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El lado oculto de la rareza: no es tan raro ser raro

3 de abril 2020

Begoña García lleva muchos años estudiando con pasión una curiosa planta, Borderea chouardii. Se trata de una especie rara con un origen biogeográfico que se remonta al Terciario y que permanece confinada en unas pocas paredes calizas del Pirineo Central. Desconocida hasta mediados del siglo XX, se considera una especie en peligro de extinción. Pero… ¿lo es?

Borderea chouardii, especie endémica de extrema rareza que crece en paredes calizas del Pirineo Central. Foto: Begoña García

Borderea chouardii, especie endémica de extrema rareza que crece en paredes calizas del Pirineo Central. Foto: Begoña García

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Para Begoña, Adrian y Fernando

Preocupada por su destino, Begoña ha prospectado con detalle sus poblaciones: ha buscado nuevos individuos entre las grietas del roquedo, ha marcado las plantas que crecen cada año desde pequeños tubérculos escondidos entre la roca, ha contado sus flores y semillas e identificado las hormigas como los responsables de la polinización de sus flores y de la dispersión de las semillas hasta otras grietas. Gracias a estos censos ha podido estimar si las poblaciones de Borderea chouardii están en declive.

¿Cuán vulnerables son estas especies, normalmente incluidas en listas o catálogos de especies que deben protegerse? ¿cómo se lo hacen tantas especies raras para persistir en el tiempo?

La sorpresa ha sido mayúscula al constatar que, si las cosas siguen igual, el futuro de esas poblaciones está asegurado para los próximos siglos, a pesar de que el número de plantas nuevas es escaso. Eso es así gracias a la gran longevidad de los tubérculos (más de 300 años), que año tras año producen nuevos tallos. No es el único caso en que el estudio detallado de la demografía de especies raras ha encontrado que, pese a su rareza, sus poblaciones no están en declive. Esto plantea varias cuestiones interesantes: ¿cuán vulnerables son estas especies, normalmente incluidas en listas o catálogos de especies que deben protegerse? ¿cómo se lo hacen tantas especies raras para persistir en el tiempo?

En 1981, la ecóloga Deborah Rabinowitz propuso tres criterios para determinar la rareza de las especies. El primer criterio es vivir en un área restringida. Las especies endémicas, que sólo se encuentran en zonas geográficas delimitadas, cumplirían a priori este criterio, particularmente si se trata de zonas pequeñas. Los endemismos insulares, tan abundantes en las Baleares, serían un buen ejemplo. El segundo criterio es que vivan en hábitats muy concretos, poco frecuentes. Bastantes especies que viven exclusivamente en paredes rocosas, como las que acompañan a Borderea chouardii cumplirían este criterio. El tercer criterio es que se trate de especies con poblaciones reducidas, con pocos individuos. Es el caso de Astragalus nitidiflorus, una leguminosa herbácea del sudeste de la península Ibérica que se daba por extinguida y de la que se redescubrieron unos pocos individuos en el año 2004. No por casualidad, estos criterios pueden darse simultáneamente, incrementando el grado de rareza, como es el caso de Borderea chouardii, con un àrea de distribución y un hàbitat restringidos.

Ejemplar de Astragalus nitidiflorus. Foto: Nano Sanchez.

Ejemplar de Astragalus nitidiflorus. Foto: Nano Sanchez.

Cualquier especie que viva en un sólo sitio tiene sobre ella la espada de Damocles de que cualquier perturbación que destroce ese lugar se lleve por delante sus poblaciones.

Estos criterios de rareza son una herramienta útil para establecer categorías y prioridades de cara a la conservación. Cualquier especie que viva en un sólo sitio tiene sobre ella la espada de Damocles de que cualquier perturbación que destroce ese lugar se lleve por delante sus poblaciones. Algo similar ocurre cuando una alteración sistémica del medio, como el cambio climático, hace peligrar un hábitat, y por consiguiente aquellas especies que viven exclusivamente en él. Es el bien conocido caso de la fauna polar. Finalmente, las especies con pocos individuos están sujetas a problemas de consanguineidad y de diversidad genética, y también a cualquier contingencia que haga desaparecer por competo sus poblaciones o las disminuya hasta unos niveles en que la reproducción no sea viable.

