Un nuevo estudio publicado en la revista Nature examina, por primera vez, los ciclos de vida de las plantas a escala global, mediante la creación de una base de datos única que contiene enormes cantidades de datos.
por la Universidad Hebrea de Jerusalén
Antes del estudio actual, el uso de datos empíricos para evaluar la propagación de la vegetación estaba restringido a estudios localizados de sistemas regionales. La nueva base de datos reúne en un solo lugar, por primera vez, datos sobre los ciclos de vida de unas 235.000 especies (el 67% de las especies conocidas por la ciencia), que fueron recopilados durante los últimos 80 años de diversas fuentes en todo el mundo, incluidos millones de observaciones de especies en todo el mundo.
Durante décadas, los científicos han estado interesados en los factores que influyen en la distribución y los ciclos de vida de las plantas perennes y anuales, y la competencia entre ambas, en un esfuerzo por comprender las leyes de la naturaleza y la adaptación de diferentes especies a las condiciones ambientales .
Se han desarrollado varios modelos matemáticos para describir las condiciones que afectan a las plantas perennes y anuales. Este nuevo estudio realizado por el Dr. DeMalach y el Prof. Mayrose, y la base de datos internacional que han creado, marca el primer intento de examinar la relación entre esos modelos y la situación del mundo real.
Las especies de plantas se pueden diferenciar en perennes (plantas que suelen vivir más de un año) y anuales (plantas que completan su ciclo de vida en una sola temporada de crecimiento y mueren después de producir semillas). La gran mayoría de las especies en la naturaleza son perennes, ya que esta categoría incluye pastos, árboles y arbustos, y son muy importantes para el ecosistema en su conjunto debido a su papel central en moderar los cambios climáticos en todo ese sistema y prevenir la erosión del suelo y inundación.
Entre los cultivos agrícolas las cifras se invierten: las anuales ocupan alrededor del 70% de las tierras agrícolas y constituyen alrededor del 80% de los alimentos consumidos por los seres humanos. Esto se debe a que las plantas anuales son más eficientes a la hora de producir semillas, que son una fuente de carbohidratos y proteínas y forman la columna vertebral de la dieta humana.
Los investigadores descubrieron que las anuales son comunes en regiones en las que los veranos se caracterizan por temperaturas particularmente altas y escasas precipitaciones. Esto contrasta con la visión previamente aceptada, que no consideraba las estaciones del año como un parámetro relevante y en cambio se centraba únicamente en los promedios anuales de temperatura y precipitación.
Por ejemplo, la proporción de plantas anuales es mayor en California en comparación con el desierto de Chihuahua, a pesar de que este último es más árido en promedio. Esto se debe a que los veranos en California son mucho más secos (casi no llueve en verano). Además, el estudio encontró una distribución de plantas anuales en todo el mundo mucho menor de lo que se pensaba anteriormente. Si bien la estimación aceptada en la comunidad científica era que forman alrededor del 12% de toda la vegetación, los hallazgos del nuevo estudio muestran una cifra inferior a la mitad, con no más del 6%.
Como parte del estudio, los investigadores crearon una base de datos global nueva y única, que permite predecir el impacto futuro del cambio climático en el mundo vegetal.
Entre otras cosas, los investigadores confirmaron la hipótesis de que se espera que las plantas anuales se vuelvan más comunes a medida que aumenta la huella humana en el medio ambiente. Además, desarrollaron un modelo que sugiere que dentro de tres décadas, la proporción de plantas anuales aumentará en alrededor del 70% de las regiones del mundo. Es probable que esto dañe el medio ambiente, ya que (por ejemplo) las plantas anuales son menos eficientes que las perennes para reducir el dióxido de carbono en la atmósfera.
El Dr. DeMalach, de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente Robert H. Smith de la Universidad Hebrea de Jerusalén, dijo: «El estudio ayuda a explicar la historia humana y es relevante para el futuro de la humanidad. Nos ayuda a comprender por qué la agricultura, que es la base de la civilización humana, apareció por primera vez en el Medio Oriente».
«Nuestra región es inusual por su alta proporción de plantas anuales, y ahora sabemos por qué: tiene las condiciones climáticas adecuadas. La producción de alimentos se basa principalmente en especies anuales. Esto es cierto hoy, y lo fue hace miles de años. Estas condiciones facilitó la transición de una sociedad de cazadores-recolectores a una sociedad agrícola. Respecto al futuro, nuestro modelo sugiere que la especie humana se ha convertido en el factor más influyente en el planeta, y su impacto no sólo tendrá consecuencias para la vida vegetal silvestre, sino también para la Los cambios causados también afectarán a su vez la vida humana.»
Respecto a la importancia de los factores que afectan la propagación de las plantas anuales, el Dr. DeMalach señaló: «Uno de los grandes desafíos que enfrenta la humanidad en el siglo XXI es proporcionar alimentos a miles de millones de personas con un daño mínimo al medio ambiente. Por lo tanto, se están realizando grandes esfuerzos «Pasar de cultivos anuales a cultivos perennes, que son más respetuosos con el medio ambiente».
El Dr. DeMalach continuó: «El problema hoy en día es que los cultivos perennes siguen siendo menos productivos y existe un gran debate sobre si se pueden hacer más productivos en el futuro».
El estudio fue dirigido por el Dr. Niv DeMalach de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente Robert H. Smith de la Universidad Hebrea de Jerusalén; el Prof. Itay Mayrose de la Facultad de Ciencias de la Vida George S. Wise de la Universidad de Tel Aviv; y el Dr. Tyler Poppenwimer, ex estudiante de posdoctorado en la Universidad Hebrea y la Universidad de Tel Aviv y ahora investigador de la FDA.
Más información: Niv DeMalach, Revisando la biogeografía global de plantas anuales y perennes, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06644-x . www.nature.com/articles/s41586-023-06644-x
