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por�Veronique Greenwood� del sitio Web�QuantaMagazine
traducci�n de
Adela Kaufmann � � � � �Un muy simple modelo de ecolog�a lo hace todo bien - a excepci�n de predecir la rapidez con que la naturaleza puede cambiar. �Podr�a volverse m�s realista y al mismo tiempo
evitar
complejidades desordenadas de biolog�a? � �
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no son tomadas en cuenta en una de las teor�as m�s exitosas de la
ecolog�a. � � En 2011, el ecologista�Ryan Chisholm�estaba mirando a los datos de censo de �rboles de 12 diferentes bosques de todo el mundo. � M�s de 4,000 especies de �rboles crecieron en estos lugares, sus n�meros ascendiendo y descendiendo en los �ltimos a�os.�Los n�meros que pintaron las im�genes de los ecosistemas donde las fortunas de una especie podr�an cambiar casi en una sola noche, en una escala de tiempo ecol�gica. � Por ejemplo, un �rbol peque�o de hojas brillantes llamado�Inga marginata�ten�a 400 �rboles en una parcela forestal de Panam� en el a�o 2005. Para el a�o 2010, su n�mero se hab�a duplicado. � En los 12 bosques, sin embargo, un detalle fue particularmente notable.�La velocidad y la magnitud de los cambios no se parecen en nada a lo que habr�a sido predicho por una de las principales teor�as de la ecolog�a te�rica. Los modelos basados en esa idea, llamada�teor�a neutral, han demostrado que la distribuci�n de las especies sobre el paisaje puede explicarse utilizando adiciones sorprendentemente simples. � Pero aqu� la teor�a se estaba viniendo abajo.
Cuando Chisholm dio una charla en el Instituto Smithsoniano de Investigaciones Tropicales en Panam�, donde �l hizo un post-doctorado, supo que otras personas hab�an notado lo mismo. � Cualesquiera que sean sus �xitos, la teor�a neutral no model� para nada bien el cambio - incluso sus estimaciones de cu�nto tiempo se tardar�a una especie en extinguirse podr�an ser decenas o cientos de veces m�s tiempo que la realidad. � Una r�faga de papeles de diversos grupos, desde entonces, incluyendo uno por Chisholm y colaboradores�apareciendo ayer en�Ecolog�a, busca responder a la pregunta:
En un modelo neutral, cada individuo en un ecosistema, independientemente de la especie, comienza con la misma capacidad. � A medida que pasan los a�os, los dados metaf�ricos son tirados para que cada individuo decida si se muere o se reproduce.�Nuevos individuos llegan desde fuera de las fronteras de la comunidad, y de vez en cuando surge una nueva especie. � Con el tiempo, los resultados de estos procesos de acreci�n en este universo de bolsillo se acumulan.�El modelo no incluye nada acerca de las diferencias entre especies, o alrededor de nichos en los que una de las especies podr�a prosperar mientras que otras fallan , o sobre si un hurac�n o una sequ�a ha golpeado - s�lo se postula una cierta aleatoriedad pre-programada. � Despu�s de un tiempo, los ecologistas que estudian este universo de bolsillo podr�an empujar el bot�n de pausa y ver c�mo ha evolucionado la zona. � Dependiendo de la forma en que han montado el modelo, los ecologistas podr�an mirar a cu�ntos individuos hay de cada especie, por ejemplo, o c�mo las especies se han extendido a s� mismas a trav�s del paisaje. � Para ciertos lugares, incluyendo los bosques tropicales y los arrecifes de coral, la imagen generada de esta manera se ve sorprendentemente similar a las observaciones de los bi�logos de campo, contando �rboles en las selvas remotas o especies de coral en el fondo del oc�ano.
