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Reportaje:

La mariposa que sostiene el ecosistema

Científicos españoles establecen la ley matemática de redes que explica la fragilidad de las comunidades biológicas

Cuando un bosque se quema se destruye en un instante una compleja red de relaciones entre especies que ha tardado al menos 200 años en tejerse. Lo mismo ocurre cuando un maremoto arrasa un bosque tropical. Pero no es necesario un impacto de semejante nivel para conseguir efectos catastróficos. Perturbaciones mucho más sutiles y en apariencia inofensivas pueden echar a perder en poco tiempo centenares de años de evolución. El modo en que esos cambios afectan a los ecosistemas puede medirse mediante una fórmula matemática en la que se relacionan las especies que son esenciales con las que actúan como meros intermediarios ecológicos. Los autores de la fórmula son José Montoya, de la Universidad Queen Mary de Londres, Stuart Pimm, de la Universidad de Duke, en Carolina del Norte, y Ricard Solé, de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona. Su investigación ha merecido la portada en la edición de Nature que se publica hoy.

Las especies clave para el conjunto de la red son apenas el 5% de todas las conocidas

Una ley matemática explica cómo reacciona una comunidad ante una perturbación

La investigación, basada en el análisis da 78 trabajos previos en el área de la biología de la conservación, parte de un viejo enigma formulado por Charles Darwin, el padre de la teoría de la evolución. Tras establecer sus principios básicos, Darwin se preguntó por las complejas relaciones que se establecen entre todos los seres, vegetales y animales, que poblaban un ecosistema concreto. Definió esas relaciones como maraña y planteó si alguna vez sería posible encontrar un patrón o una fórmula universal que la explicara. El artículo, sugiere José Montoya, da por fin una respuesta positiva al autor de El origen de las especies. "Entender la maraña es clave para entender cómo de frágiles son los ecosistemas". Y la fragilidad con la que se sustentan, además de un patrón matemático, es la principal evidencia que aporta el extenso trabajo de revisión que publica Nature.

La fragilidad tiene mucho que ver con el nivel de conexiones que se establecen entre las distintas especies que habitan en un ecosistema. A mayor número de conexiones, señala Montoya, mayor es el valor ecológico de una especie concreta para mantener el sistema equilibrado en su conjunto. Si las conexiones son escasas, la aportación de ese animal o de ese vegetal al conjunto también decrece. Por tanto, ante una perturbación de cualquier tipo, los efectos que provoque a lo largo del tiempo van a depender del organismo que se vea afectado. Si se trata de una especie denominada generalista, que es la que ostenta un mayor número de relaciones con otras especies en la maraña, los efectos sobre el ecosistema van a notarse rápidamente; si por el contrario se trata de una especie satélite o con pocas conexiones, los efectos van a ser menores y se diluirán en el tiempo.

La formulación matemática de ambos aspectos dibuja un gráfico característico llamado Ley de potencia, algo así como una curva exponencial inversa. Ese patrón, indica Ricard Solé, es "prácticamente universal". Los investigadores han comprobado el patrón en las distintas redes ecológicas descritas hasta el momento y en los trabajos de investigación ahora revisados. Salvo pequeñas excepciones, en todos los casos se sigue una fórmula equivalente.

Las especies generalistas suelen ser los llamados depredadores de alta cadena, en esencia, los grandes carnívoros situados en la cúspide de las redes tróficas, aquellas que se definen como la red en la que una especie se alimenta de otra. Pero también puede ser un insecto polinizador en una red cooperativa o mutualista. Si en el primer caso el carnívoro ejerce como factor de control de la población sobre herbívoros, en el segundo una abeja o una mariposa que se alimentan del néctar de las flores puede dispersar el polen a más de 200 especies vegetales.

¿Qué relación guarda la fórmula con la fragilidad de los ecosistemas? O, preguntado de otra manera: dado que la perturbación de una especie se sabe que va a afectar al resto, ¿dónde está la novedad? Para Solé, físico y biólogo de formación, la respuesta es clara: por primera vez se ha evidenciado algo que antes era intuitivo y que además "puede aplicarse como ley general" que explica cómo se comporta un ecosistema ante una perturbación. Aunque los patrones matemáticos sean distintos, existen paralelismos entre los efectos de esa perturbación en los sistemas ecológicos y las redes de Internet y el propio genoma. "Una mutación en un gen clave como el p53 puede dar lugar a un cáncer o a otras enfermedades graves", aclara el investigador catalán. Si la alteración se da en un gen secundario, sus efectos pueden llegar a pasar inadvertidos.

Montoya, formado en Ciencias Ambientales en la Universidad de Alcalá, aporta otras claves: "Lo importante en términos de conservación no son los nodos, sino las conexiones", dice. De su investigación se desprende que existe una mayor conectividad entre las especies de un ecosistema que lo que se creía hasta ahora. Y que entre algunas hay atajos que las vinculan directamente. Destruir los atajos, o lo que es lo mismo, la conexión entre dos especies puede desencadenar su extinción. "Más del 90% de las especies se han extinguido a lo largo de la historia y los ecosistemas han resistido", explica Montoya, lo que da una idea de su robustez. El ecosistema se ha resentido o incluso desaparecido cuando la perturbación ha afectado a especies clave, "apenas el 5% de todas las especies conocidas". De ahí que Montoya anteponga la depredación o la polinización como fenómenos a conservar en lugar de focalizar la atención en especies concretas cuyo valor en la red ecológica es menor.

Nuevas tácticas de conservación

El estudio de redes ecológicas, una disciplina en ebullición cuya primera gran revisión publica hoy Nature, no hace más que enfatizar que, en términos de conservación, lo que importa son las relaciones entre especies más que las especies en sí mismas. Y aún más, hay especies que juegan un rol determinante mientras que otras "orbitan como satélites", según cuenta José Montoya, uno de los científicos implicados. Si de lo que se trata es de preservar un sistema, dice el investigador, primero hay que esclarecer la red ecológica, luego determinar el nivel de relación entre especies e identificar cuáles son clave. Estas evidencias, junto con el establecimiento de una ley general sobre la fragilidad de los ecosistemas y la verificación del valor de la conectividad entre especies, plantea a los autores la necesidad de revisar las estrategias actuales de conservación. "A veces conservamos lo bonito sin atender a su valor en los sistemas biológicos", aseguran. "De nada sirve proteger a una especie si nos olvidamos del animal clave y sus conexiones con el sistema".

El ejemplo paradigmático, explica Ricard Solé, es el jaguar de la isla Barro Colorado en Panamá. La fragmentación de su hábitat limitó su espacio vital hasta llevarlo a la extinción. En ausencia del jaguar, los roedores se multiplicaron y devoraron sin medida las semillas de acacias, que acabaron declinando en la isla. "La especie clave es el jaguar y no el roedor", corrobora Montoya.

La construcción de carreteras, la introducción de especies invasoras, la caza indiscriminada o los efectos del cambio climático, ya observados en los arrecifes de coral, son los factores a corregir. Sobre todos ellos puede aplicarse ahora la fórmula matemática, una vez identificadas las especies clave.

* Este articulo apareció en la edición impresa del Jueves, 20 de julio de 2006

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