La combinación del cambio climático e introducciones de especies ajenas (no nativas) en nuevos territorios es la causa principal que está impulsando profundos cambios en los ecosistemas, sobre todo forestales, advierten Amy Austin y Carlos Ballaré, especialistas del CONICET en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA, CONICET-UBA).

En un artículo, publicado en Current Biology, Austin y Ballaré dan varios ejemplos de cómo organismos atacantes han sido beneficiados por la actividad humana, causando efectos devastadores en ecosistemas forestales: El tizón del castaño, un hongo de la especie Cryphonectria parasítica que siendo originario de Asia eliminó el 99% de los llamados castaños americanos (árboles que solían medir 30 metros de alto) en el noreste de Estados Unidos; los escarabajos de la corteza (bark-beetles), como Dendroctonus ponderosae y otras especies, que causan estragos en bosques de coníferas de América del Norte y Europa; y muchos otros casos.

“Existe una necesidad urgente de aumentar nuestro conocimiento sobre los factores que alteran las interacciones bióticas en los ecosistemas naturales y perfeccionar nuestro poder predictivo sobre cómo pueden ocurrir desequilibrios entre las plantas y los organismos que las consumen”, destaca Austin quien en 2018 ganó el Premio Internacional L’Oréal-UNESCO “Por las Mujeres en la Ciencia” por su trayectoria y estudios de ecología de los ecosistemas terrestres en la región patagónica.

“Debemos tratar de minimizar las consecuencias de estos desequilibrios bióticos a fin de garantizar la preservación de la estructura, la función y la biodiversidad de ecosistemas completos, no solo de especies raras o en grave peligro de extinción como muchas veces suele hacerse”, afirma Ballaré quien por la relevancia de sus estudios en el campo de la biología vegetal ganó en 2017 el premio de investigación George Forster concedido por la Fundación Alexander von Humboldt, con sede en Bonn, Alemania. 

Plantas dominantes en ecosistemas forestales

Las especies abundantes o dominantes, como los árboles en los ecosistemas boscosos, son de gran relevancia por determinar la estructura y el funcionamiento de esos ecosistemas (que incluyen diversas especies animales y vegetales), la producción primaria (energía total fijada por fotosíntesis y fuente de energía para muchas especies), el ciclo de nutrientes, el almacenamiento de carbono, la regulación del ciclo de agua y otros procesos relevantes, “sin embargo, muchas veces las especies dominantes no son consideradas como prioridad de conservación. Quizá porque debido a su abundancia, tamaños y distribuciones más extensas se las percibe como menos amenazadas, pero no es así”, revela Austin.

En esa línea, Ballaré indica que “los cambios en las especies dominantes en los ecosistemas de bosques naturales se están volviendo algo muy común, principalmente debido a la combinación del cambio climático y la introducción de especies ajenas. Estas alteraciones pueden resultar en cambios a gran escala en el funcionamiento de los ecosistemas naturales terrestres”.

Para Ballaré, también se han subestimado en cálculos y análisis los efectos del aumento de las temperaturas globales – producto del cambio climático – en el incremento de las poblaciones de insectos herbívoros que causan mortalidad de árboles en diferentes regiones del mundo.  “Por ejemplo, varios estudios demostraron que, en los últimos años más cálidos, hay más generaciones por año de escarabajos de la corteza que afectan especies de coníferas dominantes en el Norte de Europa y América. Incrementos en las poblaciones de insectos herbívoros aumentan la probabilidad de ataques masivos capaces de superar las defensas de las plantas”.

Austin agrega que estudios recientes sugieren que las plantas hoy en día están experimentando niveles sin precedentes de herbivoría de insectos provenientes de otros ecosistemas debido al transporte mundial y otras actividades humanas. “Además, por el cambio climático muchos insectos avanzan a latitudes a las que antes no tenían acceso”, indica.

“Las interacciones bióticas encuentran una zona de equilibrio cuando las especies de animales y vegetales coevolucionan durante miles o incluso millones de años, pero se puede romper si una especie ajena es introducida”, explica Ballaré. Y da un ejemplo elocuente sobre este punto: “En Asia, los árboles de la familia de los castaños tenían un sistema de defensas contra el hongo Cryphonectria parasítica porque coevolucionaron con él durante mucho tiempo; sin embargo, el castaño americano no contaba con defensas que desplegar contra este patógeno y sucumbió”.

En su informe, Austin y Ballaré advierten que el cambio climático está generando un aumento rápido de la temperatura global que, combinado con condiciones de sequía, afecta la capacidad de las plantas para activar sus mecanismos de defensa y que a su vez aumenta la presión de ataques de insectos herbívoros.

“La mortandad masiva de árboles en ecosistemas boscosos es un problema que se está viendo cada vez más en diferentes lugares del mundo, especialmente asociado a insectos herbívoros y patógenos que se ven favorecidos por el aumento de la temperatura”, indica Ballaré.

“La pérdida de especies dominantes cambia fundamentalmente todos los aspectos del funcionamiento de los ecosistemas y las interacciones de las especies animales y vegetales que los habitan. También tiene efectos a escala global por el rol de las especies dominantes en los ciclos de agua, almacenamiento de carbono y otros servicios que son claves para la biosfera y el bienestar humano. Por eso, consideramos que la creciente vulnerabilidad de las plantas dominantes en ecosistemas boscosos frente a plagas debe ser un foco importante de los futuros esfuerzos de conservación”, subraya Austin.

Medidas de conservación

De la misma manera que desde la ciencia se está trabajando para aumentar la inmunidad y defensa de las plantas en los sistemas de cultivo en un contexto de cambio climático, Austin y Ballaré discuten la posibilidad de utilizar recursos de la biotecnología para que los bosques naturales puedan defenderse de organismos atacantes no nativos (insectos herbívoros y patógenos) para los cuales no desarrollaron defensas por no haber coevolucionado a lo largo del tiempo.

También se refieren a la necesidad de impulsar sistemas de control fronterizos para prevenir la introducción de organismos atacantes.  Asimismo, discuten el desarrollo de sistemas de control y trampas para plagas, basadas en feromonas y otras sustancias químicas, que permitan mantener las poblaciones de insectos herbívoros dentro de rangos funcionalmente sostenibles.

Y destacan la utilidad que tendría el desarrollo de sistemas de alerta temprana para cuidar especies dominantes de ecosistemas forestales que pueden ser particularmente susceptibles a futuros desequilibrios por su interacción con insectos herbívoros y patógenos. En este sentido, Austin destaca la necesidad de proteger bosques patagónicos de Argentina, de Nueva Zelanda y de otras regiones que han tenido menos impacto humano que otros ecosistemas forestales del mundo.

Austin y Ballaré alertan que es urgente reconocer que los ecosistemas boscosos, en particular sus especies dominantes, son más vulnerables de lo que se piensa por lo que son necesarias “medidas de prevención y protección”.

Por su trayectoria y aportes científicos, Austin y Ballaré fueron distinguidos con Diplomas al Mérito de los Premios Konex 2023 en las disciplinas “Ecología y Ciencias Ambientales” y “Ciencias Agrarias y de los Alimentos” respectivamente.

Referencia bibliográfica: Austin, A. T., & Ballaré, C. L. (2023). Attackers gain the upper hand over plants in the face of rapid global change. Current Biology, 33(11), R611-R620.

https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.03.082