Una planta que ha vivido en la Tierra durante más de 400 millones de años produce agua que parece provenir del espacio

El agua obtenida del interior del tallo hueco de una planta del género Equisetum, conocida como cola de caballo, ha mostrado la firma isotópica de oxígeno más inusual registrada hasta la fecha en cualquier material cuyo origen se encuentra en la Tierra. Este hallazgo amplía el rango químico conocido del agua terrestre y obliga a replantear cómo ciertos organismos vegetales, restos fósiles e incluso entornos áridos pueden conservar señales del proceso de evaporación y del clima a lo largo del tiempo.

A lo largo del tallo de la cola de caballo, el agua asciende desde la base hacia las zonas superiores, y en ese recorrido su composición isotópica de oxígeno cambia de forma progresiva. A través del análisis de muestras tomadas en distintos puntos del tallo, el doctor Zachary Sharp, de la Universidad de Nuevo México, observó que la planta va enriqueciendo de manera continua el oxígeno pesado a medida que la humedad se pierde hacia el aire seco. Los valores, que en la base se mantenían dentro de los rangos habituales, aumentaban gradualmente hasta alcanzar en la parte superior niveles sin precedentes en registros terrestres.

La planta mas enigmática de la Tierra

La evaporación extrae agua del tallo incluso mientras asciende, antes de llegar a las zonas más ramificadas de la planta. A medida que el agua se desplaza por las paredes internas del tallo, las moléculas más ligeras se pierden primero hacia el aire, mientras que las que contienen oxígeno más pesado permanecen, concentrándose progresivamente. Cada tramo superior parte ya de un agua ligeramente modificada, que vuelve a enriquecerse al seguir perdiendo vapor, generando así un gradiente cada vez más marcado hacia el extremo de la planta. El viento seco y las altas temperaturas pueden intensificar este proceso, lo que ayuda a explicar ciertas anomalías detectadas en plantas de ambientes áridos.

El oxígeno como indicador químico permite a los científicos rastrear el origen del agua y los cambios que ha sufrido esta planta en la Tierra. En cada muestra coexisten distintos isótopos de oxígeno, es decir, variantes del mismo elemento con diferente masa. Durante la evaporación, los isótopos más ligeros se liberan con mayor facilidad, dejando una firma enriquecida en los más pesados. Sin una interpretación adecuada, estas señales pueden llevar a conclusiones erróneas sobre la humedad real de un ecosistema, ya sea una planta, un suelo o un registro fósil.

El equipo de Zachary Sharp analizó tres señales isotópicas de forma simultánea, observando cómo variaban a lo largo del tallo de esta planta que existe en la Tierra desde hace 400 millones de años. Este enfoque permitió comparar patrones con mayor precisión, ya que el oxígeno pesado es relativamente escaso y puede pasar desapercibido si se mide de forma aislada. Al combinar las tres señales, los investigadores pudieron poner a prueba modelos más complejos sobre la interacción entre el agua y las plantas en condiciones reales.

La cola de caballo, perteneciente al género Equisetum, tiene un linaje que se remonta a cientos de millones de años, lo que las convierte en una de las familias vegetales más antiguas. En el estudio, la concentración de oxígeno pesado aumentó de forma drástica desde la base hasta la punta del tallo, alcanzando valores nunca antes observados en una planta viva. El propio investigador llegó a señalar que, de encontrar una muestra similar fuera de contexto, podría confundirse con material de origen extraterrestre.

Dentro de los tejidos de la planta, la sílice forma estructuras microscópicas conocidas como fitolitos, que se pueden preservar mucho tiempo después de la muerte del organismo. A partir de estos resultados, el equipo ajustó ciertos parámetros de los modelos que describen la evaporación en plantas, mejorando su precisión en condiciones de aire seco. Esto ayuda a explicar lecturas anómalas detectadas previamente en ecosistemas áridos, donde la evaporación es especialmente intensa.

El estudio abre una nueva vía para reconstruir climas antiguos. «Ahora podemos empezar a reconstruir las condiciones de humedad y clima de los entornos que existían cuando los dinosaurios poblaban la Tierra», afirmó Sharp según earth.com. El estudio, publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, supone un avance significativo en la comprensión de estos procesos. A partir de estos resultados, los investigadores están explorando la posibilidad de encontrar patrones similares en otras especies vegetales y en distintos entornos, especialmente en zonas desérticas.

La paleoclimatología se apoya precisamente en este tipo de señales químicas presentes en los fósiles para reconstruir cómo eran la humedad, la temperatura y las condiciones ambientales de la Tierra en la antigüedad.Por ejemplo, durante el Plioceno temprano, hace aproximadamente entre 3 y 5 millones de años, la temperatura media global era alrededor de 1 ºC superior a la actual. Estas condiciones favorecieron la desaparición de diversas especies. Algunos estudios plantean que escenarios similares podrían repetirse si el calentamiento global actual continúa avanzando.