El efecto abeja: un simple cambio en una red biol¨®gica puede generar consecuencias catastr¨®ficas

Un equilibrio inestable se da cuando un ligero movimiento lleva a un cuerpo a perder su posici¨®n original y afecta a todo el sistema. Este principio, que en aeron¨¢utica es fundamental, tambi¨¦n se da en la naturaleza. Hasta ahora, la mayor¨ªa de los estudios se centran en los efectos singulares de una alteraci¨®n sobre un elemento del ecosistema. Pero este es mucho m¨¢s complejo y funciona como una red, como un sofisticado tejido de lana donde la afecci¨®n sobre un solo punto puede afectar a todo el entramado y, a veces, con consecuencias catastr¨®ficas, seg¨²n la hebra de la que se tire. Un estudio que publica Nature y en el que ha participado Jordi Bascompte, premio Ram¨®n Margalef de Ecolog¨ªa e investigador de la Universidad de Z¨²rich (Suiza), demuestra c¨®mo cualquier interacci¨®n genera cadenas de efectos directos e indirectos que alteran la aptitud de las especies que coevolucionan en las redes naturales. La simple introducci¨®n de la conocida abeja mel¨ªfera (o dom¨¦stica) en un entorno donde sea invasiva puede poner patas arriba todo el sistema.

La aptitud de las especies es ¡°la capacidad de los organismos para sobrevivir y reproducirse¡±, seg¨²n recuerda el estudio publicado este mi¨¦rcoles. Y esta cualidad, considerada como ¡°moneda biol¨®gica fundamental¡±, depende de las interacciones ecol¨®gicas que, desde las antagonistas hasta las mutualistas, son ¡°una de las principales fuerzas que han generado y sostienen la biodiversidad de la Tierra¡±. ¡°A trav¨¦s de las interacciones se empieza a entender c¨®mo funcionan las comunidades, c¨®mo se articulan muchos de los servicios ecosist¨¦micos y c¨®mo se construye la arquitectura de la biodiversidad¡±, explica Bascompte.

El efecto en cadena se ha estudiado ampliamente con dos eslabones, con interacciones aisladas, como cuando la prob¨®scide de una mariposa coincide con la longitud del tubo floral de las plantas tras una interacci¨®n mutualista de a?os en busca del beneficio mutuo. Sin embargo, esta lupa puede dejar fuera de foco otros efectos directos o indirectos sobre el conjunto de la red natural. ¡°La biolog¨ªa evolutiva se ha centrado en casos extremos, de especializaci¨®n m¨¢xima, que son los que ocupan las portadas de libros¡±, lamenta el bi¨®logo, ec¨®logo e investigador.

El nuevo estudio, realizado con m¨¦todos anal¨ªticos y simulaciones num¨¦ricas de 186 redes, ampl¨ªa el foco para mostrar las afectaciones directas e indirectas que ¡°alteran la aptitud de las especies que coevolucionan en estas redes¡±. Algunas pueden pasar inadvertidas, otras pueden ser bienintencionadas, pero catastr¨®ficas, y otras pueden enmascarar las consecuencias durante a?os, hasta que son irreversibles. En cualquier caso, ninguna es completamente inocua. El equilibrio en la naturaleza es inestable y comprenderlo es fundamental para prevenir o actuar.

Una abeja dom¨¦stica convertida en invasora

¡°Las especies perif¨¦ricas soportan m¨¢s efectos indirectos y experimentan mayores reducciones en la aptitud que las especies centrales [las protagonistas de la red mutualista, aquellas especies que interaccionan de forma directa con muchas otras especies]¡±, defiende el estudio. ¡°Este efecto topol¨®gico¡±, a?aden los investigadores, ¡°tambi¨¦n fue evidente cuando analizamos un estudio emp¨ªrico de una invasi¨®n de la abeja dom¨¦stica. A medida que las mel¨ªferas se integraron como una especie central dentro de las redes, aumentaron los efectos indirectos en otras especies, reduciendo su aptitud. Nuestro estudio muestra c¨®mo y por qu¨¦ tales efectos indirectos pueden gobernar el paisaje adaptativo de conjuntos mutualistas ricos en especies¡±.

¡°Esta teor¨ªa de la eficacia biol¨®gica nos permite mapear los cambios de cada una de las redes y ver que hay especies que se ven beneficiadas y otras especies que se ven desfavorecidas¡±, explica Bascompte. Algunos ecosistemas, como los arrecifes de coral y los bosques tropicales, dependen en gran medida de relaciones de beneficio mutuo. ¡°Las interacciones mutualistas, por definici¨®n, aumentan la aptitud de los individuos que interact¨²an y se completan con cambios evolutivos rec¨ªprocos¡±, seg¨²n recuerda el estudio.

Pero ese beneficio directo puede generar efectos indirectos y afectar a la misma capacidad de supervivencia de otras especies, especialmente las perif¨¦ricas, que no coevolucionan de la misma forma. ¡°Cuanto mayor sea la contribuci¨®n de los efectos indirectos generados por otras especies a la evoluci¨®n de otra, menor ser¨¢ la aptitud de esta¡±, concluye el estudio.