Sin embargo, los estudios demográficos nos muestran que la dinámica demográfica de muchas especies raras no es tan diferente de la que presentan especies más comunes. Por lo tanto, los criterios de rareza propuestos por Rabonowitz no comportan necesariamente un colapso demográfico. Eso tiene importantes consecuencias en la conservación. Por un lado, por que alerta que algunas especies que quizás no presenten todavía signos muy aparentes de rareza pueden estar experimentando un declive demográfico. Pero más importante todavía, por que nos proporciona herramientas poderosas para focalizar nuestros esfuerzos en aquellas especies que están realmente en peligro y para implementar procedimientos que mejoren el estado de sus poblaciones, una vez que conocemos sus puntos débiles demográficos (reproducción, dispersión y banco de semillas, germinación, mortalidad de adultos y juveniles).

Oso polar, especie vulnerable al cambio climático que amenaza su hábita.

Oso polar, especie vulnerable al cambio climático que amenaza su hábitat.

Pero, ¿es tan rara la rareza?

La verdad es que no. Un estudio reciente de Enquist y colaboradores reporta que el 36,5% del total de las especies vegetales del planeta son muy raras. Esto tiene su lógica: si la rareza fuera un estado transitorio, próximo a la extinción sería poco probable encontrar muchas especies raras, por que la mayoría de ellas ya se habrían extinguido. Eso nos lleva a preguntarnos qué es lo que hace persistir a esas especies a pesar de su rareza. Con frecuencia se había atribuido la rareza a la persistencia en hábitats marginales, poco concurridos, como las paredes de roca en el caso de Borderea chouardii. Pero eso no explicaría la gran cantidad de especies raras que encuentra Enquist y colaboradores. Los estudios de Begoña García ilustran que la persistencia se explica mejor en base al comportamiento demográfico de las especies. Por ejemplo, algunos parámetros, como la longevidad de los individuos, o la de sus órganos de resistencia como en el caso de Borderea chouardii, ayudan claramente a mantener las poblaciones. Recordemos que algunas de las especies de árboles con individuos más viejos pueden considerarse relativamente raras, pues se encuentran confinadas a un número reducido de localidades, como es el caso de los milenarios Pinus longaeva, P. aristata o P. balfouriana de las montañas del oeste de Norteamérica (Pastor de árboles, Festina lente).

Distribución de especies de plantas raras en la Tierra (Enquist et al., Sci. Adv. 2019; 5 : eaaz0414).

Distribución de especies de plantas raras en la Tierra (Enquist et al., Sci. Adv. 2019; 5 : eaaz0414).

Además, la propia variabilidad del medio puede permitir que aparezcan ventanas de oportunidad favorables al aumento de las poblaciones. Durante los momentos desfavorables, las poblaciones declinan, incrementando su rareza. Pero pueden mantener estructuras, como un banco de semillas persistentes enterrado en el suelo, que les permiten una rápida recuperación de las poblaciones. Para comprender estos mecanismos debemos considerar todas las fases de la vida de los vegetales. Vemos así las semillas como una prolongación de su progenitor. Son el eslabón que mantiene las poblaciones entre generaciones sucesivas de plantas. Por su parte, la variabilidad temporal del medio tiene también una dimensión espacial. Un lugar que es desfavorable un año, puede convertirse en una ventana de oportunidad el año siguiente. La capacidad de dispersarse y de estar presente en cualquier sitio es otro mecanismo que puede mantener indefinidamente las poblaciones, aunque sea en bajas densidades.

Lo importante para la persistencia de la especie a largo plazo es que siempre haya algún lugar ocupado por alguna población de la especie, la cual actuaría de foco de propagación hacia otros hábitats antes de extinguirse.

El concepto de metapoblaciones, desarrollado por el ecólogo finlandés Ilkka Hanski, ayuda a formalizar esta idea. Se trata de considerar el número de sitios favorables ocupados por una misma especie en un territorio. En cada uno de esos lugares habría una población, con su tendencia a aumentar o disminuir. Por tanto, una metapoblación equivaldría a una población de poblaciones. Lo importante para la persistencia de la especie a largo plazo es que siempre haya algún lugar ocupado por alguna población de la especie, la cual actuaría de foco de propagación hacia otros hábitats antes de extinguirse. Por tanto, se pueden distinguir poblaciones “fuente” con tendencia demográfica en ascenso, que proporcionan individuos a las nuevas poblaciones, y poblaciones “sumidero”, receptoras de individuos que compensan una tendencia demográfica al declive. Este ha sido el comportamiento de las poblaciones del lince en Andalucía, según se ha visto en los seguimientos que se vienen haciendo desde hace años.

