El cambio climático y las interacciones biológicas, a vueltas con el pasado y el presente para conocer el futuro

No hay duda de que el clima va a cambiar en el futuro debido al aumento de la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera provocado por la acción humana. Parece claro que dichos cambios van a tener un efecto importante en algunas actividades humanas tales como la agricultura, y también pueden afectar enormemente a la distribución geográfica de los organismos vivos. Ahora bien, ¿afectará el cambio climático a las interacciones entre las especies animales y vegetales?, ¿cómo lo hará?. Un trabajo de revisión publicado el pasado mes de Agosto en la revista Science (1) ha tratado de dar respuesta a estas preguntas.

Para estudiar y predecir los efectos del cambio climático en las interacciones entre especies tales como la herbivoría, la depredación, la competencia por recursos clave y el parasitismo, nada mejor que ver lo que ocurrió con estas interacciones en el pasado. Después de todo, el clima de la tierra lleva cambiando desde hace millones de años (aunque bien es cierto que nunca con la rapidez con la que lo está haciendo ahora). Por otra parte,  en la actualidad disponemos de abundantes registros fósiles que nos permiten averiguar cómo eran las comunidades de plantas y animales en unas y otras épocas, y cómo reaccionaron ante los cambios en el clima.

Tras las épocas en las que la temperatura media del planeta aumentó considerablemente, tales como el tránsito del Pérmico al Triásico y el del Paleoceno al Eoceno, hace 250 y 55 millones de años, respectivamente, se produjeron  extinciones masivas de especies. Estas extinciones provocaron una reorganización de las interacciones entre las especies que quedaron, una homogeneización de los ecosistemas y el surgimiento de otros nuevos, muy diferentes de los que se habían visto hasta entonces.

Cambios similares pueden producirse durante el próximo siglo. Experimentos y trabajos de campo recientes han demostrado que el aumento de la temperatura media afecta principalmente a los depredadores y consumidores de los ecosistemas, lo que puede generar importantes reacciones en cadena dentro de estos. Por otra parte, una mayor inestabilidad climática favorece enormemente a los organismos más generalistas, que se alimentan de un mayor número de presas y/o recursos. Por ejemplo, el incremento de la temperatura en las regiones templadas ha hecho aumentar enormemente el riesgo de plagas de aquellos insectos que se alimentan de las hojas de una enorme variedad de árboles. También se producen cambios en los ritmos de crecimiento y reproducción de las especies que pueden dar lugar a desajustes tróficos, por ejemplo, el incremento de la temperatura de las regiones árticas ha hecho que las hierbas ricas en nutrientes de las que se alimentan los caribúes sean más abundantes en la tundra semanas antes de que nazcan las crías de estos mamíferos. El calentamiento global está generando la formación de nuevos ecosistemas, muy diferentes a las que conocemos hoy en día. Por ejemplo, el aumento de las temperaturas mínimas invernales en Europa central ha provocado que la palmera de origen asiático Trachycarpus fortunei, muy común en parques y jardines de todo el continente, se haya establecido en los bosques del sur de Suiza.

También es importante saber que muchas de estas alteraciones de las interacciones entre especies pueden, a su vez, amplificar los efectos del cambio climático. Así, algunos experimentos en los que se ha sometido a la tundra ártica a temperaturas muy superiores a los actuales, se ha registrado un aumento de la superficie ocupada por arbustos en esta. Los arbustos tienen un menor albedo (es decir, reflejan menos radiación solar) que las hierbas, gramíneas y musgos que cubren la tundra habitualmente, lo que podría contribuir a aumentar aún más la temperatura media anual de estas regiones.

Pese a su indudable utilidad, los registros fósiles, los experimentos y los trabajos de campo no nos permiten predecir los cambios que tendrán lugar en el futuro. Para ello es necesario echar mano de herramientas matemáticas e informáticas como los "modelos de distribución de especies". Estos modelos predicen cuál va a ser la distribución geográfica futura de una o varias especies debido al cambio en las condiciones climáticas, a partir del conocimiento que tenemos acerca de su distribución actual. Durante los próximos años los investigadores deberán incorporar en estos modelos las interacciones entre múltiples especies o la capacidad de dispersión y migración hacia otras áreas de las mismas. También sería interesante comparar los datos sobre interacciones procedentes de los registros fósiles del principio de la era cuaternaria (la era geológica en la que vivimos), con los del presente. Sin embargo, dicha comparación es difícil porque muchas de las especies existentes en épocas pretéritas se han extinguido y la ecología de la mayoría de ellas nos es desconocida. De esta forma, para llevarla a cabo necesitaríamos una suerte de "moneda común" entre distintas eras geológicas. Para este fin podría servir la proporción de especies con determinadas características, o la de aquellas que ocupan determinadas posiciones en las cadenas tróficas.

Sea como sea, el estudio de los efectos que el cambio climático va a tener en las interacciones entre especies constituye un apasionante reto para los científicos y es de vital importancia para la humanidad.

(1) Blois J. L., Zarnetske P.L., Fitzpatrick M.C. y Finnegan S. (2013). Climate change and the past, present and future of biotic interactions. Science 341: 499-503.