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El cambio climático puede alterar las interacciones ecológicas entre especies

Publicado em 01 março 2019

Herbívoros, omnívoros, carnívoros, insectívoros, frugívoros, carniceros y descomponedores. Los ecosistemas de la Tierra funcionan en una formidable red de interacciones entre plantas, animales, insectos, hongos y microorganismos. Una parte fundamental de dichas interacciones está relacionada con el equilibrio de la cadena alimentaria entre predadores y herbívoros, que regula la producción vegetal del planeta.

Este equilibrio entre predadores y presas que se alimentan de plantas puede alterarse como consecuencia de los futuros cambios climáticos, de acuerdo con un estudio publicado en Nature Climate Change.

"En este estudio hemos delineado las causas de estos cambios, demostrando que las mismas se explican debido a componentes del clima, especialmente la temperatura, que se alterarán en el futuro", dijo el líder del trabajo, Gustavo Quevedo Romero, docente del Instituto de Biología de la Universidad de Campinas (Unicamp), en Brasil.

En la investigación se arribó a la conclusión de que los cambios climáticos pueden redistribuir la fuerza de las interacciones ecológicas entre las especies de presas y predadores. Los resultados muestran que temperaturas más altas y un clima más estable y menos estacional llevan a una mayor presión de depredación. Con todo, la mayor inestabilidad del clima que viene aparejada con los cambios climáticos en curso, especialmente en las regiones tropicales, llevará a una disminución general de la presión de depredación en los trópicos. En contraste, algunas regiones de zonas templadas sufrirán un aumento de la presión de depredación.

“Esta reorganización de las fuerzas de las interacciones entre especies podrá tener consecuencias desastrosas para el funcionamiento de los ecosistemas terrestres, como así también para los servicios ecosistémicos que éstos representan, tales como el control biológico y el ciclo de nutrientes”, dijo Quevedo Romero. Un ejemplo: muchos agricultores orgánicos tropicales dependen del control biológico que ejercen los enemigos naturales de las plagas de los cultivos, y los cambios climáticos previstos podrán disminuir la efectividad de los predadores en el control de dichas plagas.

Participaron en este trabajo el biólogo Thadeu Sobral-Souza, del Instituto de Biociencias de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) en su campus de la localidad de Rio Claro (Brasil) y el ecólogo Tomas Roslin, de la Universidad Sueca de Ciencias de la Agricultura, de Uppsala, Suecia, y también de la Universidad de Helsinki, en Finlandia. Además de Thiago Gonçalves-Souza, de la Universidad Federal Rural de Pernambuco (Brasil), Nicholas Marino, de la Universidad Federal de Río de Janeiro (Brasil), Pavel Kratina, de la Queen Mary University of London (Reino Unido) y William Petry, de la ETH Zurich (Suiza). El estudio contó con el apoyo de la FAPESP y del gobierno federal brasileño, a través del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y de la Financiadora de Innovación e Investigación Científica (Finep).

Este nuevo estudio se basa en los datos previamente recabados en el marco de otro, publicado en 2017 en la revista Science y encabezado por Roslin. En ese trabajo anterior, los científicos analizaron las impresiones de mordeduras en orugas artificiales para demostrar que, cuanto más aumenta el gradiente latitudinal de los ecosistemas (en dirección hacia las regiones templadas y polares), la probabilidad de que un herbívoro sea devorado por un predador es tan sólo una fracción de lo que ocurre en las zonas ecuatoriales.

Este estudio se realizó con base en la medición del riesgo de depredación de 2.879 orugas artificiales moldeadas con plastilina verde, y monitoreadas en 31 sitios del planeta en el trayecto de un gradiente latitudinal que se extiende desde el paralelo 30,4 grados sur, a la altura del estado brasileño de Rio Grande do Sul, Sudáfrica y el centro de Australia, hasta el paralelo 74,3 grados norte, a la altura del Ártico canadiense, Groenlandia y el extremo norte de Siberia. Los 31 lugares se encontraban distribuidos en un gradiente de elevación que iba desde el nivel del mar hasta los 2.100 metros de altura, es decir, un poco por debajo de la altura de Ciudad de México (2.240 metros).

Las orugas artificiales quedaron pegadas en la parte superior de hojas enteras, en plántulas o en arbustos de a lo sumo un metro de altura. Con base en el análisis de las marcas de dentelladas, picoteadas, de mandíbulas o rádulas preservadas en la plastilina, los investigadores evaluaron que se causaron daños a seis grupos de predadores: aves, lagartos, mamíferos, artrópodos y gastrópodos (caracoles o babosas).

