El efecto abeja: un simple cambio en una red biológica puede tener consecuencias desastrosas | Ciencia

El equilibrio inestable ocurre cuando un ligero movimiento hace que un cuerpo pierda su posición original y afecta a todo el sistema. Este principio fundamental en la aviación también ocurre en la naturaleza. Hasta la fecha, la mayoría de los estudios se han centrado en los impactos individuales de una perturbación en un elemento del ecosistema. Pero esto es mucho más complejo y funciona como una red, como un intrincado tejido de lana, donde el estado de un solo punto puede afectar a toda la red y en ocasiones tener consecuencias catastróficas según el hilo del que se tire. Un estudio publicado Naturaleza y en el que intervino Jordi Bascompte, Premio Ramón Margalef de Ecología e investigador de la Universidad de Zúrich (Suiza), que demostró cómo cada interacción genera cadenas de efectos directos e indirectos que alteran la aptitud de las especies que coevolucionan en redes naturales. La simple introducción de la abeja melífera familiar (o la abeja doméstica) en un entorno en el que es invasiva puede poner todo el sistema patas arriba.

La aptitud de las especies es «la capacidad de los organismos para sobrevivir y reproducirse», según el estudio publicado el miércoles. Y esta propiedad, considerada «moneda biológica fundamental», depende de interacciones ecológicas que van desde antagónicas a recíprocas y «es una de las principales fuerzas que crearon y sustentan la biodiversidad de la Tierra». “A través de las interacciones se empieza a entender cómo funcionan las comunidades, cuántos de los servicios ecosistémicos se articulan y cómo se construye la arquitectura de la biodiversidad”, explica Bascompte.

El efecto en cadena se ha estudiado ampliamente con dos eslabones e interacciones aisladas, como cuando la probóscide de una mariposa, después de años de interacción mutua en busca del beneficio mutuo, alcanza la longitud del tubo floral de una planta. Sin embargo, esta lupa puede ignorar otros impactos directos o indirectos sobre toda la red natural. “La biología evolutiva se ha centrado en casos extremos de máxima especialización que conforman las portadas de los libros”, lamenta la bióloga, ecologista e investigadora.

El nuevo estudio, realizado utilizando métodos analíticos y simulaciones numéricas de 186 redes, amplía el enfoque para revelar los efectos directos e indirectos que «modifican la aptitud de las especies que coevolucionan en estas redes». Algunos pueden pasar desapercibidos, otros tienen buenas intenciones pero son desastrosos, y otros pueden ocultar las consecuencias durante años hasta que sean irreversibles. En cualquier caso, tampoco es completamente inofensivo. El equilibrio en la naturaleza es inestable y es importante prevenirlo o actuar en consecuencia.

Una abeja doméstica se volvió invasiva

“Las especies periféricas tienen más efectos indirectos y sufren mayores pérdidas de 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 topológico», agregan los investigadores, «también fue evidente cuando observamos un estudio empírico de una invasión de abejas domésticas». A medida que las abejas melíferas se integraron en redes como una especie central, los efectos indirectos en otras especies aumentaron, reduciendo su aptitud. Nuestro estudio muestra cómo y por qué tales efectos indirectos pueden afectar el paisaje adaptativo de comunidades comunales ricas en especies”.

“Esta teoría de la aptitud biológica nos permite mapear los cambios en cada una de las redes y ver que hay especies que se benefician y otras que se ven perjudicadas”, explica Bascompte. Algunos ecosistemas, como los arrecifes de coral y los bosques tropicales, dependen en gran medida de relaciones en las que todos ganan. «Las interacciones mutuas, por definición, aumentan la aptitud de los individuos que interactúan y se complementan entre sí con cambios evolutivos mutuos», recuerda el estudio.

Sin embargo, este beneficio directo puede tener efectos indirectos, afectando la misma supervivencia de otras especies, particularmente especies periféricas que no coevolucionan de la misma manera. «Cuanto mayor sea la contribución de los efectos indirectos de otras especies a la evolución de otra especie, menor será su idoneidad», afirma el estudio.

No debemos pensar en los humanos y la biosfera, sino en los humanos dentro de la biosfera como parte de estas redes.

