Amenazas a la biodiversidad de la Península de Yucatán, retos y necesidades de investigación

Por: Juan Manuel Dupuy Rada

 Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C.

La Península de Yucatán (PY) incluye los estados de Campeche, Yucatán y Quintana Roo y el norte de Belice y Guatemala, alberga el segundo macizo forestal tropical más grande del continente después de la selva amazónica y constituye una provincia biótica homónima de gran biodiversidad. Posee una geología cárstica de origen marino, con un sistema de drenaje subterráneo, numerosos cenotes, extensos canales subterráneos y muy pocos ríos, y una topografía principalmente plana con elevaciones menores de 400 m. La porción mexicana alberga unas 2,300 especies de plantas vasculares, más de 3,000 especies de insectos, 543 de aves, 118 de reptiles y 60 de murciélagos. Además, posee diferentes tipos de vegetación, incluyendo selvas bajas, medianas y altas, selvas inundables (bajos), manglares, sabanas, petenes y dunas costeras (Durán y Méndez 2010, Islebe et al. 2015).

Esta región tiene una historia milenaria de uso de sus recursos naturales por los Mayas, con una población en épocas prehispánicas estimada en 5 millones, quienes identificaron y nombraron gran parte de la flora y fauna, y descubrieron muchas de sus propiedades útiles. Aún hoy se han documentado cerca de 680 especies de plantas medicinales, 130 especies maderables, 88 alimenticias y 28 melíferas. Además de estos bienes, los ecosistemas de la PY brindan importantes servicios ambientales (beneficios directos e indirectos a la sociedad), como la regulación del clima (temperatura, sequías, inundaciones, huracanes), la erosión del suelo, la calidad del aire y del agua y los vectores de enfermedades. Sus selvas albergan el reservorio de carbono forestal más grande del país –3,554 petagramos (1015 g)–, funcionando como un importante sumidero de CO2 atmosférico y protector de uno de acuíferos kársticos más grandes del mundo (Islebe et al. 2015).

Los ecosistemas de la PY y su biodiversidad han sido afectados por actividades humanas. La Figura 1 muestra los cambios de cobertura ocurridos entre 1974 y 2014 y la ubicación de las principales áreas naturales protegidas (ANP). Para 2014 solo 22% de su extensión territorial estaba cubierta por vegetación madura (concentrada en las ANP), 59% estaba cubierta por vegetación secundaria y 19% por zonas urbanas o agropecuarias. El principal agente de cambio ha sido la ganadería, que ha sustituido ecosistemas biodiversos y benéficos para la sociedad por grandes extensiones de propiedad privada poco diversas, productivas y redituables. Los incendios forestales (otro agente de disturbio relacionado) en la PY representaron el 42% de la superficie arbolada afectada del país entre 2003 y 2014. Ambos agentes amenazan la biodiversidad y agravan el calentamiento global liberando grandes cantidades de gases de efecto invernadero.

Figura 1. Cambios en la cobertura forestal de la Península de Yucatán entre 1974 y 2014, señalando áreas con y sin vegetación. Con base en los primeros 5 mapas (1974, 1994, 2000, 2007 y 2014) se identificaron áreas que permanecieron ocupadas por vegetación o por sistemas agropecuarios, zonas urbanas y áreas en constante cambio (deforestación-revegetación), y se calculó la edad de la vegetación (último mapa). Los polígonos muestran las principales ANP. Modificado de Islebe et al. 2015. Fuente: Pronatura Península de Yucatán, 2015.

Una nueva gran amenaza es el megaproyecto Tren Maya, ruta ferroviaria de 1,460 km y 18 estaciones, con desarrollos turísticos, habitacionales, de transporte y comercio de mercancías, que suponen un profundo reordenamiento territorial en cinco estados del sureste, y se conecta con el megaproyecto Corredor Transístmico por ferrovías, carreteras, puertos y las actividades económicas proyectadas (Figura 2). Estos megaproyectos buscan acortar la ruta y disminuir los costos de transporte de mercancías entre las principales economías del mundo (Estados Unidos, la Cuenca del Pacífico y la Unión Europea), facilitar la explotación y transporte de petróleo, gas y minerales, y potenciar el turismo en la región. Sin embargo, representan un grave riesgo de deforestación, degradación y fragmentación de la vegetación mejor conservada de la PY en ANPs de vital importancia, como la Reserva de la Biosfera Calakmul, la Reserva de la Biosfera de Sian Ka’an, la Reserva Estatal Balam-Kú y el Área de Protección de Flora y Fauna Manglares de Nichupté, con las consecuentes pérdidas de biodiversidad y servicios ecosistémicos primordiales, incluyendo la capacidad forestal de mitigar el cambio climático y de recargar el acuífero (Figura 3). Urge entonces realizar investigaciones transdisciplinarias para evaluar los impactos ambientales y socioeconómicos de estos megaproyectos y otras actividades humanas y proponer estrategias para minimizar o revertir la pérdida de biodiversidad y de los servicios  ecosistémicos de la PY.

Figura 2. Megaproyectos (Tren Maya y Corredor Transístmico) y principales yacimientos de hidrocarburos y minerales en el Sureste de México. Tomado de: http://geopolitica.iiec.unam.mx/sites/default/files/2020-03/RESUMEN-EJECUTIVO-GCTTM-ok.pdf
Figura 3. Principales Áreas Naturales Protegidas (ANP) y características geohidrológicas que se verían afectadas por el Tren Maya. Tomado de: http://geopolitica.iiec.unam.mx/sites/default/files/2020-03/RESUMEN-EJECUTIVO-GCTTM-ok.pdf

Referencias

  • Durán, R., Méndez, M. (Eds.). 2010. Biodiversidad y Desarrollo Humano en Yucatán. CICY, PPD-FMAM, CONABIO, SEDUMA. 496 pp.
  • Islebe, G.A., et al. (Eds.). 2015. Biodiversity and Conservation of the Yucatán Peninsula, Springer. 401 pp.
  • Grupo CONACYT para el análisis de riesgos en los territorios del Tren Maya. 2019. Territorios mayas en el paso del tren: situación actual y riesgos previsibles. http://geopolitica.iiec.unam.mx/sites/default/files/2020-03/RESUMEN-EJECUTIVO-GCTTM-ok.pdf

Reseña del autor

Juan Manuel Dupuy Rada es Biólogo por la Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia y Maestro y Doctor en Ecología por la Universidad de Connecticut, Estados Unidos. Es Investigador Titular C del Centro de Investigación Científica de Yucatán. Es Editor Asociado de la revista Tropical Conservation Science y lo fue también de Tropical Ecology. Actualmente es Investigador Nacional nivel II. Tiene amplia experiencia en investigación en ecología de selvas tropicales, abarcando temas como: 1) regeneración, sucesión y dinámica comunitaria de plantas leñosas, 2) patrones, procesos y factores que determinan la estructura, diversidad y composición florística de selvas en paisajes alterados por actividades humanas, 3) estrategias de vida y rasgos funcionales de plantas leñosas en selvas secas y 4) estimación y monitoreo del carbono en la biomasa forestal aérea.

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La conservación de la vegetación de duna costera de la península de Yucatán: entre el azar, la urbanización y las especies invasoras

Por: Víctor Parra-Tabla

Departamento de Ecología Tropical, Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad Autónoma de Yucatán. Victor.parratabla@gmail.com

Las zonas costeras se consideran de los ecosistemas terrestres más vulnerables al cambio climático fundamentalmente por el incremento esperado en el nivel del mar. No obstante, por su alto valor turístico, la urbanización contemporánea de estas zonas ha llevado a una pérdida acelerada de su cobertura vegetal en periodos de tiempo notablemente cortos, originando diferentes efectos colaterales que afectan drásticamente su funcionalidad y, en consecuencia, su conservación.

La vegetación costera de la península de Yucatán, junto con la del Golfo de México, se consideran de las más diversas a nivel mundial y contienen una proporción significativa de especies endémicas; pero ¿qué procesos explican el ensamble de sus comunidades? ¿y cuáles las amenazas inmediatas que confrontan? Sabemos que un factor importante para entender la peculiaridad de esta vegetación es que presenta influencias fitogeográficas caribeñas y del Golfo de México. Estas influencias explican tanto su diversidad global, como su heterogeneidad espacial. Por ejemplo, existen regiones donde se favorece el establecimiento de comunidades con alta diversidad filogenética y otros con baja diversidad, lo cual responde a los filtros ambientales característicos, pero variables, de estos ecosistemas (e.g., altas temperaturas, alta exposición salina). Sin embargo, sabemos que eventos climáticos estocásticos (i.e., ciclones tropicales), han jugado un papel muy destacado para explicar la diversidad y el ensamble de estas comunidades.

