Cuando Charles Darwin navegó por primera vez a los trópicos a bordo del HMS Beagle en 1835, quedó atónito. El naturalista de 26 años esperaba encontrar el mismo nivel de diversidad de plantas y animales que había dejado en las latitudes más altas de Plymouth, Inglaterra. En cambio, en las cálidas Islas Galápagos, encontró una multitud de extrañas y diversas criaturas prosperando juntas.
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Mientras remaba en tierra para explorar, Darwin escribió en sus notas que el número de habitantes diferentes de “vegetales y animales” en pequeñas islas tropicales era sorprendentemente mayor que en otros sitios a lo largo de su viaje. Se preguntó: ¿cómo era posible que los trópicos parecieran tener mucha más diversidad que los bosques más septentrionales de Europa? ¿No deberían estas criaturas apretujadas haber luchado hasta la extinción hace mucho tiempo?
Darwin nunca descubrió la respuesta a ese misterio en particular (después de todo, tenía muchas cosas en mente), por lo que la pregunta persistió durante otro siglo. Finalmente, a principios de la década de 1970, dos ecologistas idearon independientemente la misma hipótesis para explicar el misterioso fenómeno, al menos con los árboles.
Daniel Janzen y Joseph Connell presentaron una explicación aparentemente contraintuitiva. Quizás, postularon, la asombrosa diversidad de plantas que encontramos en los bosques tropicales está habilitada por dos factores: la presencia de "enemigos naturales" que atacan especies específicas y mantienen el tamaño de la población bajo control, y la tendencia de los jóvenes de una especie a establecerse lejos de sus padres, más allá del alcance de esos depredadores.
Hasta hace poco, los investigadores solo habían podido demostrar que la hipótesis de Janzen-Connell es válida en estudios localizados. El problema era que carecían de acceso al tipo de conjuntos de datos globales necesarios para explicar el patrón planetario más amplio de disminución de la diversidad desde el ecuador hasta los polos. Ahora, en un nuevo estudio publicado la semana pasada en la revista Science, los investigadores muestran que este mecanismo hipotético es realmente responsable de las tendencias mundiales en la biodiversidad forestal.
Myers tiene una plántula de árbol tropical en la selva amazónica en Perú. (Jonathan Myers) El año pasado, los ecologistas forestales Jonathan Myers y Joe LaManna viajaron a un taller en Hainan, China, centrado en el análisis de datos generados por el Observatorio Global de la Tierra del Bosque del Smithsonian (ForestGEO), una red de 60 bosques en todo el planeta que se monitorean exhaustivamente. Myers y LaManna, ambos de la Universidad de Washington en Saint Louis, Missouri, sabían que ForestGEO podía proporcionar el conjunto de datos global que necesitaban para responder a la pregunta que los ha estado molestando a ellos y a otros ecologistas desde el viaje de Darwin.
"Una de las notables diferencias entre los templados y los trópicos es que todas esas especies 'extra' son muy raras", dice LaManna, investigador postdoctoral y primer autor del nuevo estudio. Tenga en cuenta que los bosques templados se pueden llenar de pared a pared con árboles de secoya, mientras que los trópicos están salpicados de un grupo de árboles únicos que a menudo existen aislados de otros en su especie. "¿Cómo pueden esas especies raras persistir ante la extinción?", Pregunta Myers, profesor de biología y coautor del estudio.
Responder esa pregunta requirió una empresa masiva. El conjunto de datos contó 2.4 millones de árboles de 3.000 especies de una manera precisa para garantizar la comparabilidad en cada bosque. Más de 50 coautores de 41 instituciones, incluido el Smithsonian, analizaron los datos, que abarcaron 24 parcelas ForestGEO en todo el planeta. "Fue mucho", dice LaManna. "Cada vástago de hasta un centímetro de diámetro se mapea, mide, etiqueta e identifica".
El esfuerzo hercúleo valió la pena. Después de analizar los datos, encontraron una tendencia sorprendente: en áreas con un mayor número de árboles adultos, había menos retoños jóvenes de la misma especie. Este patrón fue notablemente más pronunciado en los trópicos que en las regiones templadas que tomaron muestras.
