NeoFronteras

Modelo de colapso de ecológico

Área: Ecología — miércoles, 6 de junio de 2012

Usan un modelo de levaduras para tratar de ver signos de alarma que adviertan de un colapso poblacional en sistemas ecológicos, como el que se puede dar en las reservas pesqueras.

Foto
Fuente: wikimedia commons/Lilly M..

El ser humano está explotando las reservas pesqueras a lo largo de todo el mundo. Los grandes barcos pesqueros explotan los mares hasta que agotan la reserva pesquera del lugar. Con ello destruyen las pequeñas artes de pesca tradicionales. Finalmente la recuperación después de un colapso de ese tipo puede ser difícil.
Un caso de este tipo se dio en los años noventa del pasado siglo en las costas de Terranova. La sobrepesca del bacalao provocó el colapso de la población de este pez. Veinte años después la población de bacalao de esa costa sigue sin recuperarse afectando dramáticamente a la economía y vida de la región.
Para explicar este tipo de colapso lo ecólogos han teorizado sobre poblaciones que sufren un declive en sus condiciones ambientales, como puedan ser las provocadas por la sobrepesca, que aparenta ser estable en un principio hasta que se alanza un punto de no retorno o un umbral a partir del cual la población cae en picado y la recuperación de semejante colapso es casi imposible.
Este tipo de comportamiento en el que hay una transición súbita se puede dar en diversos sistemas y afectar poblaciones, ecosistemas o al régimen climático. Jeff Gore, del MIT, estudia este tipo de transiciones.
Ahora, el grupo de este investigador ha podido proporcionar la primera prueba experimental de esta teoría. Han conseguido mostrarlo en poblaciones de levaduras sujetas a condiciones de estrés cada vez más severas. En este caso las poblaciones terminan siendo cada vez menos resistentes a nuevas alteraciones hasta que se alcanza un punto en el que cualquier pequeña perturbación elimina la población por completo.
Según Gore, en el mundo natural se puede ver este tipo de cambios súbitos y este modelo con levaduras es una explicación razonable, aunque es muy difícil de demostrar que algo así esté pasando. Es la típica cosa que se puede hacer en el laboratorio, pero que no se puede medir bien en la Naturaleza.
Sin embargo, este estudio podría ayudar a los administradores de las reservas naturales a identificar las señales de alarma que se pueden producir en un colapso de este tipo y tomar las medidas oportunas para que no ocurra.
Para este modelo se usaron tubos de ensayo en los que se cultivaron levaduras. Este microorganismo segrega enzimas que dividen la sacarosa del medio en azúcares más simples que le sirven de alimento. Todas las células de levadura se benefician de este proceso por lo que la población es más exitosa en tanto en cuanto mantenga cierta densidad de población, ni muy alta ni muy baja. Es lo que se llama “efecto Allee fuerte”, que se da cuando los miembros de una población se benefician de tener otros individuos cerca. Así por ejemplo, los peces se benefician al agruparse en bancos, lo que les ofrece cierta protección frente a los depredadores. El modelo teórico puesto a prueba en este trabajo debería mantenerse para cualquier población que muestre el “efecto Allee fuerte”.
En el estudio los investigadores simularon el declive de las condiciones ambientales mediante la eliminación cada día de cierto porcentaje de la población de levaduras del tubo de ensayo. Esto representaría una cierta tasa de mortalidad en la población. En el ejemplo del bacalao esto se correspondería a lo que se pesca, pero también podría ser una consecuencia del deterioro de las condiciones ambientales en otros sistemas, que podrían deberse a la falta de comida, al cambio climático, a la acidificación oceánica o a otros factores.
Se encontró que, según las condiciones declinan, la población termina siendo menos resistente. Al cabo de un tiempo la población es propensa a la extinción si sufre cualquier clase de perturbación y requiere más tiempo para recuperarse y alcanzar un tamaño estable.
En los experimentos la perturbación consistió en una subida de la salinidad, pues la sal altera ciertas funciones celulares y puede producir la muerte de la levadura. Lo que pasó fue que las poblaciones que estaban cerca del umbral colapsaron, mientras que las que vivían en mejores condiciones se recuperaron.
La mala noticia es que con frecuencia era difícil predecir un colapso que estaba a punto de producirse mediante la simple vigilancia de cómo disminuía el tamaño de la población.
Sin embargo, los investigadores encontraron que las fluctuaciones en la población de levaduras terminaba siendo más grandes y lentas cerca del punto de no retorno. Por tanto, el aumento en tamaño y escala temporal de las fluctuaciones del tamaño de la población puede servir como indicador de la fragilidad de la misma y proporcionar una alarma temprana a un colapso inminente que permita tomar medidas que impidan el desastre.
Este estudio puede ser útil para impedir este tipo de colapsos. Pero la mayor parte de las veces los sistemas ecológicos son tan complejos que es muy difícil medir su resistencia. Se puede estar muy seguro de que hay un umbral, pero no saber dónde está.
Aunque este tipo de oscilaciones son fácilmente medible en el laboratorio y no es tan fácil hacerlo en la Naturaleza, los investigadores creen que se podría aplicar a las reservas pesqueras. Los administradores de dichas reservas podrían vigilar las poblaciones en busca de esas señales de alarma. Una manera sería medir el nivel de población y compararlo con las fluctuaciones predichas por el modelo.
Este equipo de investigadores está estudiando también patrones espaciales de las poblaciones según éstas declinan con la esperanza de encontrar otros indicadores de un colapso inminente y que sean más fáciles de usar en el medio natural que las fluctuaciones en la población.
Estos investigadores están además estudiando otros sistemas complejos para ver si pueden encontrar el mismo efecto. El modelo de las levaduras es el más sencillo que se puede tener en este caso, pues consiste en una sola especie en un tubo de ensayo. Están interesados en ver qué es lo que pasa si se añade una segunda especie al sistema para comprobar así si se da la misma dinámica.
¿Se podría aplicar esta idea a los sistemas económicos de los países? Gore no dice nada al respecto.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3846

