La Inteligencia de los bosques y su comunicación bajo el Suelo

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 .

No es de mi agrado, ni se encuentra justificado epistemológicamente, el que los científicos utilicemos antropomorfismos y metáforas que hagan pensar al ciudadano que la naturaleza es inteligente, tal  como solemos usar este vocablo para referirnos a la consciencia humana. En este blog tiendo a eludir tales argucias, aunque a veces no tengo más remedio que hacer uso de las mismas para reclamar la atención de los lectores en temas muy relevantes. El otro día, nuestro colaborador Régulo León Arteta nos envió un video bastante interesante en el que mostraba a una investigadora canadiense narrando como los árboles se comunican bajo el suelo incluso discerniendo relaciones de parentesco, pero también colaborando entre especies distintas. Francamente os aconsejo, por no utilizar el palabro “conmino” a que visionéis el video. Aunque la científica nos cuenta esta fascinante historia la narra en inglés, existe una función para leer su contenido en castellano. Se trata de una fascinante retrospectiva científica y personal. Para los menos versados con el manejo de estos artilugios electrónicos, he copiado abajo tanto los contenidos en suajili como su traducción al castellano. Merecería la pena que esos científicos que solo entienden de ortodoxia y publicaciones clamaran al cielo, para luego demostrarles en otros post, que es más sorprendente aun que al menos gran parte de este asombrosa historia ha ido demostrándose paulatinamente desde hace años en las más prestigiosas revistas del mundo, y como botón de muestra podéis entrar en el Researchgate de Suzanne Simard, justamente la conferenciante que divulga tal fascinante historia y comprobarlo. No es la única investigadora(or) que se ha topado con estos hallazgos, si bien su aportación sea innegable. Comprobaréis que ha publicado en algunas de las revistas más prestigiosas del Planeta. También Suzanne Simard muestra como la vocación puede con todo, incluso soslayar con la escasez o precariedad de recursos económicos, so pena de la persecución de “mamá Osa y su descendencia”. Adoro a este tipo de colegas, frente a los que solo piensan en los “papers”. No explicaré el tema porque su discurso es muy divulgativo y abajo podéis leerlo con todo lujo de detalles, dado que resulta tremendamente ameno. Muchas gracias Suzanne.

Ya os he comentado que, posiblemente, una de las principales propiedades del mundo orgánico deviene en que tanto la vida y su propia evolución, son reticuladas. Suzanne demuestra la red de relaciones entre los individuos, incuso de las distintas especies que componen un bosque, las cuales se llevan a cabo a través de las micorrizas que  cablean el suelo. Y así, como ya os mentamos en el post: la Vida Reticulada del Suelo, existe un asombroso entramado de cables vivos que se parece muchas veces, si es que no comparte las mismas leyes matemáticas (casi seguro), alpropio crecimiento de las redes sociales y su estructura, que a la postre también resulta ser similar al de las redes biológicas, metabólicas, ecológicas, etc.. Una de sus propiedades deviene de su enorme conectividad que se asemeja también sorprendentemente a la de nuestro cerebro.

Dicen que los árboles no nos permiten ver el bosque y en la narración de Suzanne lo comprenderéis. Tan chovinistas somos, que no entendemos que gran parte de la tecnología de la que nos vanagloriamos ya ha sido descubierta por la naturaleza hace millones y a veces eones de años. Nuestro ego anda por las nubes, pero muchas de las evidencias se ocultan en/bajo el suelo. Resulta lamentable que la mayor parte de los investigadores  no sepan preguntar debidamente a la naturaleza para que nos susurre al oído sus recónditos secretos. Se trata de un hecho curioso, como podréis comprobar, que en la charla de Susana, que presenta una fotografía indistinguible en la que aparecen la complejidad de la estructura de internet y otra de fractales, dos temas recursivos en nuestra bitácora.