En el artículo de Science, los autores confirmaron la hipótesis de que la presión de interacción biótica aumenta en dirección hacia el ecuador y disminuye en dirección a los polos. En el trabajo que ahora se ha publicado en Nature Climate Change, se cotejaron los datos de depredación de las orugas y sus localizaciones con datos bioclimáticos del presente y del futuro, con base en diversos modelos climáticos que prevén los cambios climáticos con respecto a las emisiones de dióxido de carbono.

El cambio climático puede alterar las interacciones ecológicas entre especies. (Imagen: Mythilibadam / Wikimedia Commons)

"Todos los trabajos existentes acerca del rol de los cambios climáticos globales sobre las interacciones bióticas fueron teóricos, hasta donde tengo conocimiento. El nuestro es el primero en el cual se investiga la relación entre las interacciones bióticas y los cambios climáticos a nivel global y con base en datos empíricos”, dijo Quevedo Romero.

“Asimismo, es la primera vez que se utiliza el modelado de nicho para estudiar las interacciones bióticas, pues este método se desarrolló para prever la distribución espacial de las especies”, dijo.

Para el nuevo estudio, los autores extrajeron un conjunto de variables bioclimáticas en WorldClim 2, una base de datos de 19 variables bioclimáticas aplicadas globalmente en una retícula con una resolución espacial de 1 kilómetro cuadrado.

Luego se aplicó el método de modelado de ecuaciones estructurales para determinar la importancia relativa de los efectos directos e indirectos de la latitud absoluta, la elevación y el clima local subyacente (incluidos los componentes climáticos de precipitaciones y temperatura) en la presión de depredación. Según Quevedo Romero, esos modelos revelaron que los datos de depredación se explicaron más por las variaciones en los componentes de la temperatura.

Los científicos lograron prever la redistribución de la presión de depredación en todo el globo, proyectada para el escenario climático del año 2070. "En general lo que pudimos constatar fue que para 2070, la presión de depredación podrá verse ostensiblemente afectada por la variación de temperatura, pero posiblemente no será afectada por los cambios en las precipitaciones”, dijo Quevedo Romero.

Según el investigador, en lo que atañe a las temperaturas previstas para el globo en el año 2070, la presión de depredación se verá afectada tanto por el aumento de las temperaturas como por su inestabilidad, en donde se sobrentiende que la inestabilidad de temperaturas es su variación, con elevaciones y disminuciones de temperatura bruscas en determinados ecosistemas.

"La inestabilidad de temperatura, más que su aumento, disminuirá la presión de depredación. Y este impacto se verá exacerbado en las zonas tropicales, donde se prevé que el clima se volverá más inestable”, dijo Quevedo Romero.

Los datos sugieren que, con la elevación de las temperaturas, el nivel de la presión de depredación se elevará moderadamente en las regiones templadas que se distribuyen por América del Norte y Asia. En los países escandinavos, en el Reino Unido y en Alaska, el aumento de la presión de depredación entre los artrópodos será mayor.

La presión de depredación disminuirá precisamente en las regiones ecuatoriales, donde se concentran los ecosistemas más biodiversos del planeta, es decir, en el África ecuatorial, el Sudeste Asiático, Indonesia y las regiones tropicales de América del Sur, América Central y el Caribe.

Los datos sugieren que, junto a Colombia, Brasil se verá particularmente afectado. Es posible que Brasil sea el país más afectado, debido a su posición en el trópico y a la gran extensión de la Selva Amazónica.

"La consecuencia más importante de ello es sencilla: si el clima actual tiene efectos sobre la presión actual de depredación, podemos esperar que un cambio de clima derive en un cambio en la presión de depredación. El cambio climático no se refleja únicamente en los cambios en la distribución de las especies sino también en la alteración de las interacciones existentes entre las mismas", dijo Quevedo Romero. “La disminución de la presión de depredación en los trópicos podrá surtir efectos sobre el rendimiento de la agricultura tropical, con el consiguiente aumento de las amenazas a la seguridad alimentaria, debido a una disminución de la eficacia del control biológico en las áreas que ya son más vulnerables a los cambios climáticos". (Fuente: Agencia FAPESP / DICYT)