Los cambios de temperatura que acompañan al calentamiento global podrían significar problemas para las poblaciones de insectos de las que depende el mundo para la polinización y la producción de alimentos.
por Cynthia McCormick Hibbert, Universidad del Noreste
Un artículo dirigido por la estudiante de doctorado de Northeastern Kate Duffy y publicado en una edición de octubre de Nature Climate Change utiliza la ciencia de datos para mostrar que, además del aumento de las temperaturas, las fluctuaciones en la temperatura aumentan el riesgo de extinción de insectos en las próximas décadas.
De las 38 especies de insectos estudiadas en la investigación dirigida por Duffy, casi todas estaban en riesgo de desaparecer en algún momento entre 2050 y 2100.
«Descubrimos que hubo un número creciente de eventos en los que la población se redujo a cero en simulaciones climáticas futuras», dice Duffy, quien en agosto obtuvo su doctorado. en ingeniería interdisciplinaria del Laboratorio de Sustentabilidad y Ciencias de Datos de Northeastern en el departamento de ingeniería civil y ambiental.
Ella dice que los eventos catastróficos pueden representar condiciones que son demasiado calientes o demasiado frías para los insectos, que al ser de sangre fría, no pueden generar su propia forma de calor interno.
El colapso de la población de insectos devastaría la cadena alimentaria y el saneamiento, que depende de los insectos para la polinización cruzada y la eliminación de desechos, dice Auroop Ganguly, profesor del noreste y director del SDS Lab y asesor de tesis de Kate.
«Llevan tantos nichos de ecosistemas críticos», dice Duffy.
El artículo de Duffy, al que contribuyó el investigador de complejidad y ecología del noreste Tarik Gouhier, combina datos de estudios de campo sobre el crecimiento de la población de insectos y la última generación de modelos de sistemas terrestres.
El estudio determina, matemática y estadísticamente, lo que se espera que suceda con las poblaciones de insectos en todo el mundo durante una época de altas emisiones de gases de efecto invernadero.
«Esta capacidad de generar conocimientos mediante la conexión a través de escalas dispares, desde el clima global o los modelos del sistema terrestre hasta los estudios de laboratorio y de campo, es algo que va al corazón de la ciencia de la adaptación. Esto es algo increíblemente interesante», dice Ganguly.
Anteriormente, la investigación se ha centrado en los impactos ambientales del aumento de las temperaturas, dice.
«Ahora decimos que no es solo eso. Es necesario observar más estas fluctuaciones y decir cómo mantener los ecosistemas, garantizar los servicios de los ecosistemas y las formas de preservar y restaurar las poblaciones de insectos», dice Ganguly.
Según el estudio, el riesgo es mayor para las poblaciones de insectos en regiones templadas como los Estados Unidos continentales.
«Ha habido una especie de debate en la literatura sobre si los insectos tropicales o templados corren más riesgo por el cambio climático «, dice Duffy.
«Nuestro hallazgo es que las especies templadas están en mayor riesgo», dice ella.
Ganguly, cuyo laboratorio ha informado sobre los hallazgos de que las fluctuaciones de temperatura son parte del calentamiento global , dice que los cambios de temperatura pueden ser mayores en las zonas templadas.
El estrés térmico que acompaña al cambio climático no fue un problema generalizado para los insectos.
La investigación de Duffy sobre el crecimiento dinámico en las poblaciones de insectos encontró que 16 de las 38 especies de insectos estudiadas experimentaron un «aumento significativo» en la estabilidad, mientras que la estabilidad de 10 disminuyó.
Pero el hallazgo de que casi todas las 38 poblaciones corren el riesgo de colapsar en los próximos años no es una contradicción, dice Duffy.
«Pensamos mucho en esto al interpretar los resultados», dice ella. «Descubrimos que los dos hallazgos en realidad no estaban en desacuerdo. La población podría aumentar en promedio con el tiempo, pero un evento extremo podría hacer que la población se redujera a cero».
Duffy usó datos de estudios de campo de insectos picadores como tábanos y plagas de cultivos y parásitos de plagas de cultivos porque esos son los insectos que los científicos han estudiado previamente por su impacto en las poblaciones humanas.
Pero no creas que su desaparición beneficiaría al planeta, dice Ganguly. Además de ser sustitutos de insectos más abiertamente beneficiosos, «incluso los molestos insectos son importantes para nuestra ecología», dice.
Duffy y Ganguly dicen que el documento es un punto de partida para estudios más detallados que incorporan factores ambientales adicionales como la precipitación, la humedad relativa y los patrones del viento.
«Todo esto podría ser importante», dice Ganguly, quien también es científico jefe en la división de computación avanzada, matemáticas y datos en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico.
«Este no es el estudio final que se hará sobre este tema», dice. «Este es un punto de partida. Me considero afortunado de tener al profesor Gouhier como colaborador desde hace mucho tiempo, con quien hemos escrito en coautoría otros artículos en áreas relacionadas, incluido uno en la revista Nature «.
En una nota editorial, los editores de Nature Climate Change dicen que «la ecología del cambio climático se ha centrado en gran medida en los impactos de los aumentos de temperatura en la supervivencia de los organismos».
«En cambio, el trabajo de Duffy y sus colegas investigó la variabilidad de la temperatura, un impacto poco estudiado que se ha propuesto como un riesgo aún mayor para las especies».
«Su trabajo destaca la importancia de ir más allá de los proyectos de supervivencia de especies que se centran en valores de temperatura mínimos, máximos o promedio estáticos», dicen los editores.
Duffy hizo la mayor parte del trabajo en el estudio mientras era estudiante de doctorado en el laboratorio SDS de Ganguly.
Duffy dice que su trabajo de investigación «fue muy exploratorio en su camino. Cuando lo comenzamos, no creo que ninguno de nosotros supiera exactamente a dónde íbamos».
«Todavía quedan muchas preguntas por responder», dice. «Sería realmente emocionante unir el modelado dinámico de alguna manera con modelos que puedan dar cuenta de diferentes factores ecológicos, como la interacción de especies y diferentes factores climáticos más allá de la temperatura».
Incluso si las emisiones de gases de efecto invernadero se detuvieran milagrosamente de la noche a la mañana, parte del impacto ambiental en las poblaciones de insectos se mantendrá, dice Ganguly.
Dice que aunque reconoce los peligros que plantea el riesgo de extinción, no es pesimista.
Los administradores de ecosistemas pueden explorar formas de preservar y mejorar la biodiversidad, tal vez introduciendo ciertas especies en nuevos entornos, dice Ganguly.
«Lo que esto requiere de inmediato es un enfoque integral de resiliencia para los ecosistemas estresados por el clima, especialmente una estrategia mejor diseñada e informada para la conservación y restauración dados nuestros hallazgos de que las fluctuaciones de temperatura también son importantes», dice.
Más información: Kate Duffy et al, Los cambios en las fluctuaciones de temperatura mediados por el clima promueven el riesgo de extinción, Nature Climate Change (2022). DOI: 10.1038/s41558-022-01490-7