Fuentes y referencias:
Nota de prensa del MIT.
Artículo original.
Señales previas al colapso.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
Compartir »

2 Comentarios

  1. tomás:

    Estimado Neo:
    La palabra colapso parece llevar consigo la idea de lo inmediato, repentino, etc. Párrafo 3º: “… un umbral a partir del cual la población cae en picado…”. 4º: “… en el que hay una transición súbita…”. 5º: “… se alcanza un punto en el que cualquier pequeña perturbación elimina la población por completo.” 6º:… se puede ver este tipo de cambios súbitos…”
    Pero en el 6º empezando por el final, al referirse a los síntomas, dice: “… las fluctuaciones en la población de levaduras terminaba(n) siendo más grandes y lentas cerca del punto de no retorno.”
    Y eso parece no cuadrar, porque si son más lentas cuanto más se acerca el colapso, serán más irreconocibles.
    Agradecería una aclaración.
    Un cordial saludo.

  2. tomás:

    Bien, estimado Neo, reconozco que antes de mi comentario debiera haber consultado el “Artículo original”. En él se explica perfectamente la aparente contradicción que expongo y copio por si alguien cae en la misma interpretación que yo: “La teoría predice que el enfoque de los umbrales catastróficos en los sistemas naturales (…) puede resultar en una recuperación cada vez más lenta a partir de pequeñas perturbaciones, un fenómeno conocido como crítica desaceleración.”
    Por otra parte, he puesto más atención en la lectura y he encontrado que en el párrafo 10 explica que “… la población es propensa a la extinción si sufre cualquier clase de perturbación y requiere más tiempo para recuperarse y alcanzar un tamaño estable”.
    Así, yo al menos, interpreto mejor la referencia a las lentitud de las fluctuaciones.
    Bien, con esto queda todo aclarado y comprendido por mi. Además así te ahorro haber tenido que mandarme a la rtículo original.
    Un cordial saludo.

RSS feed for comments on this post.

Lo sentimos, esta noticia está ya cerrada a comentarios.