En el caso de especies adaptadas a microhábitats específicos, su persistencia puede estar favorecida por estructuras especializadas que permitan optimizar unos recursos inasequibles para otras especies. Por ejemplo, las plantas carnívoras, muchas de ellas raras, obtienen recursos nutricionales adicionales de los insectos que capturan. Esto les permite persistir en ambientes oligotróficos, pobres en nutrientes. En cambio, en ambientes sin tantas limitaciones, más ricos en nutrientes, otras especies de plantas más abundantes adquieren la dominancia en perjuicio de esas especialistas. Y en último término, eso conduciría a la desaparición de las especies menos competitivas.

Las plantas carnívoras presentan caracteres altamente especializados que les permiten vivir en ambientes oligotróficos, pobres en nutrientes.

Las plantas carnívoras presentan caracteres altamente especializados que les permiten vivir en ambientes oligotróficos, pobres en nutrientes.

Si las especies más emparentadas son más parecidas entre si que respecto a otros linajes, sus relaciones competitivas serían más intensas, y su probabilidad de aparecer juntas en la evolución disminuiría.

De este modo, sería difícil observar juntas a las especies dominantes y a las más desfavorecidas competitivamente. Cuando se ha producido la desaparición por competencia, ya no podemos detectar la competencia en acción, sino su solamente el resultado. Esta idea, conocida como el “fantasma de la competencia pasada” plantea un interesante problema de comprobación: no podemos negar que cualquier configuración de una comunidad (con mayor o menor presencia de especies abundantes, por ejemplo) se explique por un fenómeno – la competencia en este caso – que no puede ser medido, ya que ocurrió en el pasado. La solución a este problema ha estimulado la imaginación de los ecólogos. Por ejemplo, si las especies más emparentadas son más parecidas entre si que respecto a otros linajes, sus relaciones competitivas serían más intensas, y su probabilidad de aparecer juntas disminuiría. Se trata de comprobaciones a posteriori, que nos recuerdan que la ecología no deja de ser una ciencia histórica.

La desaparición definitiva de una especie de un territorio debido a la competencia necesita su tiempo, sobre todo si las especies no son muy diferentes. Es lo que les ocurre a muchos vegetales. Un árbol perenne produce mucha sombra a las hierbas que crecen debajo, las cuales acaban desapareciendo. Pero las hierbas no se hacen tanta sombra entre sí y eso permite que muchas especies herbáceas pueden coexistir en un mismo prado, aunque sigan compitiendo. En otras palabras, la competencia deja mucho margen para coexistir y sólo determinadas configuraciones de planta – como los árboles – consiguen suficiente ventaja como para sustraer completamente del medio algún recurso esencial – como la radiación -, de forma que no puede ser usado por plantas con otra configuración – como las hierbas -. Dentro de cada una de esas configuraciones – también llamadas tipos biológicos – una vez que una especie se ha establecido, las opciones de persistir son grandes. Obviamente, tener individuos de vida larga ayuda a mantenerse en un sitio, como ocurre en los bosques tropicales, donde conviven muchas especies de árboles que mantienen poblaciones con pocos individuos, contribuyendo así a la enorme diversidad de esos ecosistemas.

En los prados conviven una importante diversidad de especies herbáceas que eluden la exclusión competitiva al utilizar los recursos de forma muy parecida.

En los prados conviven una importante diversidad de especies herbáceas que eluden la exclusión competitiva al utilizar los recursos de forma muy parecida.

Redes de colaboración entre las especies raras

A este modelo de coexistencia basado en la competencia, hay que sumar la contribución de las interacciones colaborativas entre especies. En un reciente trabajo, Calatayud y colaboradores estudiaron comunidades de plantas y de insectos de todo el mundo en las que se había cartografiado la ubicación de los individuos de las diferentes especies. En su estudio mostraron que las especies raras tienden a encontrarse más próximas de lo que cabría esperar si estuvieran compitiendo entre sí. Es como si el estrés causado por la competencia de las especies abundantes, que continúa existiendo, fuera compensado por un entramado de colaboraciones – utilizando un término antropocéntrico – entre las especies más raras. La analogía con las sociedades humanas es sugerente. Fernando Valladares ha glosado muy bien este trabajo y sus derivadas en una de sus píldoras visuales.