Esta distintiva conformación de las comunidades costeras de la Península de Yucatán, sumada a los servicios ambientales que proporciona (e.g., fijación del sustrato, barrera ante ciclones), justifican ampliamente la importancia de su conservación. Desafortunadamente, sabemos que sus costas han sido intensamente urbanizadas (Fig. 1).

Fig. 1 (a) Vista de la vegetación de duna costera de Yucatán (Foto: Víctor Parra-Tabla). (b) Imagen actual de la urbanización de la costa de Yucatán del área de Puerto Progreso a Telchac Puerto (ca. 12 km; imagen tomada de Google Earth). En esta área hasta un 40% de las especies de la duna costera son exóticas invasoras (Fuente: Parra-Tabla et al. 2018. Plant Ecology and Diversity 11:157–172)

            Esta urbanización ha resultado en perdida de cobertura vegetal, fragmentación y, especialmente, en la entrada masiva de especies exóticas invasoras (Fig. 1b). Trabajos de la década de los 80´s reportaban una muy baja incidencia de estas especies, pero datos recientes de la costa norte demuestran que en solo 30 años un tercio del total de las especies de comunidades de duna costera son exóticas invasoras (Fig. 1b). Más preocupante aun, es que estas especies actualmente ocupan lugares dominantes en la estructura de las comunidades, sugiriendo fuertes efectos en su funcionalidad. Por ejemplo, sabemos que la producción de semillas de las especies nativas es afectada por la competencia por polinizadores y por la transferencia de polen heteroespecífico que establecen con las especies exóticas (Fig. 2).

Fig. 2 Compartición de polinizadores entre la especie endémica (a) Cakile edentula, y la especie exótica (b) Bidens pilosa, en la duna costera de Yucatán. Se ha demostrado que la presencia de polen de B. pilosa en los estigmas de C. edentula afecta su éxito de polinización (Fuente: Suárez-Mariño et al. 2019. American Journal of Botany 106: 1-8) (Fotos: Cristopher Albor y Alexander Suárez Mariño, respectivamente).

A nivel global, existen evidencias de que las especies exóticas invasoras son capaces de introducirse fácilmente en las redes de interacción planta-polinizador, sugiriendo efectos a nivel comunitario. En comunidades costeras de la Península de Yucatán se ha observado un patrón similar (Fig. 3a), pero además se ha comprobado que en las redes de interacción planta-planta, establecidas vía la transferencia de polen heteroespecífico, estas especies exóticas no solo tienen una participación importante (Fig. 3b), sino que su éxito de polinización es menos afectado en comparación con el de las plantas nativas.

Fig. 3 (a) Red de interacción planta-polinizador (Modificado de Parra-Tabla et al. 2019. PloseOne 14: e0218227) y (b) planta-planta, vía el intercambio de polen heteroespecífico (Modificado de Parra-Tabla et al. Journal of Ecology en prensa), en una comunidad de duna costera. En la red planta-planta las flechas indican la dirección del flujo de polen

Estos hallazgos sugieren que las especies exóticas invasoras presentan una mayor tolerancia a la llegada de polen heteroespecífico, proporcionándoles una gran ventaja competitiva. Si bien este mecanismo ha sido poco estudiado, parece ser clave para facilitar la invasión y llevar potencialmente al remplazo de especies nativas. Aunque actualmente no existen datos demográficos que comprueben tales reemplazos en la duna costera de la Península de Yucatán, datos empíricos sugieren que las diferencias observadas en el éxito de la polinización podrían estar teniendo un efecto en el aumento de la dominancia de las especies exóticas.  

Evidentemente es imprescindible seguir estudiando cómo el cambio climático afectará las comunidades costeras. Sin embargo, también es imprescindible acelerar nuestro entendimiento de cómo la urbanización y sus efectos colaterales las están afectando actualmente. Estas líneas de investigación junto con otras, como la restauración, deberían de considerarse prioritarias para establecer medidas de corto plazo que permitan contener y revertir el actual estado de deterioro de estos importantes ecosistemas.   

Referencias

  • Angulo D., Tun-Garrido, J., Munguia-Rosas, M., Arceo-Gómez, G., and Parra-Tabla, V. (2018). Patterns of phylogenetic community structure of sand dune plant communities in the Yucatan Peninsula: the role of deterministic and stochastic processes in community assembly. Plant Ecology and Diversity 4: 515-526
  • Espejel I (1987) A phytogeographical analysis of coastal vegetation in the Yucatan Peninsula. Journal of Biogeography 14: 499–519
  • Martínez M.L. Moreno-Casasola, P., Espejel, I., Jiménez Orocio, O., Infante Mata D., Rodríguez Revelo, N., y Cruz González J.C. (2014) Diagnóstico general de las dunas costeras de México. CONAFOR 350 pp

Reseña del autor

Víctor Parra-Tabla. Soy biólogo egresado de la Facultad de Ciencias y doctor en ecología por el Instituto de Ecología de la UNAM. Por más de 25 años, junto con un excelente grupo de estudiantes, he investigado la ecología evolutiva de interacciones bióticas múltiples que ocurren entre microrganismos del suelo-plantas-polinizadores-herbívoros y parasitoides. Los últimos cinco años hemos enfocado nuestros esfuerzos en el estudio de la ecología de comunidades costeras con el objetivo de contribuir a su conservación. Estos esfuerzos incluyen desde describir y explicar su diversidad filogenética y funcional, hasta entender la dinámica espacio-temporal y el impacto de especies invasoras en las redes de interacción planta-polinizador y planta-planta. Soy miembro fundador y ex vicepresidente de la SCME. Profesor visitante del CSIC-EBD (España) y de la Universidad de Northampton (Reino Unido). Miembro del SNI desde el año 1997, e investigador nacional nivel III desde el 2013. Conócenos y colabora con nosotros, visita:

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La llegada del camarón tigre a México: efecto de las actividades antropogéncias en la biodiversidad de camarones peneidos del Atlántico Americano

Por: Martha Gabriela Gaxiola Cortés

UMDI Sisal, Facultad de Ciencias, UNAM. mggc@ciencias.unam.mx

Una nueva especie de camarón ha sido detectada en la Península de Yucatán. Se trata del camarón tigre, Penaeus monodon (figura 1), un camarón peneido que ha sido reportado en distintos puertos de la Península. Al tratarse de una especie carnívora, los pescadores temen que pueda comerse a los camarones nativos (es hasta cuatro veces más grande que ellos) y ser portadores de enfermedades. 

Figura 1. Penaeus monodon, el camarón tigre capturado vivo en Sisal, Yucatán. Foto Gabriela Gaxiola ( 3 de abril 2017)

Los camarones peneidos tropicales son crustáceos que presentan un ciclo de vida muy complejo, que se desarrolla en dos hábitats: el marino y el estuarino. México presenta una alta diversidad de especies de la familia peneidae, la cual está muy bien representada tanto en la costa del Pacífico, como en la costa Atlántica. Especialmente en la costa Atlántica, que incluye el golfo de México, se encuentran las siguientes especies: el camarón blanco del Golfo de México ( Litopenaeus setiferus), el camarón café (Farfantepenaeus aztecus), y el camarón rosado del Golfo de México (Farfantepenaeus duorarum). Para la Península de Yucatán se reportan solamente las especies del género Farfantepeaneus y del género Metapenaeopsis.

La distribución original del camarón tigre, que ahora está siendo reportado en la Península, era la costa oriental de África y Asia. Esta especie prefiere hábitats de aguas cálidas y se reporta como eurihalino y euritermo. El camarón tigre fue transportado para su cultivo en al menos tres sitios del continente americano durante el siglo XX: Carolina del Sur (1988); Cuba (1986) y Pernambuco, Brasil (1981). En la actualidad se ha reportado la presencia de adultos de esta especie en todos los países del Caribe, pero para la Península de Yucatán el reporte de su presencia es reciente.  

Esto ha generado una pregunta central para la que aún no tenemos respuesta ¿Cuál es el origen de los adultos de camarón tigre registrados en la Península de Yucatán?. ¿Cuál fue el mecanismo de transporte por el cual arribaron los adultos a dichas costas?.