Me encuentro casi en la obligación moral, ética y didáctica de recordaros que Darwin y el darvinismo dan cuenta de algunos rasgos de la vida. Empero nos muestran la cara más cruel y bestial de su estructura multifacética. Y la ciencia contemporánea ortodoxa, al divulgar la vida y la biosfera “según Darwin” han dado lugar a una sociedad súper-competitiva y cruel, repleta de guerras, destrucción, muerte, egoísmo y desigualdades. Pero existen otras perspectivas como las de Lamarck, Margulis y kropotkin, que avalan su cooperación, solidaridad y el apoyo mutuo, siendo hipótesis tan científicas como la del excesivamente venerado Darwin. Si hubiéramos construido una sociedad basada en los estudios de estos últimos, disfrutaríamos un mundo maravilloso, o como mínimo mejor que el actual. Y todo esto por culpa de un establishment miope, que no sabe ni adorar a los verdaderos héroes de la ciencia, ya que reitero que, de haberlos reconocido como tales, hubieran dado lugar a una sociedad/ecosistema en la que todos los seres humanos, la vida y la biosfera conviviríamos con mucha más paz y armonía. Una sociedad sustentable basada en el amor y la solidaridad, a diferencia del actual, en el que no unos pocos, que no se lo merecen, acaparan el reconocimiento, poder y/o riquezas, mientras la mayoría de los humanos sufre intensas penurias. De aquí, mi lucha contra la elección de la visión más salvaje y aterradora, es decir la darvinista (¡Juicio al darvinismo!), que ha tenido tan nefastas consecuencias y que nos confunde con una idea de progreso que se me antoja tan cegata como venenosa.

Pero no os sigo aburriendo, ya que la historia que seguidamente podéis leer y también visionar en el vídeo son tan deliciosas como para que no merezca la pena que me extienda en esta introducción. Esta se encuentra narrada con amor para profanos en la materia e incluso niños de corta edad, es decir público de todas las edades.

Asombrosa y embrujadora historia, que tiene poco o nada de ficción, por extraño que os perezca.

Juan José Ibáñez

Suzanne Simard: How trees talk to each other

Filmed June 2016 at TEDSummit

 Suzanne Simard: How trees talk to each other

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Imaginen que van caminando por el bosque. Supongo que están pensando en un conjunto de árboles, lo que los silvicultores llamamos una masa forestal, con troncos robustos y hermosas copas. Sí, los árboles son la base de los bosques, pero un bosque es mucho más de lo que ven, y hoy quiero cambiar su percepción de los bosques. Verán, bajo tierra hay otro mundo, un mundo de infinitos caminos biológicos que conectan árboles y les permiten comunicarse y comportarse como un solo organismo. Esto podría remitirnos a algún tipo de inteligencia.

¿Que cómo lo sé? Esta es mi historia. Crecí en los bosques de la Columbia Británica. Solía recostarme en el suelo a mirar las copas de los árboles. Eran gigantes. Mi abuelo también era gigante. Era leñador, y selectivamente talaba cedro del interior del bosque. Mi abuelo me mostró el silencioso y cohesivo ambiente del bosque, y cómo mi familia estaba vinculada. Seguí los pasos de mi abuelo.

Ambos teníamos curiosidad por los bosques, y mi primer momento de claridad fue en la letrina cerca del lago. Nuestro perro Jigs se resbaló y cayó. Mi abuelo corrió con la pala para rescatarlo. Estaba ahí, nadando en el fango. Pero conforme mi abuelo cavaba en el suelo del bosque, Yo quedé fascinada por las raíces, luego supe que debajo de eso había micelio blanco y debajo, los horizontes minerales rojos y amarillos. Finalmente, el abuelo y yo rescatamos al pobre perro, pero fue en ese momento que me di cuenta de que esa paleta de raíces y tierra era la verdadera base del bosque.

Quería saber más, así que estudié silvicultura. Pronto me encontré trabajando con gente poderosa a cargo de la explotación comercial. La extención de la tala de claros era alarmante, y me sentí en conflicto por mi participación en ello. No sólo eso, el corte y rociado de herbicida a álamos abedules para abrirle espacio a pinos y abetos, comercialmente más valiosos, fue impactante. Parecía que nada detendría a la implacable máquina industrial.

Así que volví a la escuela, y estudié mi otro mundo. Verán, los científicos acaban de descubrir en un laboratorio, in vitro, que la raíz de una plántula de pino puede transmitir carbono a otra plántula. Pero esto fue en un laboratorio, y me pregunté si esto podría ocurrir también en bosques. Yo pensé que sí. Los árboles en los bosques pueden también compartir información bajo tierra. pero era muy controvertido, y algunos pensaron que estaba loca. Me fue muy difícil conseguir financiamiento para investigar. Pero persistí, y finalmente realicé algunos experimentos en lo profundo del bosque, hace 25 años. Cultivé 80 replicas de tres especies: abedul, abeto de Douglas y cedro rojo occidental. Supuse que el abedul y el abeto estarían conectados por una red bajo tierra, pero no con el cedro. Estaba en su propio mundo. Reuní mi equipo, y no tenía dinero así que lo hice barato. Fui al Canadian Tire

(Risas)

….. y compre bolsas de plástico, cinta plateada y tela parasol, un cronómetro, un traje de papel, un respirador. Luego tomé de la universidad algunos aparatos de alta tecnología: un medidor Geiger, contador de centelleos, espectrómetro de masa, microscopios. Luego conseguí algunas cosas peligrosas: jeringas llenas de dióxido de carbono, carbono-14 radioactivo y algunas botellas a alta presión de un isótopo estable de dióxido de carbono, carbono-13. Pero tenía permiso legal.

(Risas)

Y me olvidaba de algunas cosas, cosas importantes: repelente de insectos, repelente para osos y los filtros de mi respirador ¡Cielos!

El primer día del experimento llegamos al lugar y una osa gris y su osezno nos persiguieron. No tenía repelente para osos. Pero así es como se investiga en Canadá.

Volví al día siguiente, mamá oso y su osezno se habían ido. Esta vez sí pudimos iniciar, saqué mi traje de papel, me coloqué el respirador y luego puse las bolsas de plástico sobre mis árboles. Tomé mis jeringas gigantes e inyecté las bolsas con el isótopo rastreador radioactivo de carbono, Primero el abedul. Inyecté carbono-14, el gas radiactivo, dentro de la bolsa del abedul. Luego al abeto, Inyecté el isótopo estable de dióxido de carbono, carbono-13 Usé dos isótopos, porque me preguntaba si había comunicación de dos vías entre estas especies. Llegué a la última bolsa, la número 80, y de pronto la mamá osa apareció de nuevo. Me empezó a perseguir. Puse las jeringas sobre la cabeza, estaba matando moscos y salté a la camioneta,P y pensé, “Por eso la gente investiga en laboratorios.”

Esperé una hora. Supuse que tomaría ese tiempo que absorbieran el CO2 a través de la fotosíntesis, lo transformaran en azúcar y lo enviaran a las raíces, y quizá, supuse, trasladarlo bajo tierra hasta sus vecinos. Luego de esa hora, bajé la ventanilla, para ubicar a mamá osa. Bien, estaba por allá comiendo arándanos. Me bajé de la camioneta y me puse a trabajar. Fui a mi primera bolsa con el abedul. Quité la bolsa. Coloqué mi medidor Geiger sobre sus hojas. Kshh! Perfecto. El abedul había absorbido el gas radioactivo. Luego el momento de la verdad. Fui hacia el abeto. Quité la bolsa. Coloqué mi Geiger, las agujas subieron, y escuché el sonido más bello. ¡Kshh! Era el sonido de un abedul hablando con un abeto, y el abedul decía, “Oye ¿te ayudo?” y el abeto decía, “Sí, ¿me mandarías un poco de tu carbono? porque alguien me bloqueó el sol.” Fui hacia el cedro, coloqué mi Geiger sobre sus hojas, y tal como lo sospeché, silencio. El cedro estaba en su mundo. No estaba conectado en la red que conectaba al abedul y al abeto.

Me emocioné mucho, Corrí por cada uno de los lotes y revisé cada una de las réplicas. La evidencia era clara. El C-13 y el C-14 me mostraban que el abedul y el cedro tenían una conversación de dos vías. Resulta que en esa época del año, en verano, el abedul enviaba más carbono al abeto, que el abeto al abedul, especialmente cuando el abeto estaba cubierto. En experimentos posteriores ocurría lo contrario, el abeto enviaba más carbono al abedul que el abedul al abeto, porque el abeto aún crecía y el abedul ya no tenía hojas. Resulta que ambas especies son interdependientes, como el ying y el yang.

En ese momento todo cobró sentido. Sabía que había encontrado algo grande, que cambiaría la forma en que vemos la interacción de los árboles del bosque, no sólo como competidores sino como cooperadores. He hallado evidencia sólida de esta red de comunicación bajo tierra, el otro mundo.

