Nuevas herramientas de modelización para comprender mejor la evolución dentro de los ecosistemas
¿Qué favorece la proliferación o el declive de una especie o cómo influyen en su supervivencia la compleja interacción entre factores ambientales y genéticos? La pregunta surge, por ejemplo, cuando se trata de considerar el efecto de la legislación ambiental en determinadas poblaciones piscícolas. Se desconoce en gran medida por qué algunas especies de peces se recuperan de la sobrepesca mientras que otras no, a pesar de la reducción de la presión pesquera o de la veda total. Comprender el modo en que pequeños cambios en las estrategias vitales pueden afectar al crecimiento poblacional podría mejorar nuestra comprensión de nuestro impacto sobre el medio natural. Anna Kuparinen comenta: «Existen buenas razones para pensar que la evolución puede actuar también sobre rasgos con un papel ecológico como el tamaño corporal. El bacalao del Atlántico es un ejemplo ilustre, similar al del salmón del Atlántico o del Pacífico. Además, esta dinámica se ha demostrado en el laboratorio para el pez cebra». Kuparinen dirigió el proyecto COMPLEX-FISH, cuyo propósito era comprender mejor los factores en liza que determinan no solo la resiliencia y la capacidad de recuperación de las especies frente al cambio ambientales, sino también los procesos evolutivos. «Quería combinar los campos de la ecología y la evolución en dos interfaces de dinámicas biológicas complejas», agrega Kuparinen, que llevó a cabo su labor con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación. El objetivo era comprender los dos puntos de vista de la dinámica biológica. «En la práctica, esto requiere modelizar las estrategias vitales, la dinámica poblacional y la dinámica ecosistémica», explica Kuparinen.
Relaciones alométricas como modo de simplificar dinámicas complejas
El equipo de COMPLEX-FISH consideró las denominadas «redes tróficas alométricas». Las relaciones alométricas se emplean para relacionar el peso corporal de las especies con varios procesos biológicos que determinan la tasa alimentación y la dinámica de las especies (por ejemplo, la tasa de aclaramiento, el tiempo de manipulación y la tasa metabólica dependen del peso corporal). El modelo también se puede emplear para estimar la transferencia de energía y nutrientes entre los organismos de una comunidad, la denominada «interacción trófica». «Desarrollé modelos de redes tróficas alométricas para incluir la estructura de edad y el tamaño corporal de los peces, es decir, que los peces de distintas edades tienen tamaños corporales diferentes y, por tanto, funciones ecológicas distintas», explica Kuparinen. El equipo del proyecto examinó las repercusiones de la pesca y la invasión de especies exóticas en ecosistemas lacustres y marinos, analizó datos sobre la estructura de redes tróficas proporcionados por sus colaboradores y efectuaron simulaciones teóricas utilizando redes tróficas creadas con algoritmos propios. El resultado es un modelo de ecosistema en evolución que posibilita simular distintas presiones pesqueras y cómo éstas determinan la evolución de especies piscícolas concretas. «También estudiamos cómo los ecosistemas filtran el ruido ambiental y cómo su estabilidad se ve afectada por las propiedades de la red trófica y las presiones pesqueras», observa Kuparinen.
Evolución fenotípica y su relación con el ecosistema
El equipo descubrió que la evolución fenotípica, es decir, de rasgos observables de un organismo como el peso corporal o la presencia o ausencia de una enfermedad, tiene efectos a nivel de ecosistema y, por ende, debería tenerse más en cuenta. «También pusimos de manifiesto los factores que afectan a la estabilidad ecosistémica, como la propia estructura de la red trófica, los impactos antrópicos como la pesca y las alteraciones relacionadas con el cambio climático, como las especies invasoras y la carga de parásitos». Kuparinen cree que la idea más importante es que las especies no deben tratarse de forma aislada, sino como parte de un ecosistema, y que los efectos se pueden observar no solo en las especies objetivo, sino en los ecosistemas.
Palabras clave
COMPLEX-FISH, evolución fenotípica, ecosistemas, relaciones alométricas, estrés ambiental, cambio ambiental