Los mecanismos de dispersión del camarón tigre pueden ser el transporte por corrientes y/o vectores como el sargazo pelágico y transporte en el agua de lastre de los barcos. En relación con el transporte por corrientes, se han definido las corrientes marinas de gran escala que dominan la circulación en la región: primero, la corriente cálida del Caribe (“Guyana”) que sube hasta las Antillas mayores, por donde pasa la corriente de Yucatán que ingresa al Golfo de México y se convierte en la corriente de Lazo. La corriente de Lazo desprende remolinos anticiclónicos de gran escala que viajan hacia el oeste en el Golfo de México, hasta colisionar con el talud continental en la región de Tamaulipas. Estos remolinos son capaces de transportar largas distancias a las masas de agua. Con base en este escenario y adjudicándoles el transporte de larvas del camarón tigre, se podría considerar que es la corriente cálida Guyana la responsable de la dispersión de este crustáceo desde Brasil (Pernambuco) hacia las costas de Venezuela, Colombia, y posteriormente a las Antillas y al Golfo de México, siguiendo la secuencia de corrientes descrita anteriormente. Esta dispersión podría verse potenciada por las arribazones de sargazo pelágico (que puede funcionar como vector de especies exóticas) que se han intensificado de manera significativa a partir del 2011.   Sin embargo, responder este tipo de preguntas requiere de una investigación interdisciplinaria regional, que profundice en el modelo recientemente mencionado y la ampliación de la colecta de ejemplares,  adicionales a los capturados en las costas de Sisal y Progreso, Yucatán, para confirmar el origen de estos camarones. Cabe señalar que este cambio en la diversidad podría ser atendido por una red internacional de investigación, que además proponga las medidas de manejo para toda la región del Caribe y que sirva de base para el tratamiento de las especies exóticas que, como el camarón tigre, pueden tener grandes impactos biológicos y económicos.

Referencias

  • Enriquez, C., Marino-Tapia, I.J., Herrera-Silveira, J.A., 2010. Dispersion in the Yucatan coastal zone: implications for red tide events. Continental Shelf Research 30, 127–137.
  • Fuller Pam L. Fuller, David M. Knott, Peter R. Kingsley-Smith, James A. Morris, Christine A. Buckel, Margaret E. Hunter and Leslie D. Hartman, 2014. Invasion of Asian tiger shrimp, Penaeus monodon Fabricius, 1798, in the western north Atlantic and Gulf of Mexico.Aquatic Invasions Volume 9, Issue 1: 59–70.
  • Wakida-Kusunoki, A.T., De Anda-Fuentes, D. & Lopez-Tellez, N.A. 2016a. Presence of giant tiger shrimp Penaeus monodon (Fabricius, 1798) in eastern Peninsula of Yucatan coast, Mexico. Latin American Journal of Aquatic Research 44(1): 155-158. doi: 10.3856/vol44-issue1-fulltext-16

Reseña de la autora

Martha Gabriela Gaxiola Cortés. Estudió la licenciatura en la Facultad de Ciencias de la UNAM en la carrera de Biología. Es maestra en Ciencias Biológicas (Biología Marina) por la Universidad de la Habana y la especialidad en Camaronicultura, también otorgada por la Universidad de La Habana, Cuba. Es Doctora en Ciencias (Biología) por la Facultad de Ciencias de la UNAM, especializándose en nutrición, bioquímica y fisiología de la nutrición en organismos acuáticos de interés comercial, así como en tecnología de cultivo de camarón.

La Doctora Gaxiola ha hecho aportes en el ámbito mundial sobre su especialidad y es reconocida como líder académica en las áreas de nutrición acuícola, la ecofisiología y la carcinología mexicanas.

Actualmente es Profesora Titular C de Tiempo Completo en la UNAM y pertenece al Sistema Nacional de Investigadores nivel III.  Su trayectoria ha sido reconocida con premios como  la Medalla Gabino Barreda por sus estudios de Doctorado y el Reconocimiento Sor Juan Inés de la Cruz, otorgado por la UNAM. Es también miembro activo de la World Aquaculture Society y miembro fundador de la Asociación de Especialistas en Nutrición Acuícola de México y de la Red para el Conocimiento de los Recusos Naturales del Sureste de México.

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¿Rocas con vida? Los microbialitos de la Península de Yucatán

Por: Luisa I Falcón

Instituto de Ecología, UNAM, Campus Yucatán, PCTY, 97302, México, falcon@ecologia.unam.mx

La biodiversidad de nuestro planeta se distribuye en bacterias, arqueas, y organismos con núcleo (eucariontes), además de regiones genéticas envueltas en cápsides proteicas, sin capacidad de auto replicación (virus). Este gran ensamble de formas y genomas interactúa entre sí, a partir de relaciones históricas y ecológicas, para conformar a las comunidades. El flujo de materia y energía que ocurre por estas interacciones es la base de lo que llamamos ecosistemas.

            Un tipo de comunidad son los microbialitos, cuyas contrapartes fósiles, los estromatolitos, son las formas de vida más antigua que conocemos (datados hasta en 3,700 millones de años). Lo que es muy interesante de estos fósiles tan antiguos, es que no están conformados por un individuo o población, sino por una comunidad, es decir, las formas de vida más antiguas que conocemos, son comunidades. Existen en la actualidad ecosistemas acuáticos, tanto de agua dulce como salada, que sostienen a comunidades formadoras de microbialitos (Figura 1). Estas comunidades están sustentadas por la actividad de miles de bacterias, arqueas y virus que combinan sus capacidades metabólicas para hacer biomasa (alimento), misma que es utilizada por los diferentes integrantes, dando lugar a un flujo de materia y energía que vuelve a estas comunidades entidades autosustentables. Algunos de los metabolismos existentes en estas comunidades son la fotosíntesis, tanto oxigénica como anoxigénica, fijación de nitrógeno, desnitrificación, ciclaje del azufre y del fósforo. Estas comunidades además capturan carbono de la atmósfera en minerales de carbonato, como la calcita, lo que las vuelve muy importantes para contrarrestar los efectos del cambio climático global.

Figura 1. Microbialitos de Laguna Bacalar. a) arrecife de microbialitos jóvenes (aproximadamente 50 años de edad); b) acercamiento a superficie de microbialitos con microscopía estereoscópica (10x); c) microfotografía electrónica de barrido mostrando los filamentos de cianobacterias y la matriz mineral.

            En México hay una serie de ecosistemas acuáticos que albergan comunidades de microbialitos, como pozas de desierto en el Valle de Cuatro Ciénegas, lagos de cráteres en la Faja Volcánica Transversal, y arrecifes bacterianos en la Península de Yucatán (PY). Los microbialitos de la PY se desarrollan en lagos, lagunas y cenotes, en donde conforman algunos de los arrecifes bacterianos de agua dulce más grandes del mundo. Se han registrado estas comunidades en profundidades que van de la superficie a más de 30 m, en donde los sistemas ricos en carbonatos de la península de Yucatán, aunado a la claridad del agua, favorecen su desarrollo.

            Los microbialitos han existido en el planeta como un tipo de comunidad desde hace miles de millones de años y en México se han datado comunidades modernas hasta en 9,000 años. Es decir, los arrecifes bacterianos de tamaño colosal que vemos en algunos lugares de la PY, como en Laguna Bacalar, tienen miles de años de edad (Figura 2).

Figura 2. Microbialitos colosales en la Laguna de Bacalar, Quintana Roo, dando soporte e interactuando con los manglares.

El crecimiento de estas comunidades depende de que el agua sea transparente, que haya poca turbidez y sedimentación, y que no se vean afectadas sus estructuras, ya que solamente las primeras capas están vivas. Es decir, estas comunidades milenarias dependen de sistemas acuáticos sanos y de aguas transparentes. Desafortunadamente, durante la última década, se han favorecido prácticas agrícolas intensivas que son depredadoras del ambiente, ya que se basan en la deforestación y utilización de cantidades inmensas de agroquímicos. Esto ha provocado que el filtro natural constituido por selvas y manglares se haya reducido en regiones considerables de la PY, provocando la entrada de nitrógeno, fósforo y agroquímicos a los cuerpos de agua. Todo lo anterior permite que haya crecimiento de algas en el agua, lo cual las ha vuelto turbias (Figura 3). Aunado a este problema ambiental, se ha fomentado el turismo masivo y desordenado, sin que esta explosión demográfica resultante vaya acompañada de la infraestructura necesaria para el tratamiento de residuos, lo cual en conjunto, han provocado la pérdida de biodiversidad de las comunidades que forman microbialitos.                         Necesitamos recapacitar entonces sobre las acciones que estamos tomando como humanidad, al continuar con formas de desarrollo que atentan contra el equilibrio de la naturaleza. No es aceptable, por ejemplo, el deterioro de comunidades y ecosistemas milenarios en menos de una década. Estamos obligados a reestructurar la forma en que interactuamos con los ecosistemas de los que somos parte.