En verdad creía y esperaba que mi descubrimiento cambiara la práctica silvicola, de clareos y uso de herbicidas a métodos más holísticos y sustentables, métodos más baratos y prácticos. ¿En qué pensaba? Volveré a eso.

¿Cómo se hace ciencia en sistemas complejos como los bosques? Como científicos del bosque, debemos investigar en los bosques, y eso es difícil, como ya les mostré. Además, hay que ser muy buenos para huir de los osos. Y más importante, persistir a pesar de tener tanto en contra. Debíamos seguir nuestra intuición y experiencia y hacer muy buenas preguntas. Luego debíamos recabar los datos y verificarlos. Yo he realizado y publicado cientos de experimentos en el bosque. Algunas de mis plantaciones experimentales tienen más de 30 años. Las pueden verificar. Así funciona la ciencia del bosque.

Ahora quiero hablar de ciencia. ¿Cómo se comunicaban el abedul y el abeto? Resulta que no sólo hablaban en el idioma del carbono sino en nitrógeno y fósforo y agua y en signos defensivos, en alelos químicos y horomonas.. información. Debo decirles que antes que yo, los científicos ya pensaban que esta simbiosis mutualista bajo tierra llamada micorriza estaba involucrada. Micorriza literalmente significa “raíz de hongo”. Pueden ver sus órganos reproductivos al caminar por el bosque. Son los hongos. Sin embargo, los hongos son sólo la punta del iceberg, porque fuera de esos tallos están las redes de hongos que forman el micelio, y el micelio infecta y coloniza las raíces de todos los árboles y plantas. Donde las células fúngicas interactúan con las células raíz, hay un intercambio de carbono por nutrientes, y el hongo obtiene esos nutrientes al crecer en la tierra y recubrir cada partícula de tierra. Esta red es tan densa que puede haber cientos de kilometros de micelio bajo una sola pisada. No sólo eso, el micelio conecta a diferentes individuos en el bosque, no sólo de la misma especie sino entre especies como el abeto y el abedul, y funciona como el internet.

Verán, como en todas las redes, las redes de micorriza tienen nodos y enlaces. Hicimos este mapa al examinar secuencias cortas de ADN de cada árbol y hongo en un área del bosque de abeto. En esta foto, los círculos representan los abetos, o los nodos, y las líneas representan la interconexión de autopistas de hongos, o enlaces.

Los mayores y más oscuros son los nodos más transitados. A estos los llamamos árboles núcleo, o más cariñoso, árboles madre, porque estos árboles núcleo nutren a los jóvenes, los que crecen en el sotobosque. Y si ven esos puntos amarillos, son las plántulas que se han establecido en la red de los árboles madre más viejos. En un solo bosque, un árbol madre puede estar conectado a cientos de árboles. Utilizando nuestros rastreadores isotópicos, descubrimos que los árboles madre envían el exceso de carbono a través de la red micorrizal a las plántulas del sotobosque, y lo hemos asociado con una sobrevivencia de plántulas cuatro veces mayor.

Todos sabemos que favorecemos a nuestros propios hijos, y me pregunté, si el cedro podría reconocer a su propia especie, como mamá osa y su osezno. Así que iniciamos un experimento, cultivamos árboles madre con plántulas familiares y ajenas. Resulta que sí reconocen a sus parientes. Los árboles madre colonizan sus plántulas con redes micorrizales más grandes. Les envían más carbono bajo tierra. Incluso reducen la competencia de sus propias raíces para crearle un marco a sus hijos. Cuando los árboles madre están heridos o muriendo, también envían mensajes de sabiduría a la siguiente generación de plántulas. Así que usamos el rastreo isotópico para rastrear el movimiento del carbono de algún árbol madre herido desde el tronco hacia la red micorrizal, y hasta las plántulas vecinas, no sólo carbono sino señales de defensa. Estos dos compuestos incrementaron la resistencia de las plántulas a la tensión futura. Así que los árboles hablan.

12:49 (Aplausos)

12:51 Gracias.

12:56 A través de muchas conversaciones, aumentan la resistencia de toda la comunidad. Quizá les recuerde nuestras propias comunidades sociales, y nuestras famílias, bueno, algunas.

