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¿Pueden los animales, plantas y hongos adaptarse al cambio climático?


por Anja Marie Westram

Los animales de presa se protegen de los depredadores mediante el uso de colores de camuflaje. Los peces pueden moverse rápidamente en el agua debido a su forma alargada. Las plantas utilizan olores para atraer insectos polinizadores: las adaptaciones de los seres vivos a su entorno son omnipresentes. Estas adaptaciones están determinadas en los genes del organismo y surgen a través de procesos evolutivos a lo largo de generaciones; a diferencia de muchos comportamientos, por ejemplo, no están influenciadas espontáneamente por el medio ambiente a lo largo de la vida. Por lo tanto, un entorno que cambia rápidamente conduce a una “mala adaptación”. La fisiología, el color o la estructura corporal ya no se adaptan al medio ambiente, por lo que la reproducción y la supervivencia son más difíciles, el tamaño de la población disminuye y la población puede incluso extinguirse.

El aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera provocado por el hombre está cambiando el medio ambiente de muchas maneras. ¿Significa esto que muchas poblaciones ya no están bien adaptadas y se extinguirán? ¿O los seres vivos también pueden adaptarse a estos cambios? Entonces, en el transcurso de unas pocas generaciones, ¿surgirán animales, plantas y hongos que sean más capaces de afrontar, por ejemplo, el calor, la sequía, la acidificación de los océanos o la reducción de la capa de hielo de las masas de agua y, por tanto, puedan sobrevivir bien al cambio climático?

Las especies siguen el clima al que ya están adaptadas y se extinguen localmente.

De hecho, los experimentos de laboratorio han demostrado que las poblaciones de algunas especies pueden adaptarse a las condiciones cambiantes: en un experimento en el Vetmeduni de Viena, por ejemplo, las moscas de la fruta pusieron muchos más huevos después de poco más de 100 generaciones (no mucho tiempo, ya que las moscas de la fruta se reproducen). rápidamente) bajo temperaturas cálidas y habían cambiado su metabolismo (Barghi et al., 2019). En otro experimento, los mejillones pudieron adaptarse a agua más ácida (Bitter et al., 2019). ¿Y cómo se ve en la naturaleza? También allí algunas poblaciones muestran evidencia de adaptación a las condiciones climáticas cambiantes. El informe del Grupo de Trabajo II del IPCC (Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático) resume estos resultados y enfatiza que estos patrones se encontraron principalmente en insectos, que, por ejemplo, comienzan más tarde sus “vacaciones de invierno” como adaptación a veranos más largos (Pörtner et al., 2022).

Desafortunadamente, los estudios científicos sugieren cada vez más que una adaptación evolutiva (suficiente) a la crisis climática probablemente sea la excepción y no la regla. Las áreas de distribución de numerosas especies se están desplazando a mayores altitudes o hacia los polos, como también se resume en el informe del IPCC (Pörtner et al., 2022). Por tanto, las especies “siguen” el clima al que ya están adaptadas. Las poblaciones locales en el borde más cálido del área de distribución a menudo no se adaptan, sino que migran o mueren. Un estudio muestra, por ejemplo, que el 47% de las 976 especies animales y vegetales analizadas tienen poblaciones (recientemente) extintas en el borde más cálido del área de distribución (Wiens, 2016). También pueden desaparecer por completo especies para las que no es posible un cambio suficiente en su área de distribución, por ejemplo porque su distribución se limita a lagos o islas individuales. Una de las primeras especies que se ha demostrado extinta debido a la crisis climática es la rata de cola de mosaico de Bramble Cay: solo se encontró en una pequeña isla de la Gran Barrera de Coral y no pudo evitar repetidas inundaciones y cambios de vegetación relacionados con el clima. (Waller et al., 2017).

