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Los ecosistemas podrán restaurarse aplicando la ingeniería de la biodiversidad


Científicos evalúan que están dadas las condiciones teóricas, metodológicas y tecnológicas como para manipular la composición de las comunidades ecológicas y asegurar la permanencia de las funciones de un ecosistema


AGENCIA FAPESP/DICYT – Muchos científicos consideran que las actividades humanas empezaron a tener un impacto tan significativo sobre el clima y sobre los ecosistemas de la Tierra a partir de finales del siglo XVIII que pueden haber dado origen a una era geológica a la cual le dieron el nombre de Antropoceno.

La eliminación de especies durante este período más reciente de la historia del planeta Tierra puede rivalizar con las grandes extinciones masivas registradas en el transcurso de otras eras geológicas. Para restaurar esa pérdida de biodiversidad y también el funcionamiento del ecosistema terrestre, habría que aplicar, y de manera urgente, el conocimiento ecológico existente en la actualidad.

Un estudio a cargo de científicos brasileños y británicos indicó que existen condiciones teóricas, metodológicas y tecnológicas sin precedentes para afrontar este reto.

Los resultados de este trabajo, producto de una investigación que contó con el apoyo de la FAPESP y de un posdoctorado realizado también con beca de la FAPESP, salieron publicados en la revista Trends in Ecology & Evolution.

“Estamos a algunos pasos solamente de plasmar la ‘ingeniería de la biodiversidad’, es decir, de manipular la biodiversidad con el objetivo de proyectar la composición de comunidades ecológicas y asegurar la permanencia de las funciones de un ecosistema”, declaró Rafael Luís Galdini Raimundo, docente del Departamento de Ingeniería y Medio Ambiente de la Universidad Federal de Paraíba (UFPB), en el nordeste de Brasil, y primer autor del estudio, a Agência FAPESP.

“Hemos reunido ahora todas las condiciones teóricas y metodológicas como para entender y prever mejor las consecuencias de la inclusión o del retiro de una especie de una comunidad con fines de manejo en la diversidad funcional de un ecosistema”, sostuvo.

De acuerdo con los autores del estudio, la manipulación de comunidades ecológicas para la restauración posee una larga historia científica y se lleva a cabo hace más de un siglo, fundamentalmente en países de Europa y en Estados Unidos.

Con todo, las iniciativas de restauración se han venido enfocando históricamente en la inclusión o en la remoción de especies con la intención de rescatar patrones de riqueza de plantas y animales, sin concentrarse en las interacciones ecológicas entre las poblaciones, las especies y los predadores y sus presas, por ejemplo.

Estas interacciones ecológicas son determinantes de los patrones de biodiversidad y de funcionamiento de un ecosistema, pues moldean la fuerza y los modos de la selección natural. Eventuales cambios en los patrones de dichas interacciones, provocados por la extinción de especies o por la entrada de especies invasoras, por ejemplo, generan efectos sobre la evolución de características funcionales relevantes ecológicamente, tales como el tamaño del pico de las aves que se alimentan de frutos (frugívoras) y el tamaño de los frutos que éstas dispersan.

En el Bosque Atlántico, la vegetación presente fundamentalmente en las zonas sudeste y sur de Brasil, la pérdida de grandes especies de aves tales como los tucanes (Ramphastidae) y las pavas yacutingas (Pipile jacutinga) ha llevado a la disminución de la dispersión de árboles con semillas grandes. En tanto, la disminución de especies dispersoras del palmito dulce (Euterpe edulis) ha hecho que sus semillas queden distribuidas por pocas áreas de ese bioma. Por consiguiente, ha disminuido el tamaño de las semillas de la planta, según sostienen los autores del estudio.

“Las interacciones entre especies constituyen el nexo entre los procesos ecológicos y evolutivos y también puede vérselas como la conexión entre la estructura de la biodiversidad y el funcionamiento de un ecosistema”, dijo Galdini Raimundo.

Las condiciones propicias

El desarrollo de modelos matemáticos de redes adaptativas les permitió a los ecólogos comprender mejor de qué manera a esos cambios en los estándares de las interacciones ecológicas –que definen la estructura de una red de interacciones– les siguen cambios en la dinámica y en las propiedades de las poblaciones de cada especie, tales como su abundancia y sus características.

Estos cambios ecológicos y evolutivos en las propiedades de las especies pueden desencadenar nuevas reconfiguraciones a nivel de la red de interacciones y cerrar un ciclo.

“La aplicación del abordaje de redes a la ecología permite generar pronósticos referentes a lo que sucede con los procesos evolutivos y ecológicos en esas redes de interacciones complejas y crear hipótesis comprobables de distintas estrategias de manejo”, dijo Galdini Raimundo. “De este modo es posible construir comunidades estables, con todas las funciones ecosistémicas operando normalmente.”

Pese al potencial de los modelos de redes adaptativas en la gestión de ecosistemas, hasta hace poco los datos necesarios para alimentarlos impedían su aplicación como una herramienta predictiva en la ecología de la restauración.

Las técnicas de secuenciación de genomas desarrolladas durante los últimos años permitieron obtener datos de la interacción de especies a una escala sin precedentes, dando origen a la inteligencia de datos o big data de la biodiversidad.

Según los investigadores, estas técnicas de secuenciación permitieron obtener no sólo datos de la estructura ecológica de las redes sino también sobre las relaciones filogenéticas entre especies dentro de una comunidad, algo fundamental para prever de qué manera una red ecológica reconectará su estructura y nuevas dinámicas remodelarán las características y la abundancia de especies.

“La fusión de técnicas de secuenciación de genomas de última generación con redes ecológicas suministra nuevas herramientas para estudiar la resiliencia de comunidades que interactúan con los cambios ambientales, al tiempo que incorpora importantes atributos como la diversidad funcional”, dijo Darren Evans, docente de la Newcastle University, en Inglaterra, y coautor del estudio.

Algunos de los cuellos de botella inherentes al uso de estos modelos ecológicos evolutivos y predictivos tienen que ver con la ampliación de las colaboraciones en investigación científica, de manera tal de permitir el monitoreo de sitios con el fin de efectuar las previsiones de red adaptativas, y aumentar la interacción entre investigadores que realizan los trabajos de campo e implementan las prácticas de restauración y los teóricos.

“La aplicación de estos modelos depende del establecimiento de una vía de doble mano entre los investigadores que elaboran los modelos y generan los pronósticos y quienes están en campo poniendo a prueba las prácticas de restauración a esa escala de comunidad para perfeccionar los modelos, generar pronósticos más precisos y, con el tiempo, y a largo plazo, lograr refinar esa ingeniería de la biodiversidad”, dijo Galdini Raimundo.

Referencia
Trends in Ecology & Evolution pueden leer el artículo intitulado Adaptive networks for restoration ecology (doi: doi.org/10.1016/j.tree.2018.06.002), de Rafael L. G. Raimundo, Paulo R. Guimarães Jr y Darren M. Evans, en el siguiente enlace: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169534718301393.

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