(Risas)

Volvamos al punto inicial. Los bosques no son sólo un conjunto de árboles, son sistemas con núcleos y redes que se traslapan, conectan árboles y les permiten comunicarse, y abren caminos para la retroaliemtación y la adaptación, esto fortalece los bosques. Esto es porque hay muchos árboles núcleo y muchas redes superpuestas. Pero también son vulnerables, no sólo a perturbaciones naturales como escarabajos de la corteza que suelen atacar árboles viejos sino a la tala intensiva y tala de clareo. Verán, podemos quitar uno o dos árboles núcleo, pero hay un punto crítico, porque los árboles núcleo son como remaches de avión. Puedes quitar uno o dos y el avión aún vuela, pero si quitan muchos, o incluso ese único que sostiene las alas, el sistema entero colapsa.

¿Cómo perciben ahora a los bosques? ¿Diferente?

 (Audiencia) Sí.

Bien. Me alegra.

Recuerden que ya antes dije que esperaba que mi investigación, mis descubrimientos, cambiaran nuestra práctica silvícola. Bien, fui a revisar 30 años después aquí en el oeste de Canadá.

Son como 100 kilómetros al oeste de aquí, en el límite del Parque Nacional de Banff. Hay muchos clareos. No es naturaleza virgen. En 2014 el Instituto de Recursos Mundiales reportó que Canadá en la última década ha tenido más perturbación forestal que cualquier país del mundo, y seguro pensaron que era Brasil. En Canadá, es 3.6% cada año. Según mi estimación, eso es cerca de 4 veces el índice sustentable.

Perturbaciones masivas a esta escala afectan los ciclos hidrológicos, degradan la vida salvaje del habitat, y emiten gases invernadero a la atmósfera, lo que genera más perturbaciones y muerte de árboles.

No sólo eso, seguimos plantando una o dos especies y eliminamos álamos y abedules. A estos bosques simplificados les falta complejidad, y son muy vulnerables a infecciones y plagas. Y conforme el clima cambia, estamos creando la tormenta perfecta para eventos extremos, como el brote de escarabajos en los pinos de la montaña que barrieron con todo en Norte América, o ese mega incendio en Alberta de los últimos 2 meses.

Así que volviendo a mi pregunta final: en vez de debilitar nuestros bosques, ¿Cómo podemos fortalecerlos para lidiar con el cambio climático? Lo bueno de los bosques como sistemas complejos es que tienen una enorme capacidad de autoregeneración. En experimentos recientes, hayamos que con tala selectiva y retención de árboles núcleo y regeneración de una diversidad de especies, genes y genotipos; estas redes micorrizales, se recuperan muy rápido. Con esto en mente, quiero dejarles 4 soluciones simples. No podemos engañarnos con que esto es muy complicado.

Primero, tenemos que salir a los bosques. Tenemos que involucrarnos localmente con nuestros bosques. Hoy la mayoría de nuestros bosques se manejan con un enfoque unilateral, pero el buen manejo del bosque requiere conocimiento de las condiciones locales.

Segundo, debemos salvar nuestros bosques maduros, que son los depósitos genéticos, de árboles madre y redes micorrizales. Eso significa, menos tala. No digo no talar, sino talar menos.

Tercero, cuando se tale, hay que rescatar el legado, los árboles madre y las redes, la madera y los genes, para que transmitan su sabiduría a la siguiente generación de árboles para que resistan las tensiones futuras. Necesitamos ser conservacionistas.

Cuarto y último, debemos regenerar nuestros bosques con diversidad de especies, genotipos y estructuras plantando y permitiendo la regeneración natural. Debemos darle a la Naturaleza las herramientas que necesita para usar su inteligencia autocurativa. Recordemos que los bosques no son un conjunto de árboles compitiendo entre sí, son altamente cooperadores.

Volviendo a Jigs. La caída de Jigs me mostró este otro mundo, y cambió mi visión de los bosques. Espero hoy haber modificado su visión de los bosques.

Gracias.

(Aplausos) 

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 Twitte

“A forest is much more than what you see,” says ecologist Suzanne Simard. Her 30 years of research in Canadian forests have led to an astounding discovery — trees talk, often and over vast distances. Learn more about the harmonious yet complicated social lives of trees and prepare to see the natural world with new eyes.

Interactive transcriptInteractive transcript

 Suzanne Simard

Forest ecologist

Suzanne Simard studies the complex, symbiotic networks in our forests. Full bio

This talk was presented at an official TED conference, and was featured by our editors on the home page.

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21:35

 

15:52

Subtitles and Transcript

0:11 Imagine you’re walking through a forest. I’m guessing you’re thinking of a collection of trees, what we foresters call a stand, with their rugged stems and their beautiful crowns. Yes, trees are the foundation of forests, but a forest is much more than what you see, and today I want to change the way you think about forests. You see, underground there is this other world, a world of infinite biological pathways that connect trees and allow them to communicate and allow the forest to behave as though it’s a single organism. It might remind you of a sort of intelligence.

0:52 How do I know this? Here’s my story. I grew up in the forests of British Columbia. I used to lay on the forest floor and stare up at the tree crowns. They were giants. My grandfather was a giant, too. He was a horse logger, and he used to selectively cut cedar poles from the inland rainforest. Grandpa taught me about the quiet and cohesive ways of the woods, and how my family was knit into it. So I followed in grandpa’s footsteps.

1:22 He and I had this curiosity about forests, and my first big “aha” moment was at the outhouse by our lake. Our poor dog Jigs had slipped and fallen into the pit. So grandpa ran up with his shovel to rescue the poor dog. He was down there, swimming in the muck. But as grandpa dug through that forest floor, I became fascinated with the roots, and under that, what I learned later was the white mycelium and under that the red and yellow mineral horizons. Eventually, grandpa and I rescued the poor dog, but it was at that moment that I realized that that palette of roots and soil was really the foundation of the forest.

2:05 And I wanted to know more. So I studied forestry. But soon I found myself working alongside the powerful people in charge of the commercial harvest. The extent of the clear-cutting was alarming, and I soon found myself conflicted by my part in it. Not only that, the spraying and hacking of the aspens and birches to make way for the more commercially valuable planted pines and firs was astounding. It seemed that nothing could stop this relentless industrial machine.

2:40 So I went back to school, and I studied my other world. You see, scientists had just discovered in the laboratory in vitro that one pine seedling root could transmit carbon to another pine seedling root. But this was in the laboratory, and I wondered, could this happen in real forests? I thought yes. Trees in real forests might also share information below ground. But this was really controversial, and some people thought I was crazy, and I had a really hard time getting research funding. But I persevered, and I eventually conducted some experiments deep in the forest, 25 years ago. I grew 80 replicates of three species: paper birch, Douglas fir, and western red cedar. I figured the birch and the fir would be connected in a belowground web, but not the cedar. It was in its own other world. And I gathered my apparatus, and I had no money, so I had to do it on the cheap. So I went to Canadian Tire –

3:46 (Laughter)

3:47 and I bought some plastic bags and duct tape and shade cloth, a timer, a paper suit, a respirator. And then I borrowed some high-tech stuff from my university: a Geiger counter, a scintillation counter, a mass spectrometer, microscopes. And then I got some really dangerous stuff: syringes full of radioactive carbon-14 carbon dioxide gas and some high pressure bottles of the stable isotope carbon-13 carbon dioxide gas. But I was legally permitted.

4:18 (Laughter)

4:19 Oh, and I forgot some stuff, important stuff: the bug spray, the bear spray, the filters for my respirator. Oh well.

4:30 The first day of the experiment, we got out to our plot and a grizzly bear and her cub chased us off. And I had no bear spray. But you know, this is how forest research in Canada goes.

4:43 (Laughter)

4:44 So I came back the next day, and mama grizzly and her cub were gone. So this time, we really got started, and I pulled on my white paper suit, I put on my respirator, and then I put the plastic bags over my trees. I got my giant syringes, and I injected the bags with my tracer isotope carbon dioxide gases, first the birch. I injected carbon-14, the radioactive gas, into the bag of birch. And then for fir, I injected the stable isotope carbon-13 carbon dioxide gas. I used two isotopes, because I was wondering whether there was two-way communication going on between these species. I got to the final bag, the 80th replicate, and all of a sudden mama grizzly showed up again. And she started to chase me, and I had my syringes above my head, and I was swatting the mosquitos, and I jumped into the truck, and I thought, “This is why people do lab studies.”

5:45 (Laughter)

5:48 I waited an hour. I figured it would take this long for the trees to suck up the CO2 through photosynthesis, turn it into sugars, send it down into their roots, and maybe, I hypothesized, shuttle that carbon belowground to their neighbors. After the hour was up, I rolled down my window, and I checked for mama grizzly. Oh good, she’s over there eating her huckleberries. So I got out of the truck and I got to work. I went to my first bag with the birch. I pulled the bag off. I ran my Geiger counter over its leaves. Kkhh! Perfect. The birch had taken up the radioactive gas. Then the moment of truth. I went over to the fir tree. I pulled off its bag. I ran the Geiger counter up its needles, and I heard the most beautiful sound. Kkhh! It was the sound of birch talking to fir, and birch was saying, “Hey, can I help you?” And fir was saying, “Yeah, can you send me some of your carbon? Because somebody threw a shade cloth over me.” I went up to cedar, and I ran the Geiger counter over its leaves, and as I suspected, silence. Cedar was in its own world. It was not connected into the web interlinking birch and fir.

7:10 I was so excited, I ran from plot to plot and I checked all 80 replicates. The evidence was clear. The C-13 and C-14 was showing me that paper birch and Douglas fir were in a lively two-way conversation. It turns out at that time of the year, in the summer, that birch was sending more carbon to fir than fir was sending back to birch, especially when the fir was shaded. And then in later experiments, we found the opposite, that fir was sending more carbon to birch than birch was sending to fir, and this was because the fir was still growing while the birch was leafless. So it turns out the two species were interdependent, like yin and yang.

7:51 And at that moment, everything came into focus for me. I knew I had found something big, something that would change the way we look at how trees interact in forests, from not just competitors but to cooperators. And I had found solid evidence of this massive belowground communications network, the other world.

8:14 Now, I truly hoped and believed that my discovery would change how we practice forestry, from clear-cutting and herbiciding to more holistic and sustainable methods, methods that were less expensive and more practical. What was I thinking? I’ll come back to that.

8:34 So how do we do science in complex systems like forests? Well, as forest scientists, we have to do our research in the forests, and that’s really tough, as I’ve shown you. And we have to be really good at running from bears. But mostly, we have to persevere in spite of all the stuff stacked against us. And we have to follow our intuition and our experiences and ask really good questions. And then we’ve got to gather our data and then go verify. For me, I’ve conducted and published hundreds of experiments in the forest. Some of my oldest experimental plantations are now over 30 years old. You can check them out. That’s how forest science works.

9:17 So now I want to talk about the science. How were paper birch and Douglas fir communicating? Well, it turns out they were conversing not only in the language of carbon but also nitrogen and phosphorus and water and defense signals and allele chemicals and hormones — information. And you know, I have to tell you, before me, scientists had thought that this belowground mutualistic symbiosis called a mycorrhiza was involved. Mycorrhiza literally means “fungus root.” You see their reproductive organs when you walk through the forest. They’re the mushrooms. The mushrooms, though, are just the tip of the iceberg, because coming out of those stems are fungal threads that form a mycelium, and that mycelium infects and colonizes the roots of all the trees and plants. And where the fungal cells interact with the root cells, there’s a trade of carbon for nutrients, and that fungus gets those nutrients by growing through the soil and coating every soil particle. The web is so dense that there can be hundreds of kilometers of mycelium under a single footstep. And not only that, that mycelium connects different individuals in the forest, individuals not only of the same species but between species, like birch and fir, and it works kind of like the Internet.

10:40 You see, like all networks, mycorrhizal networks have nodes and links. We made this map by examining the short sequences of DNA of every tree and every fungal individual in a patch of Douglas fir forest. In this picture, the circles represent the Douglas fir, or the nodes, and the lines represent the interlinking fungal highways, or the links.

11:04 The biggest, darkest nodes are the busiest nodes. We call those hub trees, or more fondly, mother trees, because it turns out that those hub trees nurture their young, the ones growing in the understory. And if you can see those yellow dots, those are the young seedlings that have established within the network of the old mother trees. In a single forest, a mother tree can be connected to hundreds of other trees. And using our isotope tracers, we have found that mother trees will send their excess carbon through the mycorrhizal network to the understory seedlings, and we’ve associated this with increased seedling survival by four times.