Para la mayoría de las especies, es poco probable que se adapten lo suficiente

No se puede predecir con precisión cuántas especies podrán adaptarse lo suficiente al creciente calentamiento global y a la acidificación de los océanos y cuántas se extinguirán (localmente). Por un lado, las propias predicciones climáticas están sujetas a incertidumbre y a menudo no pueden realizarse a una escala suficientemente pequeña. Por otro lado, para hacer una predicción para una población o especie, habría que medir su diversidad genética relevante para la adaptación al clima, y ​​esto es difícil incluso con costosas secuenciaciones de ADN o experimentos complejos. Sin embargo, sabemos por la biología evolutiva que es poco probable que muchas poblaciones se adapten lo suficiente:

  • La rápida adaptación requiere diversidad genética. En lo que respecta a la crisis climática, la diversidad genética significa que los individuos de la población original, por ejemplo, se enfrentan de manera diferente a las altas temperaturas debido a diferencias genéticas. Sólo si esta diversidad está presente, los individuos adaptados al calor pueden aumentar en la población durante el calentamiento. La diversidad genética depende de muchos factores, por ejemplo el tamaño de la población. Las especies cuyo área de distribución natural incluye hábitats climáticamente diferentes tienen una ventaja: las variantes genéticas de poblaciones ya adaptadas al calor pueden “transportarse” a áreas más cálidas y ayudar a sobrevivir a las poblaciones adaptadas al frío. Por otro lado, cuando los cambios climáticos conducen a condiciones a las que ninguna población de la especie está todavía adaptada, a menudo no hay suficiente diversidad genética útil; esto es exactamente lo que sucede en la crisis climática, especialmente en los bordes más cálidos de las áreas de distribución ( Pörtner et al., 2022).
  • La adaptación ambiental es compleja. El propio cambio climático impone a menudo múltiples requisitos (cambios de temperatura, precipitaciones, frecuencia de tormentas, capa de hielo…). También hay efectos indirectos: el clima también influye en otras especies del ecosistema, por ejemplo en la disponibilidad de plantas forrajeras o en el número de depredadores. Por ejemplo, muchas especies de árboles no sólo están expuestas a una mayor sequía, sino también a más escarabajos de la corteza, ya que estos últimos se benefician del calor y producen más generaciones al año. Los árboles que ya están debilitados sufren una presión adicional. En Austria, por ejemplo, esto afecta a la pícea (Netherer et al., 2019). Cuanto más diferentes desafíos presenta la crisis climática, menos probable es que la adaptación sea exitosa.
  • El clima está cambiando demasiado rápido debido a la influencia humana. Muchas adaptaciones que observamos en la naturaleza se han producido a lo largo de miles o millones de generaciones; el clima, por el contrario, está cambiando drásticamente en tan sólo unas pocas décadas. En especies que tienen un tiempo generacional corto (es decir, que se reproducen rápidamente), la evolución ocurre relativamente rápido. Esto podría explicar en parte por qué a menudo se han encontrado adaptaciones al cambio climático antropogénico en los insectos. Por el contrario, las especies grandes y de crecimiento lento, como los árboles, suelen tardar muchos años en reproducirse. Esto hace que sea muy difícil mantenerse al día con el cambio climático.
  • Adaptación no significa supervivencia. Es posible que las poblaciones se hayan adaptado hasta cierto punto a los cambios climáticos (por ejemplo, pueden sobrevivir hoy a las olas de calor mejor que antes de la revolución industrial) sin que estas adaptaciones sean suficientes para sobrevivir a un calentamiento de 1,5, 2 o 3°C a largo plazo. Además, es importante que la adaptación evolutiva siempre signifique que los individuos mal adaptados tengan poca descendencia o mueran sin descendencia. Si esto afecta a demasiados individuos, los supervivientes pueden estar mejor adaptados, pero la población aún puede reducirse tanto que tarde o temprano desaparezca.
  • Algunos cambios ambientales no permiten ajustes rápidos. Cuando un hábitat cambia fundamentalmente, la adaptación es simplemente inconcebible. Las poblaciones de peces no pueden adaptarse a la vida en un lago seco y los animales terrestres no pueden sobrevivir si su hábitat se inunda.
  • La crisis climática es sólo una de varias amenazas. La adaptación se vuelve más difícil cuanto más pequeñas son las poblaciones, más fragmentado el hábitat y más cambios ambientales ocurren al mismo tiempo (ver arriba). Los seres humanos están dificultando aún más los procesos de adaptación mediante la caza, la destrucción del hábitat y la contaminación ambiental.

