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CIENCIA CIENCIA HOY Ciencia hoy Macro…¿qué? Una visión panorámica para entender la diversidad biológica
CIENCIA CIENCIA HOY Ciencia hoy Macro…¿qué? Una visión panorámica para entender la diversidad biológicaMacro…¿qué? Una visión panorámica para entender la diversidad biológica
Fabricio Villalobos
Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 09 de junio 2022
La vida en el planeta es muy variada y entenderla requiere una visión panorámica, en amplias escalas de tiempo y espacio, como la que aplican la macroecología y la macroevolución.
Palabras clave: biodiversidad, conservación, interacciones.
La característica más evidente de la vida en la Tierra es su diversidad, lo que comúnmente llamamos biodiversidad. Esta biodiversidad normalmente la estudiamos por niveles, de las moléculas a los ecosistemas, y considerando principalmente a las especies como objetos de estudio. De hecho, una de las definiciones y mediciones más comunes de la biodiversidad es el número de especies; ya sea en un lugar (espacio), en algún momento (tiempo) de la historia del planeta o para algún grupo en particular (p. ej. mamíferos), o todas las anteriores. Así pues, la biodiversidad varía – valga la redundancia – espacialmente a través de la geografía, a lo largo del tiempo y entre diferentes grupos biológicos (p. ej. mamíferos vs. aves). Describir, entender y explicar estas variaciones de la vida requiere de una visión panorámica, es decir con énfasis en los patrones que aparecen cuando vemos el “cuadro completo” considerando observaciones amplias en espacio (grandes regiones y continentes hasta todo el planeta) y tiempo (cientos, miles y millones de años) en muchos grupos biológicos. Esta visión, o enfoque, es la que toman la Macroecología y la Macroevolución para entender la biodiversidad del planeta.
Históricamente, la ecología y la evolución han estudiado a la biodiversidad con una visión local en tiempo y espacio, en uno o pocos lugares y en periodos relativamente cortos de tiempo. Aunque sin duda esta visión, es importante para entender otros aspectos de la biodiversidad como el funcionamiento particular de una especie o comunidad y sus mecanismos genéticos, no permite responder preguntas como ¿por qué hay más especies de diferentes grupos en algunas regiones que en otras?, ¿qué determina la coexistencia entre especies? ¿qué las hace más vulnerables? y ¿cómo podemos conservarlas usando información de los patrones de biodiversidad? Esto se debe principalmente a que en la escala local no se pueden detectar patrones generales y comunes y, por tanto, tampoco sus causas principales. La macroecología y la macroevolución buscan esos principios generales o leyes naturales que rigen la variación y diversidad de la vida.
Fig 1. Mapas de la riqueza de especies de mamíferos (arriba) y de la evapotranspiración, una medida de productividad (en milímetros por año).
Nótese que ambos mapas muestran mayores valores en las zonas tropicales (alrededor del ecuador, línea punteada en el mapa).
Imagen de Fabricio Villalobos.
Por ejemplo, la macroecología, a través del estudio de los patrones de abundancia y distribución de las especies, actualmente propone que la variación geográfica y temporal (en tiempo geológico, muy amplio) en energía y productividad explica la variación espacio-temporal en riqueza de especies. A su vez, la macroevolución, estudiando las edades y relaciones de parentesco (filogenéticas) entre las especies y linajes (grupos de especies emparentadas), permite cuantificar la generación y extinción de especies a lo largo del tiempo, así como la historia evolutiva de sus características. Actualmente, la combinación de estos enfoques “macro” sugiere que los patrones espaciales y temporales de la biodiversidad se deben a la influencia del clima presente y pasado en diferentes regiones geográficas modulando los procesos de generación y pérdida de especies. Además de las preguntas básicas que buscan responder la macroecología y la macroevolución, también pueden ayudar a responder preguntas más aplicadas que contribuyan a la conservación de la biodiversidad e incluso prevención de enfermedades.
Ante la inminente crisis ambiental global a la que nos enfrentamos, principalmente causada por nuestras actividades humanas y que pone en riesgo la vida en el planeta, una visión panorámica (“macro”) de la biodiversidad y sus características, permitiría no solo entender las causas que originaron sus patrones geográficos y temporales, sino también aquellas que los modifican y por tanto las consecuencias potenciales de dicha crisis ambiental. Por ejemplo, aplicando un enfoque de macroecología de las interacciones biológicas, podemos entender la importancia de diferentes características de las especies en el papel que estas juegan en la provisión de servicios ecosistémicos, como la dispersión de semillas o la polinización, y evaluar cómo estas características varían con el ambiente y el tiempo. Adicionalmente podríamos simular los efectos de cambios climáticos futuros en las distribuciones de estas especies y sus consecuencias en la provisión de dichos servicios ecosistémicos. Por otro lado, conociendo los patrones y causas de la variación espacial de la biodiversidad, es posible identificar regiones geográficas particulares donde podríamos invertir los escasos recursos disponibles para conservación. Por ejemplo, bajo un enfoque “macro”, se ha propuesto que es necesario proteger casi el 50%, al menos, de la superficie del planeta para preservar áreas de alta importancia biológica (p. ej. en buen estado de conservación e ideales para la protección de especies y ecosistemas) y que sólo en la región tropical de América (el Neotrópico) aún tenemos muchas especies por descubrir.
Fig 2. Filogenia que describe las relaciones de parentesco entre los tetrápodos (vertebrados terrestres),
incluyendo la posición de los dinosaurios no aviares.
De Wikipedia, bajo la licencia creative commons share alike (CC BY-SA 3.0)
Bajo este mismo enfoque, integrando información de las distribuciones geográficas de las especies, sus relaciones de parentesco y su coexistencia/riqueza entre diferentes grupos, es posible estudiar fenómenos globales cada vez más relevantes como el origen y destino de enfermedades infecciones. Las cuales también responden a los cambios globales. Recientemente, la macroecología de las enfermedades infecciosas busca describir y explicar la diversidad y distribución global de patógenos (parásitos, bacterias, virus) y sus hospederos (p. ej. roedores, murciélagos) para identificar las causas de los patrones de infección. Estas causas incluyen la distribución y comportamiento de los hospederos y vectores, capacidad y mecanismos de transmisión. Inclusive, los nuevos modelos que integran información entre patógenos y hospederos, están generando predicciones acerca de potenciales hospederos y regiones de contagio. Esta línea de investigación apenas comienza.
Claro, gran parte del enfoque “macro” para una visión panorámica de la biodiversidad depende de la disponibilidad de información y para muchas de las especies la información es limitada o inexistente. Sin embargo, esto ha estado cambiado en los últimos años y ahora contamos con información disponible al menos para algunos grupos más carismáticos (anfibios, aves, mamíferos,) y cada vez más para grupos menos carismáticos (parásitos). Generar esta información, a su vez, depende de continuar con enfoques más locales como históricamente lo han hecho la ecología y la evolución. Conforme más información obtengamos, más capaces seremos de identificar patrones generales. Así, el desarrollo teórico y metodológico, aunado con la evidencia empírica basada en datos, sugiere que la macroecología y la macroevolución son relevantes para contribuir a la comprensión y conservación de la biodiversidad.
Slider: Patrones globales de diversidad (riqueza de especies) de vertebrados terrestres (anfibios, aves, mamíferos y reptiles). Colores verdes representan baja riqueza en especies, mientras que colores rojos representan alta riqueza. De wikimedia commons, bajo la licencia creative commons share alike (CC BY-SA 4.0).
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