Biodiversidad y contribuciones de la fauna en ambientes agropecuarios

Por: Claudia E. Moreno

Área Académica de Biología, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. cmoreno@uaeh.edu.mx

Uno de los principales cambios ambientales del Antropoceno es la considerable disminución del área que cubren los ecosistemas naturales en la superficie terrestre, a consecuencia de la expansión de las actividades humanas. El crecimiento constante de la población humana, y su consecuente demanda de alimentos, motivan la conversión de ecosistemas nativos en áreas de producción agrícola y ganadera. ¿Cómo cambia la diversidad de la fauna y sus funciones ecológicas entre los ecosistemas nativos y las zonas agropecuarias? Uno de los objetivos centrales de la ecología en el Antropoceno es evaluar la capacidad de los agroecosistemas como hábitats alternativos viables para la conservación de la fauna y sus funciones ecológicas. Muchas de estas funciones son servicios ecosistémicos o contribuciones de la naturaleza a la gente, es decir, beneficios que los seres humanos obtenemos de la biodiversidad, y que repercuten en la calidad de vida de las personas.

Por ejemplo, en las zonas áridas y semiáridas del Altiplano Central de México, uno de los principales cultivos es el de nopal, ya sea como verdura, por su fruto (tuna) o como forraje. Las plantaciones comerciales de nopal son agroecosistemas perennes que utilizan distintas variedades nativas domesticadas del género Opuntia (Cactaceae). En el estado de Hidalgo hemos encontrado que los cultivos de nopal tunero son reservorios para la biodiversidad de hormigas (Gómez-Otamendi et al.2018) y de abejas (Ávila-Gómez et al. 2019), debido a que permiten la conservación de una riqueza, abundancia, diversidad y composición de especies similares a las de los remanentes de matorral xerófilo dominado por Opuntia en la región (Figura 1). Además, hay relaciones positivas entre la diversidad de estos insectos y el número de frutos producidos, dado que las hormigas defienden a la planta de los herbívoros, mientras que las abejas polinizan sus flores. Estas contribuciones de la fauna a la producción de tunas aportan al desarrollo socio-económico de la región.

Figura 1. Hormigas y abejas como aliadas de la producción de tunas en agroecosistemas de nopal (Opuntia sp.) en Hidalgo, México.

Por otro lado, hemos encontrado que el pastoreo tradicional de borregos en pequeños pastizales inmersos en el paisaje de bosque templado de las montañas del estado de Hidalgo favorece a las comunidades de escarabajos coprófagos (Coleoptera: Scarabaidae) mantieniendo una alta abundancia, riqueza, diversidad de especies y diversidad funcional en la región (Figura 2; Ríos-Díaz et al. 2021). Además, la riqueza de especies de estos escarabajos se relaciona positivamente con la remoción del estiércol producido por el ganado en estos ambientes (Ortega-Martínez et al. 2021). La remoción y el enterramiento del estiercol son funciones ecosistémicas cruciales en las áreas de producción ganadera ya que reducen la compactación y la mejoran la estructura del suelo, incrementan la infiltración del agua, favorecen la incorporación de nutrientes, incrementan la biomasa de herbáceas, disminuyen la emisión de gases de efecto invernadero y reducen la abundancia de las poblaciones de moscas que son plagas para el ganado.

Figura 2. Los escarabajos coprófagos (Coleoptera: Scarabaeidae) contribuyen a la remoción del estiércol del ganado en sistemas agropecuarios, como en las zonas de pastoreo de borregos en las montañas del estado de Hidalgo.

Referencias

  • Ávila-Gómez, E. S., Meléndez-Ramírez, V., Castellanos, I., Zuria, I. & Moreno, C.E. (2019). Prickly pear crops as bee diversity reservoirs and the role of bees in Opuntia fruit production. