Hace cincuenta y seis millones de años, los bosques de la Tierra cruzaron un punto de inflexión. Durante uno de los episodios más intensos de calentamiento de invernadero del planeta, los densos y frondosos doseles que habían florecido comenzaron a adelgazarse. A medida que las temperaturas globales aumentaron hasta 11 grados Fahrenheit (6 grados Celsius), el calor y la sequía estresaron los bosques y mataron a grandes cantidades de árboles. Las aperturas permitieron que más luz solar llegara al suelo y alteraron el movimiento del agua a través del paisaje.

En el sur de Wyoming, los helechos ocuparon brevemente el terreno donde habían prosperado parientes de los olmos, los nogales, las metasecuoyas y los aguacates. Luego, las palmeras y otras plantas amantes del calor se extendieron hacia el norte.

En un nuevo estudio publicado en la revista Science, investigadores muestran que esos bosques de Wyoming perdieron el 60% de su dosel durante este período, conocido como el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno, o PETM, y necesitaron bastante más de 100.000 años para recuperarse. El PETM estuvo marcado por una liberación masiva de carbono hacia el sistema océano-atmósfera, y su calentamiento y recuperación juntos abarcaron aproximadamente 200.000 años. Fue el análogo natural más cercano de la Tierra al calentamiento que el mundo experimenta hoy, aunque los seres humanos están liberando dióxido de carbono aproximadamente 10 veces más rápido de lo que lo hicieron los procesos naturales del planeta en aquella época. Comprender qué les sucedió a esos bosques puede ayudar a la humanidad a reconocer umbrales similares antes de que el planeta los cruce de nuevo.

Leer el bosque a partir de hojas fósiles

Los paleobotánicos suelen utilizar fósiles vegetales para identificar qué especies vivieron alguna vez en un lugar. Los autores del estudio se propusieron responder una pregunta más difícil: ¿cómo era el bosque en sí y cómo cambió? La estructura de un bosque —sobre todo su dosel— controla la cantidad de luz que llega al suelo del bosque, así como la temperatura, el hábitat acuático y la cantidad de carbono que el bosque puede almacenar, lo que lo convierte en uno de los indicadores más claros de la función del ecosistema.

Pero, ¿cómo medir la densidad de un bosque que desapareció hace 56 millones de años? Los ecólogos miden la densidad del dosel mediante lo que se conoce como índice de área foliar. Los bosques densos con múltiples capas de hojas que interceptan la luz solar obtienen valores altos, mientras que los bosques abiertos que permiten que más luz llegue al suelo obtienen valores más bajos. Debido a que el dosel influye en la sombra, la temperatura, la pérdida de agua y la fotosíntesis, el índice proporciona una medida poderosa de la función del bosque. Hoy en día, los satélites lo miden de forma rutinaria para monitorear el estado de los bosques en todo el mundo, pero no existe un registro de este tipo para bosques que crecieron hace decenas de millones de años.

Las pistas sobre la densidad del dosel hace millones de años provinieron de cutículas vegetales microscópicas: la delgada piel externa y cerosa de las hojas, que puede sobrevivir durante millones de años en sedimentos ricos en materia orgánica. Las formas de las células epidérmicas siguen siendo visibles en estos fragmentos de hojas fósiles, y eso importa: la forma de las células refleja la cantidad de luz solar que una hoja recibió mientras crecía. Las hojas que se desarrollan en la sombra producen células más largas y alargadas a medida que se estiran hacia la luz solar; las expuestas a más sol desarrollan células más cortas y redondeadas.

Los investigadores convirtieron esa relación en una herramienta para reconstruir bosques antiguos. Para calibrarla, recolectaron suelos de bosques de Centroamérica y Sudamérica que abarcan una amplia gama de densidades de dosel. Cada puñado de suelo contiene cutículas desprendidas por muchas plantas diferentes a lo largo del dosel, lo que refleja la estructura del bosque en su conjunto, y el registro fósil conserva esta misma hojarasca fragmentada.