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El n�mero de especies en los bosques tropicales como este en la isla de Kauai puede ser descrito con un modelo sorprendentemente simple. � � Los �xitos de la teor�a son importantes, ya que ayudan los ecologistas a comprender qu� es lo que podr�a generar patrones en los ecosistemas. � Es un hecho desconcertante, por ejemplo, que la mayor�a de especies de �rboles en las selvas tropicales de todo el mundo son raras.�Uno esperar�a que las especies raras fueran superadas en n�mero y en �ltima instancia desplazadas por especies comunes, pero en cambio las especies raras persisten. � La mayor�a de los modelos ecol�gicos no pueden imitar esta situaci�n.�Pero resulta que es uno de los �xitos m�s triunfantes de la teor�a neutral, implicando que la persistencia de la rareza no requiere nada m�s complicado que el azar y la inmigraci�n de nuevas especies. � M�s all� de su utilidad para la ciencia b�sica, la comprensi�n de los patrones a gran escala en la biodiversidad tiene implicaciones pr�cticas. � Si quienes manejan la conservaci�n tienen una comprensi�n m�s completa de la distribuci�n de especies raras y comunes, ellos podr�n manejar mejor los ecosistemas bajo su cuidado, dijo�Tak Fung, un post-doctorado en el laboratorio de Chisholm en la Universidad Nacional de Singapur y el autor principal del nuevo papel . � Sin embargo, un modelo neutral s�lo funciona si los ecologistas de im�genes est�ticas ven cuando hacen una pausa y la simulaci�n es todo lo que est�n buscando - si lo que quieren es una instant�nea. � Si, en vez de mirar efecto general del modelo, quieren ver c�mo se comporta en varios puntos en el tiempo, el parecido con la realidad se desintegra.�En el mundo real, los casos como el de�Inga marginata,�que duplic� su n�mero en cinco a�os, son comunes. � Pero de acuerdo con el modelo neutral, las posibilidades de que el �rbol duplique su poblaci�n de un censo a otro, son alrededor de 1 de cada 10�de 1000, calcula Chisholm - rid�culamente peque�o. "Queremos saber [lo que falta,] qu� tipo de factores est�n impulsando estas grandes fluctuaciones en la abundancia de especies", dijo Fung. � Fung y otros piensan que lo que falta podr�an ser los efectos de los cambios ambientales - Una ola de fr�o o de calor u olas de inundaci�n que puedan afectar dram�ticamente la condici�n f�sica de una especie. � La idea es que estos cambios es importantes en el largo plazo, con los efectos sum�ndose y girando para afectar a la evoluci�n del ecosistema.�En el nuevo estudio, el equipo se centra en dos bosques,
Utilizando los datos del censo que abarcan casi 30 a�os, ellos presentan dos modelos opuestos de cada bosque.
El proceso est� destinado a reflejar lo que podr�a estar sucediendo cuando hay�cambio ambiental generalizado. � Por ejemplo, tal vez una sequ�a golpea en el bosque.�Una especie que prospera en la sequedad proliferar�, mientras que una que necesita mucha agua dejar� de reproducirse.
Los investigadores realizaron simulaciones de cada uno de sus miles de veces, para ver lo que el rango de resultados fue para cada modelo.�(El trabajo mantiene un grupo de ordenadores ocupado durante meses.) � Luego miraron para ver si los datos reales de los bosques - los recuentos de �rboles cuidadosamente recogidos a trav�s de muchas hect�reas - ca�an dentro de esos rangos. � Ambos modelos se aproximaron a la mezcla de especies raras y comunes tambi�n, encontraron.�Los dos modelos tambi�n predijeron tanto el n�mero total de especies y el n�mero total de individuos.�Sin embargo, s�lo el modelo con�la variaci�n ambiental�podr�a aproximarse a los cambios en el n�mero de cada especie en los �ltimos a�os. � Es un hallazgo emocionante para�Michael Kalyuzhny, que no particip� en este trabajo, ya que �l y sus colegas encontraron algo similar con otro modelo que incorpor� los cambios ambientales.�Antes de estos descubrimientos, no se sab�a si la introducci�n de variaci�n adicional podr�a reproducir las capacidades de la teor�a neutral y tambi�n explicar las fluctuaciones. � Ahora, al menos, dos grupos han sido encontrados que pueden. � Los hallazgos son parte de una tendencia mayor que promete resolver los problemas de la teor�a neutral con la predicci�n de cu�nto tiempo va a existir una especie, dijo�Steve Pacala, ecologista de la Universidad de Princeton, que est� interesado en la teor�a neutral, a pesar de que no se centra en ella mismo. � �l observa que la teor�a neutral y otras ideas como que no necesariamente son populares entre muchos ecologistas.