Figura 3. Laguna Bacalar con cambio de color del agua, aumento en la turbidez y producción primaria asociados al arrastre de suelo y agroquímicos por lluvia (agosto, 2020). Foto: EFECT Lab, ECoSur Chetumal, Dr. Héctor Hernández-Arana.

Referencias

  • Yanez-Montalvo A, Gómez-Acata S, Águila B, Hernández-Arana H, Falcón LI. The microbiome of microbialites in Bacalar lagoon, Mexico (2020) PLoS On
  • Valdespino-Castillo PM, Hu P, Merino-Ibarra M, López-Gómez LM, Cerqueda-Garcia D, González-De Zayas R, Pi-Puig T, Lestayo JA, Holman HYN, Falcón LI. Exploring biogeochemistry and microbial diversity of extant microbialites in Mexico and Cuba. Frontiers in Microbiology, 9 (2018).

Reseña de la autora

Luisa I Falcón. Investigadora Titular B de TC. Instituto de Ecología, UNAM. Parque Científico y Tecnológico de Yucatán. falcon@ecologia.unam.mx https://sites.google.com/a/ciencias.unam.mx/laboratorio-de-ecologia-bacteriana-instituto-de-ecologia-unam

Estudió la licenciatura de Biología en la Facultad de Ciencias de la UNAM, Maestría en Ciencias en el Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM y en la Université Aix Marseille, obtuvo el grado de doctora en Ciencias en la Universidad de Stony Brook. Desde el 2006 se desempeña como Investigadora Titular en el Instituto de Ecología, donde fundó el Laboratorio de Ecología Bacteriana, mismo que es parte de la Unidad Mérida de dicho Instituto en el Parque Científico y Tecnológico de Yucatán. Ha sido profesora invitada en la Universidad de Kyoto, Japón y en el Lawrence Berkeley National Laboratory, EUA.
Se ha especializado en el estudio de ecología microbiana y trabaja con tapetes microbianos, microbialitos y biofilms en diferentes ambientes acuáticos, incluyendo regiones tropicales, templadas y polares. Recientemente, ha comenzado a trabajar con microbioma de fauna silvestre. Es autora de varios trabajos de investigación, divulgación y capítulos de libro. Contribuye con iniciativas que busquen el desarrollo sostenible en sus diversos sitios de estudio.

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Los parásitos en el estudio de la biodiversidad: ¿héroes o villanos?

Por: Gerardo Pérez-Ponce de León

Escuela Nacional de Estudios Superiores Mérida (ENES-Mérida, UNAM). Instituto de Biología (UNAM).

La biodiversidad se refiere a la variedad de vida en el planeta a diferentes niveles, desde la variabilidad genética, pasando por la de especies (plantas, animales, hongos y microorganismos), y la de los ecosistemas donde éstos viven. En este amplio concepto del término no existe un apartado que indique que algunos organismos no deban ser considerados. ¿Porqué entonces los parásitos son ignorados generalmente en las iniciativas sobre biodiversidad y conservación?. Primero, quisiera resaltar que el parasitismo es una forma de vida muy exitosa en el planeta. Al menos la mitad de las especies que habitan en él son parásitos. Desafortunadamente, es muy común que sean considerados por el público en general, y aún por diferentes sectores de la comunidad científica, como seres repulsivos, dañinos, causantes de enfermedades que afectan la salud humana o aquella de los animales que el hombre usa como alimentos o mascotas, haciéndolos claramente los “villanos” de la historia (Figura 1).

Figura 1. Algunos helmintos parásitos de dos especies de peces endémicos de la Península de Yucatán, Fundulus grandissimus (A) y Fundulus persimilis (B). La figura 1C muestra larvas de céstodos liberados del quiste; la figura 1D muestra nematodos del género Contracaecum y la 1E larvas de céstodos. Estos parásitos cierran su ciclo biológico cuando los peces son comidos por aves ictiófagas. Imágenes A y B, Fuente: Laboratorio de Biología de la Conservación, UMDI-Sisal, Parque Científico y Tecnológico de Yucatán.

Sin embargo, debo enfatizar que los parásitos son componentes fundamentales de los ecosistemas y que éstos aportan información muy útil para entender las causas de la distribución y la abundancia de los seres vivos y de los flujos de energía de los ecosistemas (preceptos conceptuales de la ecología). Además, los parásitos tienen un papel fundamental por su contribución del flujo de biomasa, la conectividad de las redes tróficas y la regulación de poblaciones de hospederos; el conocimiento de sus complejos ciclos de vida de cuenta de ello (Figura 2). Paradójicamente, se creía que, por su pequeño tamaño, los parásitos contribuían con muy poca biomasa a los ecosistemas hasta que se publicó un estudio en 2008 demostrando que tan solo los tremátodos aportaban una biomasa sustancial en sistemas estuarinos de California, que incluso excedía aquella de los depredadores tope. Se sabe también que los parásitos son indicadores de la salud de los ecosistemas pues son sofisticados marcadores biológicos que se utilizan como “sondas” de biodiversidad; además, aportan datos importantes sobre la historia evolutiva y biogeográfica de los hospederos y de los procesos que determinan la diversificación de la vida en el planeta. ¿Podrían ser entonces considerados como héroes y no como “villanos”?. Mi respuesta como parasitólogo es: ¡Claro que si!.

Figura 2. Ciclo de vida del trematodo Austrodiplostomum compactum. H.D. = Hospedero definitivo (cormorán o “pato buzo”); 1 HD = primer hospedero intermediario (caracol planórbido); 2 H.I = segundo hospedero intermediario (cíclido). Esquema elaborado por: Alejandra López Jiménez.

            La biodiversidad de la Península de Yucatán es impresionante. Entre sus ecosistemas mas notables están los sistemas lagunares costeros. Independientemente de su belleza y valor estético (Figura 3), éstos proveen importantes servicios ambientales como la captura de carbono y el procesamiento de nutrientes provenientes de las aguas continentales subterráneas. Además, por su elevada productividad, son utilizados por muchas especies de peces marinos como áreas de reproducción y/o alimentación. El conocimiento de la diversidad de parásitos que infectan a peces de la Península de Yucatán ha sido abordado por diversas instituciones (CINVESTAV, UADY, ECOSUR), principalmente para especies de importancia comercial. A este esfuerzo se suma desde ahora la UNAM a través de un proyecto de la ENES-Mérida que pretende caracterizar la diversidad morfológica y genética de los parásitos de peces en humedales costeros de la costa norte de Yucatán. Conocer en primera instancia la diversidad de parásitos en estos sistemas es fundamental para estudiar posteriormente el papel que éstos juegan en las redes tróficas y para utilizarlos como bioindicadores de la salud de estos ecosistemas. El principal reto es caracterizar la diversidad de parásitos utilizando métodos de vanguardia que permitan hacer estimaciones mas precisas. Para la costa norte de Yucatán hay reportadas poco mas de 200 especies de peces; de éstas, solo se han estudiado los parásitos que infectan a alrededor de 35. Mi grupo de trabajo se enfocará en los próximos años en estudiar los parásitos de los peces que no tienen importancia económica, pero que son fundamentales para entender la dinámica de los ecosistemas costeros.

Figura 3. Cienega de Sisal, Yucatán donde se muestra una enorme diversidad de aves acuáticas, hospederos definitivos de una vasta diversidad de parásitos que se encuentran como formas larvarias en los peces. Fotografía de: Laboratorio de Biología de la Conservación, UMDI-Sisal, Parque Científico y Tecnológico de Yucatán.

Referencias

  • Kuris, A. et al. 2008. Ecosystem energetic implications of parasite and free-living biomass in three estuaries. Nature 454: 515-518.
  • Pérez-Ponce de León, G. 2014. Los helmintos parásitos de peces como bioindicadores de la salud de los ecosistemas. En: Gonzalez-Zuarth et al. (eds). Bioindicadores: Guardianes de nuestro futuro ambiental. ECOSUR/INECC, pp. 253-272.
  • Poulin, R. 2014. Parasite biodiversity revisited: frontiers and constraints. International Journal for Parasitology 44: 581-589.

