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La biodiversidad aumenta la eficiencia del uso de energía en los pastizales


Las plantas obtienen su energía del sol. Otros seres dependen de comer para sobrevivir. Sin embargo, ¿cómo funciona el flujo de energía dentro de los ecosistemas?


por la Universidad Técnica de Munich


¿Existen diferencias entre los ecosistemas con muchas especies en comparación con aquellos con pocas especies? Los investigadores ahora han examinado estas preguntas utilizando un enfoque holístico al evaluar los datos recopilados a través de un experimento de biodiversidad a gran escala.

Por primera vez, no solo investigaron un tipo de alimentación (como los herbívoros) sino las relaciones de alimentación integradas en todo un ecosistema. Investigaciones previas que examinaron los efectos de la biodiversidad en el funcionamiento de los ecosistemas se centraron principalmente en niveles de alimentación únicos (niveles tróficos) o cadenas alimentarias simplificadas.

«Hemos analizado toda una red de alimentación, en otras palabras, interacciones multitróficas, por encima y por debajo del suelo. Esto es indispensable para comprender los efectos resultantes de la extinción global de especies», explicó el Dr. Sebastian T. Meyer, investigador de la Cátedra de Terrestre. Ecología en la Universidad Técnica de Munich (TUM) y autor principal del estudio.

Una red de energia

Una cadena alimenticia aérea podría extenderse desde los pastos a los saltamontes y luego a las arañas, por ejemplo. El grupo de investigación examinó cuánta energía fluye en el sistema, cuánta queda en el sistema, por lo tanto, cuánta biomasa está presente en el sistema y, finalmente, cuánta energía está abandonando el sistema. La idea principal: la eficiencia de todo el ecosistema aumenta en todos los niveles de alimentación cuando aumenta la diversidad de las plantas.

«Ver efectos positivos en un nivel no implica que no pueda haber efectos positivos simultáneos en otros niveles de alimentación», dijo el Dr. Meyer. Cuando un saltamontes se alimenta de pastos hasta que está saturado, esto no necesariamente produce efectos negativos en el nivel de la planta: con un alto nivel de biodiversidad, el sistema se mantiene en equilibrio.

Comer o ser comido
En el año 2002, se sembraron comunidades de plantas basadas en un grupo de especies de 60 especies para medir y comparar flujos en ciclos biogeoquímicos y las interacciones entre organismos. Crédito: El Experimento Jena

Base de datos única de un experimento de biodiversidad de pastizales

El grupo trabajó con datos recopilados a través del Experimento Jena, un experimento de biodiversidad de pastizales a gran escala que se ha estado ejecutando desde 2002. El entorno de investigación proporcionado por el experimento es único en el mundo y permite la síntesis de grandes cantidades de datos.

Para cada una de las 80 parcelas del Experimento Jena, los investigadores reunieron modelos de redes tróficas del ecosistema de pastizales. Estos contienen la biomasa permanente en cada nivel de alimentación y el flujo de energía a través de las interacciones de alimentación entre los niveles tróficos. Además de las plantas , el estudio también cubre herbívoros, carnívoros, omnívoros, microbios del suelo, material orgánico muerto sobre el suelo y en el suelo y descomponedores que se alimentan de estas fuentes de materia orgánica.

Uso de energía más eficiente en ecosistemas con mayor diversidad de plantas.

«El estudio muestra que una mayor diversidad de plantas conduce a más energía almacenada, un mayor flujo de energía y una mayor eficiencia en el uso de energía en toda la red trófica, por lo tanto, en todos los niveles tróficos», explicó el Dr. Oksana Buzhdygan de la Freie Universitaet Berlin, otro autor principal de el estudio.

Los ecosistemas con 60 especies de plantas contenían, en promedio, el doble de la cantidad de biomasa en pie en comparación con los monocultivos de plantas, lo que significa que la cantidad total de recursos utilizados y recuperados por la comunidad de plantas y animales aumentó con un aumento en la diversidad de las plantas.

Comer o ser comido
Su investigación se centra en la cuestión de cómo los ecosistemas ricos en especies difieren de los sistemas pobres en especies en sus propiedades y funcionamiento. Crédito: Johannes Eckelmann

La biodiversidad como seguro contra las fluctuaciones ambientales.

«Una funcionalidad mejorada del ecosistema en todos los niveles puede contribuir a un mayor efecto de seguro de la biodiversidad sobre las funciones del ecosistema cuando ocurren fluctuaciones ambientales; también mejora la robustez del sistema en caso de perturbaciones», concluyó la profesora Jana Petermann de la Universidad de Salzburgo. Ella es la autora principal del estudio.

Este trabajo de investigación destaca la importancia de la biodiversidad para las funciones y servicios proporcionados por los ecosistemas. Por ejemplo, el uso de la tierra agrícola que apunta a producir una amplia gama de bienes y servicios debe mantener una alta diversidad de plantas, por ejemplo, plantando cultivos mixtos, para evitar la pérdida de recursos del ecosistema.


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