Jordi Bascompte, biólogo e investigador de la Universidad de Zurich

Según el trabajo publicado en Naturaleza. “No debemos pensar en los humanos y la biosfera, sino en los humanos dentro de la biosfera como parte de estas redes”, advierte el ecologista.

La investigación ha simulado los efectos de la introducción de la abeja melífera europea (Apis mellifera) en un entorno donde no es la especie central en las redes de polinización y muestra que «la invasión puede afectar significativamente la aptitud de las especies nativas y remodelar sus paisajes adaptativos».

El mismo experimento permite que las especies afectadas recurran potencialmente a nuevas relaciones mutuas. «Pero la evidencia experimental sugiere que este rara vez es el caso, particularmente en altas densidades de especies invasoras», advierten los investigadores.

Y concluyen: «En general, nuestros resultados muestran cómo y por qué la estructura de las redes ecológicas puede determinar la aptitud, el paisaje de adaptación y, por lo tanto, la persistencia de las especies en los ecosistemas de la Tierra».

aplicaciones

El científico español cree que estas conclusiones son muy relevantes cuando se trata de la restauración de ecosistemas, por ejemplo: “Por ejemplo, no tiene sentido reintroducir especies que dependen de otras generalistas que ya no están en la comunidad”.

Y también en la restauración de especies ya extintas. “Tendemos a pensar de forma muy lineal y muy simplista. Aunque hace unos cientos de años había una manera, las comunidades de hoy se han organizado en un estado diferente, ya veces hay consecuencias bien intencionadas que terminan teniendo repercusiones desastrosas. Es muy difícil entender las consecuencias porque las comunidades funcionan como una red y hay una red de interacciones y otros incidentes que hacen muy difícil la predicción”.

Otra aplicación de los modelos teóricos de redes de interacción es predecir el comportamiento de un ecosistema e identificar los puntos de no retorno. “Es como una moviola en la historia, viendo en cámara rápida la extinción paulatina, sus consecuencias y el punto de colapso de toda la red”, explica el biólogo.

“Los sistemas ecológicos”, aclara el investigador, “no necesariamente funcionan de manera lineal. Si se destruye el 20% del hábitat y se pierden cinco especies, se podría pensar erróneamente que destruir el 40% significaría la extinción de 10 especies. No es así. A veces parece que nada sucede porque los sistemas tienen la capacidad de absorber la perturbación, pero cuando las condiciones se deterioran, los ecosistemas pierden esa resiliencia. Se alcanza un umbral en el que destruir un 3% más de hábitat es catastrófico y el sistema colapsa abruptamente. Nuestro trabajo teórico nos permite predecir la proximidad de estos puntos de no retorno”.

En este sentido, se trata de un estudio ajeno a la obra de Bascompte y publicado en Mas uno, coincide en que el daño que provoca la pérdida de biodiversidad no se manifiesta inmediatamente y genera lo que se ha denominado “deuda de extinción”. Según el artículo, la mayor parte de la investigación se centra en pérdidas relativamente rápidas de hábitats y especies. Sin embargo, la rápida pérdida inicial es seguida por una extinción lenta que posteriormente aumenta exponencialmente.

«Por otro lado», añade el biólogo español, «hay formas de vida que solo pueden aparecer en un ecosistema cuando la red ha alcanzado un tamaño crítico, y a partir de ese momento funcionan automáticamente. Entendiendo las propiedades de las redes, podemos decir cuál es la intervención mínima necesaria para su funcionamiento».

Bascompte cree que una comprensión general del concepto de efectos directos e indirectos en una red es crucial en otras áreas de la vida donde la interacción es moneda corriente. En este sentido, señala cómo “la sociología ha cuantificado hasta qué punto la intención de voto de una persona puede verse afectada por la influencia de personas con las que nunca ha interactuado directamente sino a través de un amigo en común”. Y del mismo modo, las lecciones se pueden aplicar a los negocios, a las relaciones industriales o internacionales, a la comunicación social, a las distintas comunidades de un entorno… Todos vivimos en una red compleja de la que formamos parte.

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