Reseña del autor

Gerardo Pérez-Ponce de León. Licenciatura, Maestría y Doctorado por la Facultad de Ciencias de la UNAM. Posdoctorado en la Universidad de Toronto, Canadá. Es Investigador Titular C; trabajó en el Instituto de Biología de la UNAM y ahora labora en la Escuela Nacional de Estudios Superiores-Mérida. Su investigación se centra en la descripción de la diversidad de helmintos parásitos de vertebrados silvestres utilizando herramientas de la sistemática molecular, con énfasis en el estudio de peces marinos y dulceacuícolas, así como en describir patrones y procesos de biogeografía e historia evolutiva de las asociaciones parásito-hospedero. Ha publicado mas de 200 trabajos en revistas indizadas, 22 capítulos de libros y un libro. En 2002 recibió el Premio de Investigación en Ciencias Naturales por la Academia Mexicana de Ciencias y en 2005 el H.B. Ward Medal Award por parte de la American Society of Parasitologists.

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Modelos de nicho ecológico como herramienta para el estudio y conservación de las serpientes de la península de Yucatán

Por: Carlos Alberto Yáñez Arenas

Laboratorio de Ecología Geográfica, Unidad de Conservación de la Biodiversidad, Parque Científico y Tecnológico de Yucatán, UMDI-Sisal, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México. lichoso@gmail.com

Las serpientes son uno de los grupos de vertebrados más exitosos del planeta. Desde su aparición, hace unos 125 millones de años durante el período Cretácico, se han diversificado enormemente (existen ~3460 especies) y han sido capaces de colonizar casi todo tipo de ambientes, siendo un componente clave en las redes tróficas de muchos ecosistemas. Su forma física, así como sus hábitos y el potente efecto de su veneno han fascinado al ser humano por siglos, siendo veneradas y consideradas símbolos sagrados por muchas civilizaciones. Además de su valor cultural, proveen beneficios directos para el ser humano al consumir y controlar poblaciones de animales que afectan negativamente los cultivos y la salud de las personas. También se han vuelto muy importantes en la industria farmacéutica, ya que a partir del veneno de algunas especies se ha obtenido una amplia gama de componentes para la fabricación de medicamentos y para el tratamiento de múltiples enfermedades. No obstante, a pesar de todos estos beneficios en la actualidad siguen siendo estigmatizadas por gran parte de la sociedad debido a falsas creencias. De tal manera, que son relativamente poco consideradas en esfuerzos de conservación y su existencia se ha visto gravemente comprometida por muchas amenazas (Mullin & Seigel 2011). En la península de Yucatán se distribuyen 57 especies de serpientes, de las cuales aproximadamente 32% presentan algún grado de amenaza (Cuadro 1). Esto resalta la importancia y necesidad de llevar a cabo estudios sobre estos organismos ya que la implementación de medidas apropiadas para su conservación requiere información más detallada sobre diversos aspectos biológicos. Sin embargo, son relativamente pocos los estudios sobre serpientes en esta región, probablemente debido a lo complicado que es obtener información del grupo. Muchas especies presentan características crípticas y hábitos esquivos por lo que observarlas en vida silvestre resulta difícil, y medir atributos poblacionales es todavía más complicado.

Cuadro 1. Serpientes de la península de Yucatán con algún grado de amenaza en listados nacionales e internacionales. Se presenta también su estatus de endemismo: PBPY = provincia biogeográfica península de Yucatán, MPY = porción mexicana de la península de Yucatán.

No obstante, existen datos históricos de localidades dónde ha sido registrada su presencia. Esta información puede conseguirse a partir de diversos repositorios digitales (e.g., GBIF, VertNet), y también puede expandirse a partir de proyectos nacionales de ciencia ciudadana, como Naturalista de CONABIO o regionales como la Red para la Conservación de Anfibios y Reptiles de Yucatán. Entonces, una buena alternativa para estudiar a las serpientes de la PY es el uso de herramientas que puedan aportar información relevante para fines de conservación a partir exclusivamente de registros de presencia existentes.

Los modelos de nicho ecológico y de distribución de especies son posiblemente la mejor solución para el reto que plantea estudiar las serpientes de la PY. Éstos incorporan un conjunto de herramientas y técnicas de análisis con las que se correlacionan registros georreferenciados de presencia (y en ocasiones ausencia) de las especies con un conjunto de predictores ambientales (e.g., temperatura, precipitación, vegetación) para inferir sus requerimientos ecológicos (i.e., su nicho ecológico) y proyectarlos en la geografía para estimar su distribución potencial (Fig. 1).

Fig. 1. Representación de los insumos que requiere el modelado de nichos ecológicos y sus áreas de análisis. Los círculos amarillos representan los registros de presencia de la nauyaca hocico de cerdo (Porthidium yucatanicum), una de las serpientes amenazadas de la península de Yucatán.

En el Laboratorio de Ecología Geográfica de la UNAM estamos aplicando este tipo de modelos para estudiar los factores ambientales que determinan la distribución de serpientes con importancia cultural en la región como la víbora de cascabel – Crotalus tzabcan (Yañez-Arenas et al., 2020), evaluar los efectos del cambio climático sobre sus rangos geográficos, describir patrones de distintas expresiones de su diversidad (taxonómica, filogenética y funcional), evaluar la influencia de la vegetación sobre la presencia y diversidad de especies en ambientes urbanos (Figura 2), e identificar sitios prioritarios para su protección a partir de la representación espacial de métricas relacionadas con aspectos poblacionales como la distancia al centroide del nicho ecológico (Osorio-Olvera et al., 2020). No obstante, es relativamente incipiente el estudio de las serpientes de la PY por lo que el panorama de temas de estudio es amplio y diverso.

Fig. 2. Panel A: Densidad de registros de presencia de serpientes en relación a la variación en la combinación del valor mínimo y máximo del índice de vegetación normalizado (NDVI) en la zona metropolitana del municipio de Mérida (en el gradiente de la paleta de colores los colores más claros representan mayor cantidad de observaciones). Panel B: Relación entre la riqueza potencial de serpientes y el NDVI promedio en el área de estudio [modelo polinomial y~x+I(x^3); R2=0.64; p <0.01].

Referencias

  • Mullin, S. J., Siegel. R. A. (Editores). 2011. Snakes: Ecology and Conservation. Comstock Publishing Associates. ISBN 978-0801-459-09-2.
  • Yañez-Arenas, C., Castaño-Quintero, S., Rioja-Nieto, R., Rodríguez-Medina, K., X. Chiappa-Carrara. 2020. Assessing the relative role of environmental factors that limit the distribution of the Yucatan rattlesnake (Crotalus tzabcan). Journal of Herpetology 54(2): 216-224
  • Osorio-Olvera, L., Yañez-Arenas, C., Martínez-Meyer, E., A. Townsend Peterson. 2020. Relationships between population densities and niche-centroid distances in North American birds. Ecology Letters 23(3): 555-564

Reseña del autor

Carlos Alberto Yáñez Arenas. Profesor-investigador en ecología y biología de la conservación en la Universidad Nacional Autónoma de México. Es profesor de carrera adscrito a la Facultad de Ciencias de la UNAM, donde además se desempeña como el responsable académico del Laboratorio de Ecología Geográfica y curador de la Colección Científica Regional de Anfibios y Reptiles. Revisor de diversas revistas de circulación internacional y editor asociado de la Revista Latinoamericana de Herpetología y de la revista Nature Scientific Data. Con una producción científica prolífica, que abarcan más de 50 publicaciones de diversa índole, las cuales son producto del desarrollo de líneas de investigación relacionadas con la Ecología Geográfica, el estudio de las especies invasoras, la evaluación del efecto del cambio climático sobre la diversidad biológica, el modelado espacial de la distribución de las especies, entre otras. Los resultados de sus investigaciones también se han presentando en diferentes foros, que van desde congresos académicos hasta foros periodísticos.

Correo electrónico: lichoso@gmail.com

Teléfono de oficina: +52 (999) 341-0860 ext. 7627

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Seguridad alimentaria en Yucatán y los ecosistemas que la sostienen

Por: Casandra Reyes García1 y Alejandra García Quintanilla2

1Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2Colectivo Popol Vuh

La península de Yucatán presenta grandes retos para el cultivo de alimentos ya que en algunas zonas carece completamente de suelo o presenta suelos de escasos milímetros de profundidad y pobre en nutrientes. Las lluvias son estacionales, con una sequía prolongada. Sin embargo, la península cuenta con los saberes de la cultura maya, una cultura milenaria que ha adaptado sus prácticas productivas a un sistema tan estresante como este.

