Algunas especies de árboles retrasan la caída de las semillas porque sus conos dependen de una breve ráfaga de calor para liberarlas. Esta dependencia del calor durante el ciclo de producción de semillas se denomina «serotinia» y se convierte en un desencadenante del calor para la caída de semillas que puede tardar décadas en producirse. El fuego natural tiene que ocurrir para completar el ciclo de la semilla. Aunque la serotinia está causada principalmente por el fuego, hay otros desencadenantes de la liberación de semillas que pueden actuar conjuntamente, como el exceso periódico de humedad, las condiciones de aumento del calor solar, la desecación atmosférica y la muerte de la planta madre.
Los árboles que tienen una tenencia serótina en Norteamérica incluyen algunas especies de coníferas, como el pino, el abeto, el ciprés y la secuoya. Los árboles serotinos del hemisferio sur incluyen algunas angiospermas como el eucalipto en zonas propensas a los incendios de Australia y Sudáfrica.
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El proceso de serotinización
La mayoría de los árboles dejan caer sus semillas durante y justo después del periodo de maduración. Los árboles serotinos almacenan sus semillas en el dosel a través de conos o vainas y esperan un desencadenante ambiental. Este es el proceso de la serotinia. Los arbustos del desierto y las plantas suculentas dependen de las lluvias periódicas para la caída de las semillas, pero el desencadenante más común de los árboles serotinos es el fuego periódico. Los incendios periódicos naturales se producen en todo el mundo, y por término medio, entre 50 y 150 años.
Con los incendios periódicos naturales provocados por relámpagos durante millones de años, los árboles evolucionaron y desarrollaron la capacidad de resistir el alto calor y, finalmente, empezaron a utilizar ese calor en su ciclo de reproducción. La adaptación de una corteza gruesa y resistente a las llamas aisló las células internas del árbol a la llama directa y utilizó el calor indirecto ascendente del fuego en los conos para dejar caer las semillas.
En las coníferas serótinas, las escamas de los conos maduros se cierran naturalmente con resina. La mayoría de las semillas (pero no todas) permanecen en el dosel hasta que los conos se calientan a 122-140 grados Fahrenheit (50-60 grados Celsius). Este calor derrite el adhesivo de resina, las escamas del cono se abren para exponer las semillas, que luego caen o derivan después de varios días a un lecho de plantación quemado pero fresco. En realidad, estas semillas se desarrollan mejor en el suelo quemado que tienen a su disposición. El lugar proporciona una competencia reducida, mayor luz, calor y un aumento a corto plazo de los nutrientes en la ceniza.
La ventaja del dosel
El almacenamiento de semillas en el dosel aprovecha la ventaja de la altura y la brisa para distribuir las semillas en el momento adecuado en un lecho de siembra bueno y despejado, en cantidades suficientemente saciantes para los bichos que comen semillas. Este efecto de «masting» aumenta el suministro de alimento de semillas de los depredadores hasta la sobreabundancia. Con esta abundancia de semillas recién añadidas, junto con unos índices de germinación adecuados, crecerán más plántulas de las necesarias cuando las condiciones de humedad y temperatura sean estacionalmente medias o mejores.
Es interesante observar que hay semillas que caen anualmente y no forman parte de la cosecha inducida por el calor. Esta «fuga» de semillas parece ser una póliza de seguro natural contra los raros fracasos de las semillas cuando las condiciones son adversas justo después de una quema y dan lugar a un fracaso total de la cosecha.
Piriscencia
La piriscencia es a menudo una palabra mal empleada para la serotonía. La piriscencia no es tanto un método inducido por el calor para la liberación de semillas de las plantas, como la adaptación de un organismo a un entorno propenso al fuego. Es la ecología de un entorno en el que los incendios naturales son habituales y en el que las condiciones posteriores al incendio ofrecen las mejores tasas de germinación de semillas y de supervivencia de las plántulas para la especie que se adapta.
Un gran ejemplo de pirosis puede encontrarse en un ecosistema forestal de pino de hoja larga del sureste de Estados Unidos . Este hábitat, antaño grande, está reduciendo su tamaño a medida que el fuego queda cada vez más excluido al cambiar los patrones de uso del suelo.
Aunque el Pinus palustris no es una conífera serótina, ha evolucionado para sobrevivir produciendo plántulas que pasan por una «etapa de hierba» protectora. El brote inicial estalla en un breve brote de crecimiento tupido y, con la misma rapidez, detiene la mayor parte del crecimiento superior. En los años siguientes, el árbol de hoja larga desarrolla una importante raíz pivotante junto con densos mechones de agujas. Una reanudación compensatoria del crecimiento rápido vuelve al pino joven alrededor de los siete años.