Los ritmos estacionales dan forma a los ecosistemas en todas partes
La estacionalidad condiciona gran parte de la vida en la Tierra. La mayoría de las especies, incluida la humana, han sincronizado sus propios ritmos con los de las estaciones terrestres.
Los ciclos de crecimiento de las plantas, la migración de miles de millones de animales e incluso aspectos de la cultura humana (desde los rituales de la cosecha hasta la contemplación de los cerezos en flor en Japón) están dictados por estos ritmos dominantes.
Sin embargo, el cambio climático y muchos otros impactos humanos están alterando los ciclos de la Tierra. Si bien los humanos pueden adaptar su comportamiento modificando el calendario de cosechas o las prácticas indígenas de quema de fuego, las especies tienen menor capacidad de adaptación mediante la evolución o los cambios en su distribución.
Una nueva investigación de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda destaca cómo pueden repercutir en los ecosistemas los impactos del cambio de estaciones, con repercusiones generalizadas que pueden ser mayores de lo que se creía anteriormente.
Esto pone en riesgo a especies y ecosistemas en todo el mundo. Aún estamos lejos de tener una visión completa de lo que significan los cambios en la estacionalidad para el futuro de la biodiversidad.
Casi todos los ecosistemas de la Tierra tienen estaciones
Desde los bosques tropicales hasta los casquetes polares y las profundidades abisales, el viaje anual de la Tierra alrededor del Sol trae distintas estaciones a todos los rincones del planeta.
Estos ritmos estacionales dan forma a los ecosistemas en todas partes, ya sea a través de las lluvias monzónicas en las regiones ecuatoriales o el derretimiento predecible de la capa de nieve en las cadenas montañosas.
Sin embargo, la estacionalidad de estos procesos está cambiando rápidamente debido a los impactos humanos locales. Esto incluye la construcción de presas en muchos ríos, que interrumpen total y abruptamente su caudal natural, y la deforestación, que altera el inicio de la temporada de lluvias.
Estas influencias locales se ven agravadas por el cambio climático, que está modificando sistemáticamente los patrones estacionales de la capa de nieve, la temperatura y las precipitaciones en todo el mundo.
Imagen: Las lluvias monzónicas representan uno de los principales ciclos estacionales de la Tierra.
Desde el derretimiento estacional más temprano de los glaciares y la capa de nieve hasta la interrupción de los ciclos de lluvia monzónicos, los efectos de estos cambios se están sintiendo ampliamente.
Podrían verse afectados muchos importantes procesos ecológicos de los que dependemos. Un desajuste entre las floraciones de plancton y los ciclos de vida de los peces podría afectar la salud de las pesquerías. El turismo que depende de las migraciones estacionales de grandes mamíferos, podría verse afectado. Incluso la regulación del propio sistema climático está estrechamente controlada por los procesos estacionales.
El cambio de estacionalidad amenaza con desestabilizar procesos ecológicos clave y la sociedad humana.
Adaptaciones evolutivas a las fluctuaciones estacionales
Los ritmos estacionales de los ecosistemas son evidentes para cualquier observador. La sincronización natural de las flores anuales y los árboles caducifolios, adaptada a las variaciones estacionales de lluvia, temperatura y radiación solar, transforma los colores de paisajes enteros a lo largo del año.
La llegada y salida de las aves migratorias, el ciclo de vida de los insectos y anfibios y los rituales de apareamiento de los grandes mamíferos pueden cambiar por completo los paisajes sonoros con las estaciones.
Estos ejemplos ilustran cómo actúa la estacionalidad como una poderosa fuerza evolutiva que ha moldeado los ciclos de vida y el comportamiento de la mayoría de las especies. Sin embargo, ante cambios sin precedentes en los ritmos naturales de la Tierra, estas adaptaciones pueden generar complejos impactos negativos.
Por ejemplo, las liebres americanas cambian de color de pelaje entre el invierno y el verano para mimetizarse con el entorno y esconderse de los depredadores. Les cuesta adaptarse a los cambios en la época de las primeras nevadas y el deshielo. El impacto del cambio de estacionalidad en las poblaciones de liebres está vinculado a cambios en las tasas de depredación. Sin embargo, los propios depredadores también pueden estar desincronizados con el inicio de las nuevas estaciones.
Imagen: Las liebres americanas están teniendo dificultades para adaptarse a los cambios en el momento de las primeras nevadas y del deshielo.
"Nuestra investigación destaca que este tipo de complejas interacciones pueden propagar impactos a través de los ecosistemas, vinculando las adaptaciones estacionales de especies individuales con dinámicas más amplias de la red alimentaria, o incluso con funciones del ecosistema como el secuestro de carbono", dicen Daniel Hernández Carrasco y Jonathan Tonkin, autores del estudio de la Universidad de Canterbury.
"Aunque los biólogos han estudiado los procesos estacionales durante siglos, se sabe sorprendentemente poco sobre cómo median los impactos ecológicos de la alteración de la estacionalidad. Nuestros hallazgos muestran que probablemente estemos subestimando estos impactos. Los distintos mecanismos implicados merecen mayor atención. Mientras no tengamos en cuenta estos complejos procesos, corremos el riesgo de pasar por alto importantes consecuencias ecológicas y humanas".
Cuanto más comprendamos, mejor preparados estaremos
Comprender hasta qué punto los impactos de la alteración de la estacionalidad pueden interactuar y propagarse de individuos a ecosistemas completos es un gran desafío. Requerirá diferentes tipos de investigación, modelos matemáticos complejos y el diseño de nuevos experimentos. Sin embargo, no es fácil manipular las estaciones en un experimento.
Los científicos han ideado métodos innovadores para comprobar experimentalmente los efectos de la alteración de la estacionalidad. Esto incluye la retirada manual de la nieve a principios de la primavera, la manipulación de los patrones de lluvia mediante riego y el traslado de plantas y animales a lugares con una estacionalidad diferente.
Algunos investigadores incluso han recuperado semillas de colecciones centenarias para hacerlas germinar y observar cómo han afectado los cambios recientes en el clima a las poblaciones de plantas.
Estos esfuerzos serán de gran valor para pronosticar impactos y diseñar estrategias de gestión eficaces que beneficien tanto a los ecosistemas como a los seres humanos. Dichos esfuerzos ayudan a anticipar futuras crisis y a priorizar las intervenciones.
Por ejemplo, comprender los mecanismos que permiten a las especies nativas y no nativas anticipar los cambios estacionales ha resultado útil para engañar a las plantas no nativas y hacer que broten solo en la estación equivocada. Esto les otorga una ventaja a las plantas nativas.
De igual manera, los estudios sobre los mecanismos moleculares implicados en la respuesta a la estacionalidad pueden ayudarnos a determinar la probabilidad de que ciertas especies se adapten a cambios adicionales en los patrones estacionales. Esta investigación también puede identificar genes que podrían ser objetivo para mejorar la resiliencia y la productividad de los cultivos.
No solo probablemente subestimamos los riesgos ecológicos del cambio de estaciones, sino que tendemos a olvidar cuánto depende nuestra vida cotidiana de ellos. A medida que cambian los ritmos de la Tierra, los riesgos se multiplican. Pero también se multiplica nuestra oportunidad de comprender, anticipar y adaptarnos mejor a estos cambios.
La investigación se ha publicado en la revista Science: Ecological and evolutionary consequences of changing seasonality