Para sobrevivir en este sitio, los mayas aprendieron a manejar la biodiversidad. A falta de suelo, la poda del bosque y su quema incorporan los nutrientes de éstos al sistema. Además de la milpa, las unidades familiares cuentan con un solar o traspatio donde cultivan plantas para alimentación, medicina y otros usos. También practican la cacería y recolección, incitando la presencia de los animales con alimentos cultivados en las milpas. Y por último, cuentan con apiarios para la producción de miel, en los que hoy en día han incluido a apis mellifera, además de las tradicionales abejas meliponas, nativas de la Península. De esta manera, su sistema productivo es diversificado, pero también diverso, la milpa cuenta con una gran diversidad de plantas con diferentes requerimientos y ciclos de vida que garantiza alimentos en años húmedos o secos. Así, pueden usarse hasta 67 especies de fauna y 407 variedades de plantas en una sola localidad.

En la actualidad dicho sistema está amenazado por el cambio climático, que significa un incremento en la variabilidad de las lluvias (confundiendo los mejores períodos para la quema o la siembra) y un aumento en las temperaturas (afectando la salud de abejas, animales y plantas). Otro gran problema es la destrucción de las selvas en las que está inmerso este sistema productivo.

Gran parte del éxito de este sistema productivo es la selva que lo sostiene. La selva provee los nutrientes para la siembra; un hogar a las plantas comestibles, medicinales, de combustible, de construcción, etc.; y un hogar para los animales de caza, polinizadores, dispersores o que controlan las plagas. La selva es también un regulador de temperatura, habiendo en las horas más calientes del día hasta 10°C menos en zonas arboladas en comparación con zonas aledañas sin árboles. Durante la noche, zonas de roca expuesta o con construcciones también mantienen el calor, siendo las zonas arboladas más frescas. Las selvas juegan un papel fundamental en aumentar la cantidad de lluvia, ya que sus árboles transpiran agua que contribuye a la formación local de nubes. Las zonas deforestadas pueden entonces sufrir una disminución en la lluvia. El intercambio de gases en las hojas de los árboles permite que el CO2 (principal gas de efecto invernadero) se convierta en azucares, mientras libera el oxígeno, vital para la respiración.

Las grandes extensiones de tierra comunitaria, que posteriormente se organizaron en ejidos, permitían la rotación de las milpas dentro de una masa forestal abundante. Sin embargo, en las últimas décadas se ha incrementado la privatización y la deforestación para dar lugar a grandes extensiones de monocultivos, ganadería, y asentamientos urbanos (Fig. 1).  Nuestros estudios en selvas remanentes, fragmentadas, ya encuentran afectaciones en algunas especies clave para la diversidad. La deforestación ya repercute sobre los sistemas productivos. Se ha reportado alta mortalidad de colmenas debido a agroquímicos rociados en campos cercanos, al aumento en la temperatura, a la falta de alimento y por enfermedades. Los sistemas productivos mayas aportan seguridad alimentaria y mantienen las materias primas para el estilo de vida y cultura de las familias. Pero al ser un sistema de baja monetización por su baja producción para la venta exterior, tiende a ser desvalorado desde la perspectiva gubernamental, donde se privilegian prácticas de privatización que ponen en riesgo la subsistencia de estos sistemas de gran biodiversidad. En un momento donde el foco internacional se fija en el dilema entre conservar la biodiversidad y usar los terrenos para la producción de alimentos, el modelo maya merece ser revalorado y visibilizado.

Figura 1. Propiedad social y delimitación de áreas naturales protegidas (ANP) en la Península de Yucatán. Se muestra la tierra de uso común o comunales, las tierras parceladas que son aquellas que han pasado a la propiedad privada para su aprovechamiento en diversos rubros (urbano, agrícola comercial, ganadería) y los polígonos de las ANP´s protegidas federales y estatales. La imagen fue elaborada por Casandra Reyes García usando la plataforma de Geocomunes (https://geocomunes.org/Visualizadores/PeninsulaYucatan/), quienes a su vez reportan datos de 2019 del Registro Agrario nacional (para los datos de propiedad), y de la Comisión de Áreas Naturales Protegidas para las ANPs.

Referencias

  • Orellana, R., C. Espadas, C. Conde y C. Gay (2009). Atlas Escenarios de cambio climático en la Península de Yucatán. Centro de Investigación Científica de Yucatán A.C. Mérida, Yucatán, México. pp. 111.
  • Reyes García, C. y Espadas Manrique, C. (2016). Oleadas de calor y el efecto de la vegetación en Yucatán. Desde el Herbario CICY8, 97-101.
  • Terán-Contreras S. (2010). Milpa, biodiversidad y diversidad cultural. En: Biodiversidad y Desarrollo Humano en Yucatán. Durán R. y M. Méndez (eds). CICY, PPD-FMAM, CONABIO, SEDUMA. 496 pp

Reseña de las autoras

Casandra Reyes García es bióloga egresada de la UNAM, cuenta con un doctorado en University of Cambridge, en Reino Unido y labora en el Centro de Investigación Científica de Yucatán desde 2007. Se especializa en la ecofisiología de plantas vasculares tropicales, con énfasis en indicadores del efecto del cambio climático. Es miembro del Sistema Nacional de  Investigadores, nivel II. Ha tenido una serie de proyectos que le han permitido mantener durante una década el monitoreo de cuadrantes permanentes en diversos ambientes de la Península de Yucatán, donde ha usado indicadores biológicos para evaluar cambios en los ecosistemas. Su interés abarca también los servicios ambientales de la naturaleza y la relación con las poblaciones humanas.

Alejandra García Quintanilla es doctora en historia por la University of North Carolina at Chapel Hill. Su línea de investigación es la historia del pensamiento maya en relación a la naturaleza, aspectos epistémicos, filosóficos, éticos y estéticos.  Es miembro del colectivo Popol Vuh, investigadora jubilada de la Universidad Autónoma de Yucatán. Fue fundadora desde 1999 del curso de alta cultura maya que se imparte en las comunidades a jóvenes mayas. Conductora del programa de radio Los Mayas de Ayer y Hoy del Instituto Mexicano de la Radio (2008-2016). Colabora con diversos grupos en el análisis de los megaproyectos que se propone implantar en Yucatán.

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Integridad de los ecosistemas y biodiversidad: El caso de Cuatro Ciénegas

Por: Valeria Souza Saldivar

Instituto de Ecología UNAM. souza.valeria2@gmail.com

Cuatro Ciénegas (CC) es un sitio extraordinario, es un valle en forma de mariposa blanca que se posa entre sierras en el desierto Chihuahuense, en el centro del estado de Coahuila. Este valle tiene, sin exagerar, al oasis mas biodiverso del planeta, a pesar de que este es el sitio con menor proporción de fósforo en relación con nitrógeno que se conoce. Esta paradoja de la biodiversidad en un sitio sin la fuente de energía fundamental para la vida (el fósforo) es sumamente interesante, ya que se resuelve al entender que esta era la condición ancestral del sitio y que por lo tanto toda la vida esta adaptada de una manera exquisita a esta limitante letal para organismos de otros sitios.

¿A qué me refiero con esto? A que en CC se guardaron las condiciones del mar ancestral, un mar rico en azufre y pobre en fósforo, entre los sedimentos, limos, arcillas de una sierra llamada San Marcos y Pinos. El agua per se, probablemente se recicló en el infinito ciclo local del agua en el humedal. Lo fascinante es que tenemos evidencias de que, no solo los minerales se quedaron entre las rocas, sino que las comunidades completas que forman tapetes microbianos y estromatolitos en las pozas de Cuatro Ciénegas, también se quedaron por millones, tal vez miles de millones de años en este ciclo de montaña y sol (Figura 1).

Figura 1.  Tapete microbiano de domos del arqueano (izquierda) y domos del arqueano (derecha), poza recién descubierta, la más diversa  de todas.