El estrés causado por la competencia de las especies abundantes, que continúa existiendo, parece ser compensado por un entramado de colaboraciones entre las raras.

Esta idea de que la competencia prevalece en las relaciones entre especies abundantes, mientras que la colaboración estructura las interacciones entre especies raras recuerda las ideas de diversidad de Pearson y Margalef, según las cuales las comunidades típicamente se organizan a partir de unas pocas especies abundantes y muchas especies raras. También enlaza con la forma en que se distribuyen las especies a lo largo de gradientes ambientales, como ilustró Whittaker en su teoría del continuum.

Robert Whittaker observó que, en los bosques de las Montañas Rocosas, las especies dominantes, aquellas que determinan el dosel del bosque, se van sucediendo a lo largo del gradiente de elevación. Este patrón se corresponde con lo que observamos en las bandas de vegetación de nuestras montañas, y puede interpretarse como que cada una de estas especies adquiere ventaja competitiva en una parte del gradiente, allí donde las condiciones le son más favorables. Pero lo más curioso es que las especies raras se distribuyen a su aire a lo largo del gradiente, diríamos que intentando pasar desapercibidas. A menudo se ha interpretado este patrón como la capacidad de las especies raras de establecerse en hábitats poco frecuentes, como las paredes rocosas que albergan a Borderea chouardii. Esta explicación es razonable en ámbitos geográficos amplios, pero es algo más problemática cuando nos referimos a especies que conviven en el mismo sitio – aunque la variabilidad micro-local puede ser muy importante y no hay que despreciarla -.

Redes de interacciones positivas (azul) y negativas (rojo) en un bosque tropical. El tamaño de los nodos es proporcional a la abundancia de las especies (cuanto más pequeño, más rara es la especie) (Calatayud et al. 2020. Nature Ecology & Evolution 4, 40–45)

Redes de interacciones positivas (azul) y negativas (rojo) en un bosque tropical. El tamaño de los nodos es proporcional a la abundancia de las especies (cuanto más pequeño, más rara es la especie) (Calatayud et al. 2020. Nature Ecology & Evolution 4, 40–45)

El estudio de Calatayud y colaboradores apunta a la existencia de una red de interacciones positivas entre especies raras que ayudaría a su persistencia. Sabemos de la importancia del mutualismo entre plantas y animales, como ejemplifican la polinización y la dispersión. La interacción positiva entre plantas también la podemos ver en el efecto percha que producen algunos árboles favoreciendo el reposo de los pájaros y la consiguiente dispersión de las semillas de otras especies. O en la protección que algunas plantas ejercen sobre otras ante las inclemencias del tiempo o de los herbívoros. Pero nos queda mucho más por conocer, por ejemplo, acerca de la comunicación química entre plantas a través de los compuestos volátiles que emiten. O sobre las interacciones que se producen bajo el suelo, ya sea compartiendo microorganismos o intercambiando directamente nutrientes o compuestos metabolizados.

Francisco Pugnaire y su equipo ha trabajado desde hace muchos años en las zonas áridas de Almería. Allí ha comprobado que algunas especies son capaces de captar agua con sus raíces en los horizontes más profundos del suelo; a su vez, las raíces superficiales de esas plantas emiten exudados al suelo, irrigándolo sutilmente, suficiente para que el agua de esos exudados pueda ser aprovechada por plantas que desarrollan raíces superficiales.

Dunas en el Parque Natural del Cabo de Gata, Almería. Foto: Miguel Ángel Sánchez-Guerrero (All rights reseved).

Dunas en el Parque Natural del Cabo de Gata, Almería. Foto: Miguel Ángel Sánchez-Guerrero (All rights reseved).

