En uno de los primeros estudios de este tipo, los investigadores han evaluado cómo la pérdida de biodiversidad de aves y mamíferos afectará las posibilidades de las plantas de adaptarse al calentamiento climático inducido por el hombre.
por la Universidad de Rice
Más de la mitad de las especies de plantas dependen de los animales para dispersar sus semillas. En un estudio presentado en la portada de la edición de esta semana de Science , investigadores estadounidenses y daneses demostraron que la capacidad de las plantas dispersadas por animales para seguir el ritmo del cambio climático se ha reducido en un 60 % debido a la pérdida de mamíferos y aves que ayudan a esas plantas. adaptarse al cambio ambiental .
Investigadores de la Universidad de Rice, la Universidad de Maryland, la Universidad Estatal de Iowa y la Universidad de Aarhus utilizaron aprendizaje automático y datos de miles de estudios de campo para mapear las contribuciones de las aves y los mamíferos que dispersan semillas en todo el mundo. Para comprender la gravedad de las disminuciones , los investigadores compararon mapas de dispersión de semillas actuales con mapas que muestran cómo sería la dispersión sin extinciones causadas por humanos o restricciones de rango de especies.
“Algunas plantas viven cientos de años, y su única oportunidad de moverse es durante el corto período en que son una semilla que se mueve por el paisaje”, dijo el ecologista de Rice Evan Fricke, el primer autor del estudio.
A medida que cambia el clima , muchas especies de plantas deben trasladarse a un entorno más adecuado. Las plantas que dependen de los dispersores de semillas pueden enfrentarse a la extinción si hay muy pocos animales para mover sus semillas lo suficientemente lejos como para seguir el ritmo de las condiciones cambiantes.
“Si no hay animales disponibles para comer sus frutos o llevarse sus nueces, las plantas dispersadas por animales no se moverán muy lejos”, dijo.
Y muchas plantas de las que depende la gente, tanto económica como ecológicamente, dependen de aves y mamíferos que dispersan semillas, dijo Fricke, quien realizó la investigación durante una beca posdoctoral en el Centro Nacional de Síntesis Socioambiental (SESYNC) de la Universidad de Maryland en colaboración con los coautores Alejandro Ordonez y Jens-Christian Svenning de Aarhus y Haldre Rogers del estado de Iowa.
Fricke dijo que el estudio es el primero en cuantificar la escala del problema de dispersión de semillas a nivel mundial e identificar las regiones más afectadas. Los autores utilizaron datos sintetizados de estudios de campo en todo el mundo para entrenar un modelo de aprendizaje automático para la dispersión de semillas, y luego usaron el modelo entrenado para estimar la pérdida de dispersión de seguimiento climático causada por la disminución de animales.
Dijo que desarrollar estimaciones de las pérdidas por dispersión de semillas requería dos avances técnicos significativos.
“Primero, necesitábamos una forma de predecir las interacciones de dispersión de semillas que ocurren entre plantas y animales en cualquier lugar del mundo”, dijo Fricke.
Al modelar datos sobre redes de interacciones de especies de más de 400 estudios de campo, los investigadores descubrieron que podían usar datos sobre rasgos de plantas y animales para predecir con precisión las interacciones entre las plantas y los dispersores de semillas.
“En segundo lugar, necesitábamos modelar cómo cada interacción planta-animal realmente afectaba la dispersión de semillas”, dijo. “Por ejemplo, cuando un animal come una fruta, puede destruir las semillas o dispersarlas a unos metros o varios kilómetros”.
Los investigadores utilizaron datos de miles de estudios que abordaron cuántas semillas se dispersan especies específicas de aves y mamíferos, qué tan lejos las dispersan y qué tan bien germinan esas semillas.
“Además de la llamada de atención de que la disminución de las especies animales ha limitado enormemente la capacidad de las plantas para adaptarse al cambio climático, este estudio demuestra maravillosamente el poder de los análisis complejos aplicados a grandes datos disponibles públicamente”, dijo Doug Levey, programa director de la Dirección de Ciencias Biológicas de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), que financió parcialmente el trabajo.
El estudio mostró que las pérdidas por dispersión de semillas fueron especialmente graves en las regiones templadas de América del Norte, Europa, América del Sur y Australia. Si las especies en peligro de extinción se extinguieran, las regiones tropicales de América del Sur, África y el sudeste asiático serían las más afectadas.
“Encontramos regiones donde la dispersión de semillas de seguimiento del clima disminuyó en un 95%, a pesar de que habían perdido solo un pequeño porcentaje de sus especies de mamíferos y aves”, dijo Fricke.
Fricke dijo que la disminución de los dispersores de semillas destaca una intersección importante de las crisis climática y de biodiversidad.
“La biodiversidad de los animales que dispersan semillas es clave para la resiliencia climática de las plantas, lo que incluye su capacidad para continuar almacenando carbono y alimentando a las personas”, dijo.
La restauración de ecosistemas para mejorar la conectividad de los hábitats naturales puede contrarrestar algunas disminuciones en la dispersión de semillas, dijo Fricke.
“Los grandes mamíferos y las aves son particularmente importantes como dispersores de semillas a larga distancia y se han perdido ampliamente de los ecosistemas naturales”, dijo Svenning, autor principal del estudio, profesor y director del Centro de Dinámica de la Biodiversidad en un Mundo Cambiante de la Universidad de Aarhus. “La investigación destaca la necesidad de restaurar las faunas para garantizar una dispersión efectiva frente al rápido cambio climático”.
Fricke dijo: “Cuando perdemos mamíferos y aves de los ecosistemas, no solo perdemos especies. La extinción y la pérdida de hábitat dañan redes ecológicas complejas. Este estudio muestra que la disminución de animales puede alterar las redes ecológicas de manera que amenazan la resiliencia climática de ecosistemas completos que la gente confía”.