A�n as�, el estudio deja algunas preguntas importantes sin respuesta. � Steve Hubbell, un ecologista de la Universidad de California, Los �ngeles, que desarroll� por primera vez la teor�a neutral, dijo que el papel y otros similares muestran que tener en cuenta la variaci�n ambiental es necesario con el fin de hacer el trabajo de la teor�a con el tiempo, al menos para algunas especies. � La variaci�n ambiental parece ser m�s importante en la predicci�n de la variaci�n de las especies comunes que las especies raras, dijo, tal vez porque las especies raras son m�s sensibles al tipo de aleatoriedad que ya se cuece en la teor�a neutral. � Pero, se�ala, el trabajo no explica por qu� formas de variaci�n ambiental podr�an haber causado el cambio en el tama�o de la poblaci�n.
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James O'Dwyer es un ec�logo te�rico en la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign, y un co-autor del nuevo estudio. � � As�, mientras que los nuevos modelos dan mejores predicciones, ellos a�n no han descendido de su punto de vista de treinta mil pies de ecolog�a que lidia con la intrigante cuesti�n de causa y efecto. � . No est� claro lo que las perturbaciones - inundaciones, sequ�as, plagas de escarabajos, aumento de la temperatura, por nombrar algunas de las posibilidades macabras de la naturaleza - se est�n expandiendo de sus efectos sobre los individuos para dar forma a un ecosistema en el largo plazo. � Y �de d�nde viene el panorama pintado por estas teor�as desvaneci�ndose en el detallado e intrincado mundo desordenado de la biolog�a de campo, donde una especie puede ocupar un nicho que ning�n otro puede llenar? � Es una pregunta abierta... � Fung dijo que su grupo est� estudiando la manera de probar si�los cambios ambientales espec�ficos�pueden crear los efectos que ven en su modelo.
Los cambios en la temperatura y las precipitaciones�son posibles candidatos, pero el equipo primero tendr� que descifrar las relaciones entre estos cambios y los n�meros utilizados en su modelo - es decir, para determinar c�mo la lluvia o el calor o tormentas afectan a la idoneidad de diferentes especies. � En la opini�n de Fung, este trabajo se desarrollar� a lo largo de las�pr�ximas dos d�cadas. � A�adir m�s detalles a la teor�a neutral podr�a parecer un obst�culo a lo que es mejor - la predicci�n de patrones generales a trav�s de muchos ecosistemas diferentes.�Pero tal vez eso es un compromiso aceptable. � James O'Dwyer, ecologista te�rico en la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign, que es un co-autor del nuevo documento, sugiere que las ideas de alto nivel en la ecolog�a, como la teor�a neutral, pueden ser como la ley de los gases ideales, una ecuaci�n de la f�sica que describe muy bien las propiedades generales de los gases. � Para hacer predicciones acerca de los sistemas at�picas, como las que a temperaturas bajas o altas presiones, los cient�ficos utilizan otro conjunto de leyes m�s espec�ficas.�El desarrollo de adaptaciones a la teor�a neutral puede ser necesario de la misma manera. � Independientemente de qu� modelos en �ltima instancia, resultan ser los m�s exitosos, Chisholm dijo que la cuesti�n de c�mo los cambios ambientales afectan a la diversidad de especies en los ecosistemas es cada vez m�s importante todo el tiempo.
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