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Bajo cambio climático, las especies no siempre se mueven en las direcciones predichas

Un reciente estudio de campo revela los matices de la respuesta de las plantas al cambio climático.

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Meagan Oldfather, una ecóloga vegetal de UC Berkeley, caminaba rápidamente, trepando las rocas de las Montañas Blancas, una cadena montañosa al noroeste del Valle de la Muerte, en la frontera entre California y Nevada. A medida que el clima cambia, se espera que las especies de plantas se encuentren a mayor altitud en montañas como estas, siguiendo condiciones ambientales históricas. Con el aumento de temperaturas y con base en principios teóricos, anticipamos que las poblaciones a mayor altitud responderán favorablemente, mientras que las ubicadas en elevaciones más bajas decrecerán. Pero estas simples predicciones solo nos cuentan una parte de la historia. Aun y cuando los ecólogos pueden modelar la distribución de especies bajo condiciones de cambio climático detrás de sus escritorios, para comprender la verdadera dimensión de la situación y predecir cambios en la futura distribución de especies, necesitamos información detallada de campo como la que Oldfather ha estado colectando durante los últimos cinco años.

Meagan Oldfather caminando sobre rocas de dolomita en las Montañas Blancas de California, el sitio de su experimento. Fotografía de Rachael Olliff-Yang.
 

La forma en que una especie responderá al cambio climático es mucho más compleja que simplemente subir una montaña y dependerá de los efectos únicos de temperatura y agua sobre cada una de sus etapas de vida. Por ejemplo, temperaturas más cálidas pueden ser benéficas para la producción de semillas, pero no para la supervivencia de esas plantas. La producción de nuevas plántulas, el crecimiento de hojas y la muerte de individuos influirán en conjunto sobre el crecimiento, estabilidad y declive de esa población. En lugares donde un cambio de temperatura sea benéfico para una o más etapas de vida, se incrementará el número de plantas. Debido a esto, puede haber lugares del paisaje donde una especie no se vea afectada por un aumento de temperatura, mientras que, en otros, las poblaciones de la misma especie pueden disminuir drásticamente. Estos matices son críticos y, para Oldfather, también son muy intrigantes. “Quisiera que más personas se emocionaran con la incertidumbre”, dice. “No siempre sabemos lo que una especie hará, pero ese misterio puede ser muy emocionante”.

El trabajo de Oldfather implicó marcar, contar y dar seguimiento a miles de plantas durante cuatro años, en 16 poblaciones a lo largo del rango elevacional de Ivesia lycopodioides en las Montañas Blancas. También montó experimentos en nueve de esas poblaciones para examinar los efectos de cambios de temperatura y precipitación sobre esta especie en las elevaciones más bajas, medias y más altas de su distribución. Para lograrlo, construyó invernaderos hexagonales miniatura para mantener las plantas a una temperatura cálida, y cargó tanques de agua de cinco galones para regar las plantas durante los meses libres de nieve.

Ivesia lycopodioides es una planta de la familia de las rosas, y es particularmente útil para estudios poblacionales de este tipo ya que forman rosetas basales —una agrupación de hojas en la base del tallo— lo que hace fácil el distinguir plantas individuales. El nombre “lycopodioides” literalmente significa “con apariencia de licopodio”. Oldfather levantó cuidadosamente las hojas para mostrarme la gran similitud con las de los licopodios. Me arrodillé para inspeccionar con más cuidado las hojas. Las plantas alpinas son el epítome de lo que llaman “botánica de barriga”— plantas que solo pueden ser apreciadas tendiéndose boca abajo. Una observación atenta permite ver que estas plantas son impresionantes. I. lycopodioides, con sus hojas en forma encaje y elegantes flores amarillas, no es la excepción.

Cada año durante cuatro años, Oldfather contó cada hoja y cada flor de todas las plantas de estas parcelas y documentó la emergencia de nuevas plántulas. Esta información le permitió evaluar el estado de la población — si se encontraba estable, creciendo o reduciéndose. Este tipo de investigación se conoce como “demografía poblacional” y es equivalente a tomar el pulso de una especie en un sitio en particular.

Aunque es una labor intensiva, este estudio brinda gran información que nos habla sobre los matices de las respuestas de las plantas al cambio climático.

Un pequeño invernadero hexagonal dando calor a una parcela de 30 × 30 cm. Las pequeñas flores amarillas son Ivesia lycopodioides (Rosaceae). Fotografía de Rachael Olliff-Yang.

Benjamin Blonder, un ecólogo vegetal de UC Berkeley especialista en los efectos del cambio climático sobre plantas, dice “[l]os estudios experimentales como este requieren de mucho tiempo pero brindan una perspectiva clave sobre la ecología poblacional que no se obtienen a partir de estudios observacionales”. Blonder también resalta que “[e]ste es un estudio robusto que demuestra la complejidad de los procesos demográficos asociados al cambio climático”.

Oldfather y sus colegas encontraron patrones de declive en las poblaciones ubicadas a mayor elevación, lo que contrasta con las predicciones basadas en la teoría y modelos de distribución. Estos sitios a mayor altura también son los más secos y la contracción poblacional aquí sugiere que la disponibilidad de agua puede ser más importante que la temperatura para determinar su movimiento a lo largo del paisaje. Sin embargo, la simulación de condiciones climáticas a través de sus experimentos revela que más agua no es necesariamente lo mejor en términos de persistencia. El número de plantas debajo de esos pequeños invernaderos parece disminuir más al agregar agua, debido posiblemente al ingreso de especies más competitivas al sistema.

Los resultados de este estudio son fundamentales para evidenciar que existen varias maneras en que una especie puede ser vulnerable en su rango de distribución, y que las predicciones en sus cambios pueden tener matices. “Con el trabajo sobre los efectos de cambio climático en el borde de los rangos de distribución, es frustrante decir a las personas que las especies se moverán de cierta manera para luego ver que no lo hacen”, dice Oldfather. “Es mucho más complejo que eso — las especies son únicas y complicadas”.

“Me parece fascinante que una de las preguntas más básicas en ecología —¿por qué las especies de encuentran donde se encuentran— permanezca aún como una incógnita” dice Oldfather. “Si no estudiamos esta complejidad, ¿cómo podremos predecir con precisión el futuro?”


Rachael Olliff-Yang es una ecóloga vegetal que reside en el norte de California. Su investigación se enfoca en los impactos del cambio climático sobre plantas y polinizadores, así como el diseño de estrategias de conservación para responder a estos impactos. Rachael es también la especialista de comunicación de la Sociedad Botánica de California y una apasionada por hacer la ciencia accesible a todos. Puedes seguirla en Twitter @rlolliffyang y en https://olliffyang.com/.