11:46 Now, we know we all favor our own children, and I wondered, could Douglas fir recognize its own kin, like mama grizzly and her cub? So we set about an experiment, and we grew mother trees with kin and stranger’s seedlings. And it turns out they do recognize their kin. Mother trees colonize their kin with bigger mycorrhizal networks. They send them more carbon below ground. They even reduce their own root competition to make elbow room for their kids. When mother trees are injured or dying, they also send messages of wisdom on to the next generation of seedlings. So we’ve used isotope tracing to trace carbon moving from an injured mother tree down her trunk into the mycorrhizal network and into her neighboring seedlings, not only carbon but also defense signals. And these two compounds have increased the resistance of those seedlings to future stresses. So trees talk.

12:49 (Applause)

12:51 Thank you.

12:56 Through back and forth conversations, they increase the resilience of the whole community. It probably reminds you of our own social communities, and our families, well, at least some families.

13:08 (Laughter)

13:10 So let’s come back to the initial point. Forests aren’t simply collections of trees, they’re complex systems with hubs and networks that overlap and connect trees and allow them to communicate, and they provide avenues for feedbacks and adaptation, and this makes the forest resilient. That’s because there are many hub trees and many overlapping networks. But they’re also vulnerable, vulnerable not only to natural disturbances like bark beetles that preferentially attack big old trees but high-grade logging and clear-cut logging. You see, you can take out one or two hub trees, but there comes a tipping point, because hub trees are not unlike rivets in an airplane. You can take out one or two and the plane still flies, but you take out one too many, or maybe that one holding on the wings, and the whole system collapses.

14:06 So now how are you thinking about forests? Differently?

14:08 (Audience) Yes.

14:10 Cool. I’m glad.

14:13 So, remember I said earlier that I hoped that my research, my discoveries would change the way we practice forestry. Well, I want to take a check on that 30 years later here in western Canada.

14:33 This is about 100 kilometers to the west of us, just on the border of Banff National Park. That’s a lot of clear-cuts. It’s not so pristine. In 2014, the World Resources Institute reported that Canada in the past decade has had the highest forest disturbance rate of any country worldwide, and I bet you thought it was Brazil. In Canada, it’s 3.6 percent per year. Now, by my estimation, that’s about four times the rate that is sustainable.

15:08 Now, massive disturbance at this scale is known to affect hydrological cycles, degrade wildlife habitat, and emit greenhouse gases back into the atmosphere, which creates more disturbance and more tree diebacks.

15:22 Not only that, we’re continuing to plant one or two species and weed out the aspens and birches. These simplified forests lack complexity, and they’re really vulnerable to infections and bugs. And as climate changes, this is creating a perfect storm for extreme events, like the massive mountain pine beetle outbreak that just swept across North America, or that megafire in the last couple months in Alberta.

15:51 So I want to come back to my final question: instead of weakening our forests, how can we reinforce them and help them deal with climate change? Well, you know, the great thing about forests as complex systems is they have enormous capacity to self-heal. In our recent experiments, we found with patch-cutting and retention of hub trees and regeneration to a diversity of species and genes and genotypes that these mycorrhizal networks, they recover really rapidly. So with this in mind, I want to leave you with four simple solutions. And we can’t kid ourselves that these are too complicated to act on.

16:34 First, we all need to get out in the forest. We need to reestablish local involvement in our own forests. You see, most of our forests now are managed using a one-size-fits-all approach, but good forest stewardship requires knowledge of local conditions.

16:53 Second, we need to save our old-growth forests. These are the repositories of genes and mother trees and mycorrhizal networks. So this means less cutting. I don’t mean no cutting, but less cutting.

17:10 And third, when we do cut, we need to save the legacies, the mother trees and networks, and the wood, the genes, so they can pass their wisdom onto the next generation of trees so they can withstand the future stresses coming down the road. We need to be conservationists.

17:30 And finally, fourthly and finally, we need to regenerate our forests with a diversity of species and genotypes and structures by planting and allowing natural regeneration. We have to give Mother Nature the tools she needs to use her intelligence to self-heal. And we need to remember that forests aren’t just a bunch of trees competing with each other, they’re supercooperators.

17:57 So back to Jigs. Jigs’s fall into the outhouse showed me this other world, and it changed my view of forests. I hope today to have changed how you think about forests.

18:09 Thank you.

18:11 (Applause)

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