Participación ciudadana: aumentar la muestra, aumentar la fiabilidad

Entender a las especies raras nos ayuda a comprender aspectos esenciales de su biología y de cómo funciona toda la comunidad de organismos que las rodean. La pasión por ellas no es exclusiva de Begoña. Muchos científicos y científicas han ido recolectando datos sobre ellas durante años. Sin series largas de datos, las tendencias demográficas observadas son poco fiables. Los valores de supervivencia, fecundidad o establecimiento de nuevos individuos cambian cada año debido a la variabilidad interanual de las condiciones climáticas, o a imponderables como la visita ocasional de depredadores. Necesitamos estimar si la mortalidad de un año puede compensarse con el nacimiento de nuevas plantas en otro año. O si niveles altos de fecundidad en determinados años sirven para algo, ya que las semillas a menudo no tienen ocasión de germinar, o si lo hacen las plántulas resultantes se mueren rápidamente.

Ante la variabilidad en el comportamiento de cada planta, la mejor manera para poder valorar con ciertas garantías estadísticas el futuro de las poblaciones es monitorizar muchos individuos.

Ante la variabilidad en el comportamiento de cada planta, la mejor manera para poder valorar con ciertas garantías estadísticas el futuro de las poblaciones es monitorizar muchos individuos. Eso representa muchas horas de trabajo en el campo, a menudo limitado por los pocos días en que se pueden hacer algunas medidas, como la floración. En estos momentos, cuando los recursos económicos y humanos destinados a la investigación son escasos, Begoña y su equipo han puesto imaginación y han montado el programa “Adopta una planta” para formar voluntarios que ayuden en esos seguimientos. Antes, estos científicos invertían una gran parte de su tiempo recolectando datos de campo. Ahora dedican su tiempo a coordinar el trabajo de los voluntarios, a enseñarles y a verificar la información que aportan. Así se consigue que cumplan los estándares de calidad científica. Vemos una transformación de algunos perfiles científicos, que responde a una sociedad cada día más formada y con personas muy motivadas en la obtención de conocimiento compartido.

Voluntarios del programa RESECOM, donde participa Begoña. Foto: Liferesecom.ipce.csic.es/

Voluntarios del programa RESECOM, donde participa Begoña. Foto: Liferesecom.ipce.csic.es/

Vivimos en un momento en que la transformación de la actividad científica se produce en diferentes ejes. A la vez de que la tecnificación y especialización continúa su tendencia a incrementarse – como lo ha hecho siempre a lo largo de la historia de la ciencia -, se consolida un perfil de investigación en el que el protagonismo lo tiene la acumulación descomunal de datos y su procesamiento (Big data: el detalle infinitesimal de un número casi infinito de casos). Esas tendencias, que podrían llevar a un mayor alejamiento de la sociedad, se ven compensadas por una incesante reclamación por parte de ésta para participar en el progreso del conocimiento. Ya no basta con subvencionar la ciencia. Ahora se quiere saber en que se gasta el dinero, se exige que se divulguen los conocimientos adquiridos y consolidados, algo que no debería causar más que complacencia a los científicos. Y también se quiere contribuir directamente en la adquisición de ese conocimiento.

Obviamente los programas de ciencia ciudadana necesitan rigor en su planteamiento y ejecución, formación competente de los participantes y compromiso por parte de coordinadores y voluntarios.

Muchas personas están perfectamente capacitadas para comprender los principios científicos y quieren participar en la aventura de comprender el mundo para mejorar nuestro bienestar material y emocional. Las iniciativas de ciencia ciudadana se multiplican: han venido para quedarse. Algunos ejemplos particularmente exitosos son los programas Mosquito Alert, Natusfera o Observadores del Mar, entre muchos otros. Obviamente necesitan rigor en su planteamiento y ejecución, formación competente de los participantes y compromiso por parte de coordinadores y voluntarios. Todo ello implica una adaptación en el proceder al que estaban acostumbrados las científicas y los científicos. El caso de Begoña García y su equipo es un buen ejemplo.

Esta perspectiva puede aportar nueva savia a ciertas disciplinas, como las taxonómicas. Es probable que no tardemos en ver redes de científicos y científicas voluntarios identificando especímenes de hongos, plantas, animales – allá donde las técnicas moleculares no lleguen – y aportando datos sobre su ecología, coordinadas por equipos de científicos profesionales que se encarguen de la verificación y difusión de la información.

Sin duda, esta interacción entre las personas y la adquisición del conocimiento es una de las transformaciones más apasionantes que está experimentando el mundo científico en los últimos tiempos

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Professor d’Ecologia de la UAB. Investigador del CREAF en temes d’ecologia de la vegetació i canvi global. President de l’Asociación Española de Ecología Terrestre.
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