Este portento biológico tal vez se debe en parte a que este sitio es donde se rompieron 2 súper continentes en la historia del planeta: Rodinia, al final del precámbrico y Pangea durante el Jurásico. La cicatriz de esa tectónica extraordinaria explica la forma particular del valle, pero también explica el porque se quedó en las profundidades de San Marcos y Pinos la anomalía magmática que rompió a los súper continentes (Figura 2). En la actualidad ese magma no solo alimenta a parte de la comunidad microbiana, sino que es esencial para explicar el ciclado de agua y nutrientes entre la superficie y el manto freático profundo.  Con el agua se mueven las comunidades microbianas fundando nuevas pozas al moverse la montaña y estableciendo una enorme dinámica poblacional en las comunidades de las que ya están conformadas.

Figura 2. El valle desde la Sierra La Madera; se ve aquí la forma increíble de la Sierra de San Marcos y Pinos que se levantó en el Cretácico guardando en su seno a la diversidad microbiana del pasado y sus minerales. Ahí está la bolsa magmática que explica el humedal.

Sin embargo, este danzar del agua que ha durado eones, ahora esta interrumpido por la avaricia y la ignorancia humanas.  Primero fueron los canales que rompieron la recarga de los manantiales, sacando el agua primigenia a cultivos. Después la avaricia aumentó y la permanencia del humedal fue cuestionada…”para que sirve el agua estando ahí, no sirve de nada”…razón por la cual, en inicios de los 70´s se hicieron varias obras precisamente para secar el humedal y abrir la frontera agrícola a los ejidatarios a quien recientemente se les había repartido la tierra. Uno de ellos, saca salada, exporta esta agua “de desperdicio” 80 km fuera del valle a Monclova. El cultivo que se decidió poner desde esos entonces, dado que es zona ganadera, fue alfalfa, ya que el agua, aparentemente era infinita. La alfalfa es el cultivo mas sediento que conozco y en 50 años se chupo al 90% del humedal (Figura 3). A estos canales hay que agregarle un sin numero de pozos legales e ilegales y sobretodo un desorden absoluto en quien es dueño de que concesión de agua. Esperemos que el trabajo con la sociedad de Cuatro Ciénegas, y sobretodo del trabajo con sus niños y jóvenes esté cambiando la percepción del agua en este oasis extraordinario que ha resistido a todo tipo de cambio climático a 5 extinciones globales, al levantamiento del altiplano central y de la sierra madre oriental, pero no nos ha resistido a nosotros, los humanos que vimos pisar al primer hombre en la luna y que tuvimos en ese momento la conciencia de esta frágil bola azul que llamamos hogar, que llamamos Tierra.

Figura 3. Valeria muy triste junto a un churince seco.

Reseña del autor

El área de trabajo de la Dra. Valeria Souza es la Ecología Evolutiva y la Evolución Molecular de los Microorganismos y trabaja con la pregunta: ¿porqué hay tantas especies? Es decir, cuales son los procesos evolutivos, fisiológicos y ecológicos que separan a los organismos que forman poblaciones hasta convertirlos en especies, así como entender cómo varias especies similares pueden coexistir en un sitio particular y saber qué redes de interacciones forman. Tiene más de 100 artículos en revistas arbitradas con más de 7000 citas, 40 capítulos en libros, un libro coeditado y dos textos de biología para 5º de preparatoria programa UNAM. Es SNI nivel III. Ha recibido muchas distinciones y premios académicos y ambientales. Trabaja en el Instituto de Ecología, UNAM.

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El proceso de conversión de selvas a la agricultura y la integridad ecológica

Por: Miguel Martínez Ramos

Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad. mmartinez@cieco.unam.mx

La Selva Lacandona es uno los bloques de bosque tropical húmedo de mayor biodiversidad en Mesoamérica. Aquí, hace más de mil años, la civilización maya desarrolló sistemas agrícolas que mantenían a poblaciones grandes, de más de 50,000 personas, viviendo en el entorno de ciudades ceremoniales. Se piensa que una deforestación extensa y una sobre-explotación agrícola de los suelos condujo a la degradación ecológica, a la falta de alimentos y al abandono de las ciudades. Siglos más tarde, sin embargo, la selva se regeneró naturalmente en los sitios abandonados, llegando a albergar nuevamente una extraordinaria biodiversidad (Figura 1).

Figura 1. Fotos (2017) de selva en la región Selva Lacandona, sureste de México. A la izquierda pirámide Maya cubierta por la vegetación selvática. A la derecha, vista cercana a la vegetación de selva con un magnífico árbol del árbol localmente llamado Ramón (Brosimum alicastrum, Moracea).

Durante los años setenta y ochenta del siglo pasado, el gobierno de México repartió terrenos de la Selva Lacandona, específicamente en la región de Marqués de Comillas, a familias provenientes de diferentes estados de la República Mexicana. Con ello se inició una nueva ola de conversión de selvas a la agricultura. La conversión contemporánea se realiza con herramientas tecnológicas y formas agrícolas que los Mayas no tenían, tales como agroquímicos, maquinaria pesada, ganadería y uso de monocultivos extensos de plantas perennes (incluida la palma aceitera africana). En menos de 50 años, la cobertura de selva en la región se ha reducido a un 30% de su extensión histórica (Figura 2). Además, en los sitios con un suelo pobre, donde se practica la ganadería extensiva y se hace uso frecuente del fuego y agroquímicos la integridad del ecosistema se encuentra rota. Estas tierras degradadas son infestadas por unas cuantas especies de malezas agresivas, que impiden la producción agricultura y el proceso de regeneración natural y sucesión secundaria de la selva.

Figura 2. Arriba, un paisaje de la Selva Lacandona mostrando, a la izquierda del río Lacantún, a la Reserva de la Biosfera de Montes Azules y, a la derecha del río, a la región de Marqués de Comillas. Abajo, la selva (verde oscuro) en Marqués de Comillas se ha ido reduciendo rápidamente desde la colonización humana, como lo ilustran estas dos imágenes de satélite (Google Earth©) obtenidas 14 y 44 años después de los primeros establecimientos humanos. Imágenes proporcionadas por Esteban Martínez.

Procesos como este se repiten en los trópicos de todo el planeta, lo que está generado una gran pérdida de biodiversidad a nivel global y degradando múltiples contribuciones de la naturaleza al bienestar humano. La población mundial sigue creciendo rápido y pronto alcanzará 8,000 millones de personas. Esta población en expansión demanda enormes cantidades de alimentos agrícolas. Así, la humanidad enfrenta el gran problema de cómo conservar y restaurar las valiosas selvas bajo la presión creciente ejercida por el avance de la frontera agrícola.

Estudiantes e investigadores hemos llevado a cabo estudios de ecología de selvas en Marqués de Comillas, explorando formas de conciliar la conservación con la producción agrícola (Martínez-Ramos et al. 2016). Encontramos que cuando las prácticas agrícolas son de escala pequeña (< 2 hectáreas), no utilizan agroquímicos, maquinaria pesada, ni fuego y mantienen árboles nativos, la selva puede regenerase tras el abandono de los campos agrícolas. Prácticas como las milpas tradicionales y los sistemas agroforestales ejemplifican este tipo de manejo. Cuando los prácticas agrícolas son extensas (> 10 ha) y hacen uso frecuente de agroquímicos, fuego y maquinaria, dejando escasa o ninguna cobertura de árboles, el suelo tiende a degradarse e infestarse por malezas. La ganadería extensiva en suelos pobres ejemplifica este tipo de manejo. Además, nuestros estudios y otros (Banks-Laite et al. 2015) muestran que es posible tener altos niveles de biodiversidad, conservando la integridad del ecosistema de selva y sus comunidades bióticas, cuando en el paisaje se mantiene al menos 40% de cobertura de selva. Si la deforestación va más allá de este umbral crítico (> 60%), se pierde la integridad del ecosistema, lo que se manifiesta con un colapso de especies nativas en el paisaje (Figura 3), posiblemente resultante de procesos de efecto cascada. Como complemento al valor para la conservación, estos “paisajes agroforestales”, combinados con un manejo agroforestal y agropecuario de bajo impacto, pueden aportar una amplia gama de productos forestales, además de proveer  funciones y servicios ecosistémicos que son importantes para la regulación del clima, el mantenimiento de la fertilidad del suelo, el control de plagas agrícolas, el suministro de polinización biótica para cultivos y la conservación de fuentes de agua dulce, entre otros muchos beneficios para el bienestar humano.