¿Qué se puede hacer ante la extinción?

¿Qué se puede hacer cuando no hay esperanzas de que la mayoría de las especies se adapten con éxito? La extinción de las poblaciones locales difícilmente será evitable, pero al menos diversas medidas pueden contrarrestar la pérdida de especies enteras y la reducción de las áreas de distribución (Pörtner et al., 2022). Las áreas protegidas son importantes para preservar las especies que están bien adaptadas y para preservar la diversidad genética existente. También es importante conectar las diferentes poblaciones de una especie para que las variantes genéticas adaptadas al calor puedan propagarse fácilmente. Para ello se están estableciendo “corredores” naturales que conectan hábitats adecuados. Puede ser un seto que conecte diferentes rodales de árboles o áreas protegidas en una zona agrícola. El método de transportar activamente individuos de poblaciones amenazadas a áreas (por ejemplo, a altitudes o latitudes más altas) donde están mejor adaptados es algo más controvertido.

Sin embargo, las consecuencias de todas estas medidas no pueden estimarse con precisión. Aunque pueden ayudar a mantener poblaciones individuales y especies enteras, cada especie responde de manera diferente al cambio climático. Los rangos cambian de diferentes maneras y las especies se encuentran en nuevas combinaciones. Interacciones como las cadenas alimentarias pueden cambiar de manera fundamental e impredecible. La mejor manera de preservar la biodiversidad y sus invaluables beneficios para la humanidad frente a la crisis climática sigue siendo combatir eficaz y rápidamente la propia crisis climática.

literatura

Barghi, N., Tobler, R., Nolte, V., Jakšić, AM, Mallard, F., Otte, KA, Dolezal, M., Taus, T., Kofler, R. y Schlötterer, C. (2019 ). La redundancia genética impulsa la adaptación poligénica en Drosophila. PLoS Biology, 17(2), e3000128. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000128

Bitter, MC, Kapsenberg, L., Gattuso, J.-P. y Pfister, CA (2019). La variación genética permanente impulsa una rápida adaptación a la acidificación de los océanos. Nature Communications, 10(1), Article 1. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13767-1

Netherer, S., Panassiti, B., Pennerstorfer, J. y Matthews, B. (2019). La sequía aguda es un factor importante de la infestación por escarabajos descortezadores en los rodales de abeto real de Austria. Fronteras en los bosques y cambio global, 2. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/ffgc.2019.00039

Pörtner, H.-O., Roberts, DC, Tignor, MMB, Poloczanska, ES, Mintenbeck, K., Alegría, A., Craig, M., Langsdorf, S., Löschke, S., Möller, V., Okem, A. y Rama, B. (Eds.). (2022). Cambio Climático 2022: Impactos, Adaptación y Vulnerabilidad. Contribución del Grupo de Trabajo II al Sexto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático.

Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH, Leung, LK-P., Waller, NL, Gynther, IC, Freeman, AB, Lavery, TH y Leung, LK-P. (2017). Las melodías de Bramble Cay Melomys rubicola (Rodentia: Muridae): ¿Una primera extinción de mamíferos causada por el cambio climático inducido por el hombre? Investigación de vida silvestre, 44(1), 9–21. https://doi.org/10.1071/WR16157

Wiens, JJ (2016). Las extinciones locales relacionadas con el clima ya están muy extendidas entre las especies de plantas y animales. PLoS Biology, 14(12), e2001104. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2001104

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