrementales se ha establecido como una técnica de muestreo estándar en la investigación de anillos de árboles8. El uso de descorsadores incrementales permite una extracción mínimamente invasiva de núcleos de madera de tallos, partiendo de la corteza y alcanzando (en casos óptimos) la médula del árbol9.
Aunque la extracción de muestras causa una lesión en el tallo, un agujero con un diámetro de ~ 1 cm, los árboles pueden cerrar esta herida a través de una mayor formación de madera en las proximidades del orificio del núcleo. Una desventaja, aparte del agujero en sí, es la aparición de una "zona de compartimentación", un área alrededor del agujero donde las células se llenan de fenoles para evitar la posible propagación de hongos a partir del agujero10,11. Hasta donde sabemos, todavía no hay evidencia de que el incremento de la extracción de muestras cause un aumento significativo de la frecuencia de descomposición de los árboles, al menos en bosques de gran elevación no perturbados para Picea abies12 y varias especies de madera dura en un bosque templado13.
Aunque este estándar de muestreo se ha aplicado durante décadas en todo el mundo, aún quedan algunos problemas. Uno de ellos es el hecho de que los núcleos tienen que ser tomados a mano sin ningún tipo de soporte mecánico, lo que lleva mucho tiempo y es bastante agotador después de un tiempo. Para facilitar el muestreo, se han probado varias estrategias (más o menos practicables), como el uso de motosierras equipadas con un descorcho en lugar de la cadena14,15,16,17. Se prefería el uso de motosierras a los taladros porque estos últimos no eran lo suficientemente potentes; Sin embargo, esta idea no se hizo popular debido al gran peso de la motosierra y el combustible requerido.
En los últimos años, las técnicas anatómicas de madera han evolucionado significativamente y se han integrado en estudios dendroecológicos18,19. Sin embargo, la capacidad de analizar los parámetros anatómicos de la madera durante largos períodos cortando microsecciones de núcleos incrementales resultó en problemas inesperados. Con frecuencia, las microsecciones tomadas de los núcleos se rompían en pequeños pedazos, lo que hacía imposible producir cortes coherentes (Figura 1). Este problema fue causado por la técnica manual de extracción de árboles y descorchadores desfilados. La tensión mecánica ejercida sobre la madera durante la extracción de muestras dio lugar a micro grietas dentro del núcleo. Estas micro grietas nunca se notaron durante el examen macroscópico de los núcleos de incremento, y por lo tanto nunca presentaron un problema.
La extracción manual de testigos se realiza colocando el mango en el extremo posterior del descorchador, presionando la punta con el hilo contra el vástago y comenzando a girar el mango hasta que el descorchador haya perforado un poco más de la mitad del diámetro del vástago. Al hacer esto, la punta del descorcho está (obviamente) fijada en el vástago, pero el extremo posterior del descorchador girado por el mango siempre se mueve hacia los lados o hacia arriba y hacia abajo, al menos hasta que el cabezal de perforación esté completamente atornillado en el tronco, dando más orientación y estabilidad al descorchador. Como resultado de la alta presión y el movimiento del corer, los núcleos incrementales se distorsionan con frecuencia en el más externo ~5 cm (Figura 1). Incluso si la fricción durante el giro se reduce al mínimo, otro proceso está ejerciendo tensión en el núcleo de incremento dentro del corer. La extracción manual de muestras no permite un movimiento continuo del filo del descorchador dentro del vástago. Uno puede hacer un máximo de una vuelta completa, antes de tener que detenerse para cambiar el agarre, y luego continuar perforando. Cada vez que se reinicia la rotación, el núcleo se tuerce ligeramente hasta que se supera la fricción y el taladro gira de nuevo. Estas tensiones mecánicas potencialmente causan grietas microscópicas en la estructura de los núcleos.
Esta tensión mecánica aumenta incluso cuando el filo del descorchador no está afilado. Un signo visible para un destapador desenfocado es una superficie de núcleo desigual, que muestra muchas grietas a lo largo de toda su extensión20 (Figura 2). La frecuencia de afilado depende de la densidad de los árboles a ser desnudos y los minerales o arena presentes en la corteza del árbol a ser desnudos. En una nota general, uno no debe asumir que los nuevos descorches son agudos. Hasta la fecha, el afilado de un descorchador casi nunca se realiza en el campo debido a la dificultad del mismo, ya que esto se tiene que hacer a mano y requiere mucha experiencia11,20.
En resumen, la extracción manual de muestras y los bordes de corte desafilados dan como resultado micro grietas que ocurren en los núcleos tomados. Hasta la fecha, estos problemas no han sido analizados sistemáticamente, ni se han hecho intentos para encontrar soluciones. Este artículo presenta un protocolo para superar estos obstáculos comparando la técnica de extracción manual de muestras con la aplicación de una nueva técnica. Proponemos utilizar un taladro inalámbrico equipado con un adaptador especial para un descorchador de incremento. Presentamos en qué medida se minimizan los problemas al extraer muestras de un árbol, así como el efecto de la extracción continua de muestras mecánicas en la preparación de microsecciones largas. Este protocolo incluye la preparación de microsecciones largas utilizando una cinta soluble en agua como ayuda de soporte y un procedimiento para afilar los descorchadores en el campo.