Figura 3. Pérdida de integridad de comunidades biológicas (PICB) en paisajes sujetos a actividades agropecuarias. (a) La PICB se expresa como la disminución de especies arbóreas a medida que se reduce la cobertura de selvas en el paisaje en Marqués de Comillas (de G. Wies et al., en revisión). (b) La PICB se mide con la pérdida de la similitud en la composición de especies de vertebrados (anfibios, reptiles, aves, mamíferos) entre paisajes en deforestación y la selva continua (100% de cobertura; de Banks-Laite et al. 2014) en la región de Bosque Atlántico en Brasil. En ambos casos, la banda vertical indica umbrales de cobertura de selva por encima de los cuales se puede mantener la integridad del ecosistema de selva. Menos cobertura que los umbrales lleva a un proceso de perdida de especies en cascada y al colapso del ecosistema y su biodiversidad.

Los estudios realizados hasta ahora en Marqués de Comillas muestran cómo la integridad del ecosistema de selva se ve afectada, a nivel de parcela y de paisaje, por las prácticas agropecuarias. Con un programa de investigación de reciente creación (denominado BIOPAS), ahora apuntamos a entender los procesos y mecanismos ecológicos que subyacen a estos efectos, a través de estudios de poblaciones y comunidades de plantas y animales, de la estructura funcional y filogenéticas de ensamblajes bióticos y de redes complejas de interacción biótica. Finalmente, queremos entender las consecuencias de la perdida de la integridad del ecosistema sobre los aportes de la selva al bienestar de las comunidades locales.

Referencias

Banks-Leite, C. et al. 2014. Using ecological thresholds to evaluate the costs and benefits of set-asides in a biodiversity hotspot. Science 345: 1041–1045.

Martínez-Ramos M, A. Pingarroni, J. Rodríguez-Velázquez, L. Toledo-Chelala, I. Zermeño-Hernández, F. Bongers. 2016. Natural forest regeneration and ecological restoration in human-modified tropical landscapes. Biotropica 48: 745–757.

Wies, G., N.S. Arzeta, M. Martínez-Ramos.  Assessing ecological thresholds and the implications for conservation in Human Modified Tropical Landscapes. Biological Conservation (en revisión).

Reseña del autor

El Dr. Miguel Martínez Ramos es Biólogo y Doctor en Ecología por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).  Es investigador titular del Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, UNAM. Ha sido Bullard Fellow por la Universidad de Harvard, Presidente de la Association for Tropical Biology and Conservation, Presidente de la Sociedad Botánica de México, Presidente de la Sociedad Científica Mexicana de Ecología (SCME), Premio Estatal de Ciencia y Tecnología otorgado por el COECyT Michoacán y el Estado de Michoacán y actualmente es Investigador Nacional nivel III del Sistema Nacional de Investigadores y Vicepresidente de la SCME. Tiene amplia experiencia en investigación sobre ecología de selvas y en ecología de poblaciones y comunidades, abarcando temas de demografía de plantas, dinámica de poblaciones y comunidades vegetales y animales, mecanismos de coexistencia de especies, evolución de historias de vida, sucesión ecológica, manejo sostenible de productores forestales, regeneración y restauración de bosques tropicales y dinámica de sistemas socio-ecológicos en paisajes modificados por actividades humanas.

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Las especies invasoras: una amenaza para la integridad de los ecosistemas y la biodiversidad

Por: Ana Isabel González

Subcoordinadora de Especies Invasoras, CONABIO agonzalez@conabio.gob.mx

Fotografía 1. Bryophyllum delagoense Especie originaria de Madagascar e invasora en México autor Concepción Martínez Fuente Banco de imágenes de CONABIO.

Las especies exóticas invasoras son uno de los factores de presión más importantes para los ecosistemas y la biodiversidad, junto con el cambio climático, la pérdida de hábitat, cambio de uso de suelo, sobreexplotación de organismos y contaminación (CONABIO, 2009). Una especie exótica invasora se define como aquella que no se distribuye de manera natural en una región determinada, en este caso México, y que además ocasiona impactos negativos a la biodiversidad, los ecosistemas, la salud, la economía y la sociedad. Dependiendo de la especie, los impactos pueden incluir uno o varias combinaciones de los siguiente ejemplos: Impactos a la biodiversidad (depredación, competencia o introducción de enfermedades que afectan a las especies nativas…), a los ecosistemas (alteración de las comunidades y modificación de ecosistemas, incremento en la frecuencia de incendios, erosión, monocultivos…), a la economía (reducción de cosechas, incremento en los costos de producción o de mantenimiento, daños estructurales…), a la salud (afectaciones a la salud humana, animal o vegetal) y a la sociedad por pérdida de usos y costumbres, actividades recreativas o alimentos tradicionales. Existen especies exóticas invasoras pertenecientes a todos los grupos taxonómicos y en todos los ambientes, y cada evento de invasión es el resultado de la combinación de diferentes factores, entre los cuales están las características específicas de la especie, la región o ecosistema al que es introducida, así como su estado de conservación, las condiciones físicas y climáticas del entorno, la época del año, la frecuencia de introducción, la disponibilidad de recursos, etc. Estos factores complican mucho el poder determinar con anticipación cuál de todas las especies exóticas tendría el potencial de volverse invasora en un área determinada.

Aunque existen diferentes estrategias de atención ante las invasiones, que deben ser adaptadas al caso por caso, una invasión biológica no puede ser atendida por un solo sector o institución, sino que se requiere de la colaboración entre diferentes disciplinas y esferas. Un ejemplo reciente de la amenaza que representan las especies invasoras para la integridad de los ecosistemas, son los pastos exóticos que invaden las praderas del noroeste del pacífico en Oregón, USA, cuyas comunidades de gramíneas son muy distintivas y para las cuales los pastos exóticos representan una amenaza severa  debido a su gran capacidad de formar monocultivos y a su mayor resistencia y resiliencia ante incendios (Endress et al., 2020).

Fotografía 2. Asterias amurensis Especie originaria de Asia, invasora recientemente reportada en Mazatlán. Fuente Wikipedia

Como reflexión personal, uno de los principales retos que tenemos como país es precisamente el cómo enfrentar y atender la problemática de las especies invasoras, en un momento en que tantos problemas, igualmente importantes, requieren nuestra atención. Sobre todo, debido a que las invasiones biológicas son un tema relativamente nuevo, y por lo tanto frecuentemente subestimado, por quienes están fuera del ámbito de las disciplinas ambientales. México tiene grandes avances en materia de especies invasoras ya que cuenta con una estrategia de la cual se han implementado varias acciones. Se tiene por primera vez una lista oficial identificando a muchas de estas especies y se tienen protocolos de atención y respuesta establecidos, junto con personal técnico altamente capacitado. Sin embargo, se requiere aún de fortalecer a las instituciones para que continúen realizando esta labor de prevención y atención oportuna, que incide directamente en la seguridad nacional de nuestro país y evita mayores pérdidas ambientales, sanitarias y económicas. Es fundamental continuar apoyando y desarrollando la investigación científica y generación de conocimiento, fortalecer al personal técnico, mediante la capacitación continua y se requiere apoyo por parte de los especialistas en educación ambiental y comunicación para desarrollar estrategias a seguir para que esta información permee a los diferentes actores que requieren estar involucrados y al público en general. Como seres humanos debemos reconsiderar nuestra relación con el medio ya que, de continuar el camino actual, solo lograremos intensificar los problemas existentes.

Referencias

Conabio. 2009. Capital natural de México, vol. II: Estado de conservación y tendencias de cambio. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, México

Endress, B.A., Averett, J.P., Naylor, B.J., Morris, L.R. Taylor, R. V. 2020. Non-native species threaten the biotic integrity of the largest remnant Pacific Northwest Bunchgrass prairie in the United States. Applied Vegetation Science. 23:53-68

Reseña del autor

Ana Isabel González es bióloga egresada de la Universidad de Guadalajara con estudios de maestría y doctorado en Conservación Biológica en el Reino Unido. Desde el 2007 colabora en la CONABIO a cargo del programa de especies invasoras. Ha desarrollado el Sistema de Información sobre Especies invasoras, incluyendo listas, estándares de información y lineamientos para la homologación y uso de datos.  Otras actividades incluyen asesoría en el proceso de toma de decisiones, coordinación de proyectos específicos, la difusión y seguimiento al tema en diferentes foros y los trabajos de coordinación de coordinación de la Estrategia nacional sobre especies invasoras. La Subcoordinación desarrolló la herramienta de Evaluación rápida de Invasividad (MERI) con la valoración de más de 600 especies. Actualmente es presidente de la Red Norteamericana de Especies Invasoras (NAISN) y es responsable de los insumos de la CONABIO enfocados en implementar la Estrategia Nacional sobre Especies Invasoras en México.

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