No debemos pensar en el hombre y la biosfera sino en el hombre dentro de la biosfera, formando parte de esas redes

Jordi Bascompte, bi¨®logo e investigador de la Universidad de Z¨²rich

Uno de los factores de alteraci¨®n de las interacciones ecol¨®gicas con efectos extraordinarios es la actividad humana, ¡°que homogeneiza las comunidades ecol¨®gicas y conduce a una reorganizaci¨®n de las relaciones directas e indirectas, cambiando en ¨²ltima instancia el resultado de la coevoluci¨®n y alterando la aptitud de las especies¡±, seg¨²n advierte el trabajo publicado en Nature. ¡°No debemos pensar en el hombre y la biosfera sino en el hombre dentro de la biosfera, formando parte de esas redes¡±, advierte el ec¨®logo.

La investigaci¨®n ha simulado los efectos de la introducci¨®n de la abeja mel¨ªfera europea (Apis mellifera) en un entorno donde no es la especie central en las redes de polinizaci¨®n y demuestra que ¡°convertirla en invasora puede afectar sustancialmente a la aptitud de las especies nativas y remodelar sus paisajes adaptativos¡±.

El mismo experimento admite que las especies afectadas pueden recurrir a nuevas relaciones mutualistas. ¡°Pero la evidencia experimental indica que rara vez se da este caso, especialmente a altas densidades de las especies invasoras¡±, advierten los investigadores.

Y concluyen: ¡°En t¨¦rminos generales, nuestros resultados resaltan c¨®mo y por qu¨¦ la estructura de las redes ecol¨®gicas puede gobernar la aptitud, el paisaje adaptativo y, en consecuencia, la persistencia de especies en los ecosistemas de la Tierra¡±.

Aplicaciones

El cient¨ªfico espa?ol cree que estas conclusiones son de extraordinaria relevancia a la hora, por ejemplo, de la restauraci¨®n de ecosistemas: ¡°No tiene sentido, por ejemplo, reintroducir especies que dependen de otras generalistas que ya no est¨¢n en la comunidad¡±.

Y tambi¨¦n en la recuperaci¨®n de especies ya extinguidas. ¡°Tendemos a pensar de forma muy lineal, muy simplista. Aunque, hace unos cientos de a?os, una especie estuvo presente, las comunidades actuales se han organizado en un estado diferente y, a veces, hay consecuencias bien intencionadas que acaban teniendo efectos desastrosos. Es muy complicado entender las consecuencias porque las comunidades funcionan en forma de red y hay un entramado de interacciones y otras incidencias que hacen muy dif¨ªcil cualquier predicci¨®n¡±.

Otra de las aplicaciones de los modelos te¨®ricos de la red de interacciones es predecir el comportamiento de un sistema ecol¨®gico e identificar los puntos de no retorno. ¡°Es como una moviola de la historia para ver a c¨¢mara r¨¢pida las extinciones graduales, sus consecuencias y el punto de colapso de la red entera¡±, explica el bi¨®logo.

¡°Los sistemas ecol¨®gicos¡±, aclara el investigador, ¡°no necesariamente funcionan de forma lineal. Si se destruye el 20% del h¨¢bitat y se pierden cinco especies, se podr¨ªa pensar de forma equivocada que destruir el 40% supondr¨ªa la extinci¨®n de 10 especies. Eso no es as¨ª. A veces, aparentemente no pasa nada, porque los sistemas tienen la capacidad de absorber la perturbaci¨®n, pero si vamos empeorando las condiciones, los sistemas ecol¨®gicos pierden esa resilencia. Se alcanza un umbral en el que destruir un 3% m¨¢s de h¨¢bitat va a generar una consecuencia catastr¨®fica, el sistema va a colapsar de forma abrupta. Nuestro trabajo te¨®rico nos permite predecir la cercan¨ªa de esos puntos de no retorno¡±.

En este sentido, un estudio ajeno al trabajo de Bascompte y publicado en Plos One, coincide en que el da?o que conduce a la p¨¦rdida de biodiversidad no es inmediatamente evidente y genera lo que se califica como ¡°deuda de extinci¨®n¡±. Seg¨²n el art¨ªculo, la mayor¨ªa de las investigaciones se centran en p¨¦rdidas relativamente r¨¢pidas de h¨¢bitat y de especies. Sin embargo, a la r¨¢pida p¨¦rdida inicial le sigue una lenta extinci¨®n que posteriormente aumenta exponencialmente.

¡°Por otra parte¡±, a?ade el bi¨®logo espa?ol, ¡°hay formas de vida que solo pueden aparecer en un ecosistema cuando hay un tama?o cr¨ªtico de red y, a partir de ese momento, ya funcionan de forma autom¨¢tica. Entender las propiedades de las redes nos permitir¨ªa decir cu¨¢l es la intervenci¨®n m¨ªnima necesaria para su funcionamiento¡±.

Bascompte cree que la comprensi¨®n general del concepto de efectos directos e indirectos en una red es clave en otros aspectos de la vida donde la interacci¨®n sea moneda de cambio. Se?ala en este sentido c¨®mo ¡°la sociolog¨ªa ha cuantificado hasta qu¨¦ punto la intenci¨®n de voto de una persona puede verse afectada por la influencia de personas con las que nunca han interaccionado directamente, pero s¨ª a trav¨¦s de un amigo com¨²n¡±. Y del mismo modo, las ense?anzas pueden aplicarse a la econom¨ªa, a las relaciones laborales o internacionales, a la comunicaci¨®n social, a las distintas comunidades de un entorno¡­ Todos vivimos en una compleja red de la que formamos parte.

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