Comparar las formas de miles de células epidérmicas con el índice de área foliar que midieron reveló una relación notablemente fuerte: cuanto más alargadas eran las células, más denso era el dosel del bosque sobre ellas. Esa correlación permitió al equipo reconstruir la estructura de los bosques de Wyoming hace millones de años y rastrear cómo cambió con el tiempo.

Cuando los bosques alcanzan sus límites

Uno de los descubrimientos más sorprendentes fue que los bosques no entraron en el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno en declive. Justo antes de que comenzara el calentamiento rápido, los doseles alcanzaron su máxima densidad en cientos de miles de años, lo que probablemente refleja condiciones de crecimiento favorables a medida que el dióxido de carbono atmosférico comenzó a aumentar. Una teoría destacada sobre el origen de ese dióxido de carbono involucra erupciones volcánicas.

Ese florecimiento no duró. A medida que las temperaturas aumentaron, el calor y la sequía superaron los beneficios de los niveles más altos de dióxido de carbono. El dosel se adelgazó rápidamente a medida que los árboles morían, y permaneció mucho más delgado durante más de 100.000 años.

Los bosques funcionaron de manera muy diferente en este estado disminuido, y el entorno circundante sintió los efectos. Los suelos antiguos dieron paso a depósitos fluviales más gruesos, lo que sugiere que la pérdida del dosel alteró la forma en que el agua y los sedimentos se movían por la cuenca. El clima cambiante transformó el bosque, y el bosque transformó el paisaje.

Lecciones para hoy

Esta secuencia aporta una lección importante para el presente. Los niveles más altos de dióxido de carbono, como los que el mundo experimenta ahora —las concentraciones han aumentado de aproximadamente 280 partes por millón antes de la era industrial a más de 420 partes por millón hoy—, pueden estimular el crecimiento vegetal, pero solo mientras las temperaturas y el agua se mantengan dentro de los límites que los árboles pueden tolerar. Más allá de esos límites, el calor, la sequía, los insectos, los patógenos y los incendios forestales pueden superar cualquier efecto de fertilización que impulsaría el crecimiento.

En todo el mundo, muchos bosques ya muestran señales de disminución a medida que las temperaturas aumentan —los investigadores han documentado episodios de mortalidad de árboles provocada por calor y sequía en cada continente boscoso en las últimas décadas—, además de la deforestación para madera, cultivos y tierras de pastoreo, que reduce aún más su resiliencia.

Los bosques se recuperaron, pero tardaron más de 100.000 años

La historia de los bosques antiguos de hace 56 millones de años no termina con el colapso. Con el tiempo, la mayor descomposición de rocas en el clima más cálido —un proceso conocido como meteorización— extrajo gradualmente carbono del aire, almacenándolo en sedimentos marinos. Eso permitió que el clima se enfriara y que el agua estuviera más disponible. Los doseles forestales se recuperaron, llegando a ser incluso más densos que antes de que comenzara el calentamiento.

A medida que los bosques se expandían, probablemente restauraron su capacidad de estabilizar los suelos, regular el ciclo del agua y capturar carbono de la atmósfera, ayudando a reducir el efecto invernadero y a impulsar la recuperación a largo plazo del planeta.

El estudio muestra que las emisiones de dióxido de carbono ya habían empujado a los bosques más allá de sus límites fisiológicos, desencadenando cambios que se propagan desde la vegetación hasta los ríos y a través de paisajes enteros. También muestra que los bosques son notablemente resilientes cuando se les da tiempo para recuperarse, pero que el tiempo necesario es mucho más largo que una vida humana: abarca miles de generaciones.

Hoy en día, las emisiones de carbono y el calentamiento causados por el ser humano se desarrollan muchísimo más rápido que durante el PETM. El registro fósil nos recuerda que los bosques pueden recuperarse, pero solo si la humanidad evita empujarlos más allá de umbrales de los cuales la recuperación requiere decenas de miles de años.

Regan E. Dunn es curadora asociada en La Brea Tar Pits and Museum y profesora adjunta de Ciencias de la Tierra en USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences.

Este artículo se republica de The Conversation bajo una licencia Creative Commons y fue publicado originalmente en Fortune.com.