Esto significa que, a diferencia de los ecosistemas de latitudes más altas, es menos probable que los árboles cercanos al ecuador coexistan alrededor de los vecinos de la misma familia. Es como si, en algún momento, los padres del árbol y sus hijos jóvenes acordaran unánimemente que era hora de mudarse del sótano. Excepto en un bosque, vivir más lejos no solo permite que los árboles padres se deleiten en su nido vacío. Es una cuestión de vida o muerte para la especie.
"Con los árboles es menos un efecto directo del árbol padre en la descendencia", dice Myers. "Es un efecto indirecto donde los enemigos naturales que atacan a los adultos también atacan a la descendencia". Estos enemigos podrían ser patógenos, depredadores de semillas o herbívoros que atacan a una especie. Así como las densas poblaciones humanas en las ciudades permiten la rápida propagación de enfermedades transmisibles, estos enemigos pueden devastar rápidamente un bosque denso de la misma especie.
Sin embargo, si tus retoños se asientan más lejos, es menos probable que un enemigo los elimine a todos. "Piensas que los enemigos son malas influencias en los árboles, especialmente los de baja abundancia", dice LaManna. “Pero pueden ser una fuerza estabilizadora fuerte: [los enemigos] pueden protegerlos y evitar que se extingan”. Se podría decir: con enemigos como este, ¿quién necesita amigos?
"Ha cambiado mi forma de pensar sobre la ecología", dice Myers. "El enemigo puede tener un efecto beneficioso en el mantenimiento de las especies raras en estas comunidades, especialmente en los trópicos".
Depredadores herbívoros dejan hojas holey en Madidi, Bolivia. (Jonathan Myers) Los datos proporcionan una explicación convincente de por qué vemos los patrones globales de biodiversidad que hacemos, dice Gary Mittelbach, ecólogo forestal y profesor de biología integrativa en la Universidad Estatal de Michigan que no participó en el estudio. "El hecho de que pudieron mostrarlo a nivel mundial con métodos estandarizados ayuda a solidificar la idea", dice Mittelbach.
Una debilidad del estudio es que, si bien implica una tendencia mundial, no hay muestras del norte de Europa Central o del sur de Papua Nueva Guinea. "Desearía que tuvieran más [bosques] en Asia y Europa, así que no todos los de alta latitud están en América del Norte", dice Mittelbach. Sin embargo, incluso con la escasez de muestras de latitudes altas, "todavía estoy bastante convencido del patrón", dice.
Aunque los investigadores demostraron con éxito que la tendencia presentada por Janzen y Connell es cierta, la pregunta de qué es exactamente lo que causa que los trópicos sean tan diversos aún permanece.
Myers especula que la estabilidad del clima tropical puede contribuir a su rica biodiversidad, en comparación con los cambios drásticos que han tenido lugar durante el tiempo geológico en las latitudes más altas. "Ha habido muchos más disturbios en la zona templada" en los últimos miles de años, dice. Por "disturbio", Myers se refiere a capas de hielo que arrasaron repetidamente América del Norte en el pasado de la Tierra.
Los trópicos no han sufrido tales disturbios. Los investigadores atribuyen la alta reproducción y las bajas tasas de extinción en especies tropicales de plantas y animales al clima relativamente cómodo. Eso les funcionó bien hasta ahora, pero los bosques de todo el mundo están cambiando como resultado de patrones climáticos más volátiles. Por ejemplo, a medida que las latitudes más altas se vuelven más cálidas, los árboles templados migran lentamente hacia el norte.
"Podría haber una influencia directa o indirecta del clima en la mediación de la fuerza de las interacciones bióticas entre enemigos y árboles", dice Myers. "Cuando hace más calor o más húmedo, es de esperar que los patógenos tengan una influencia más fuerte".
La tendencia global que estos investigadores han descubierto ilustra cuánto puede depender la diversidad de la vida biológica en la Tierra en las interacciones a pequeña escala. "Este mecanismo es un proceso a escala global, y estamos hablando de interacciones entre adultos, jóvenes y sus enemigos especializados a una escala de 10 metros", dice LaManna. "Esa interacción a escala muy local está contribuyendo a un patrón de biodiversidad en todo el mundo".
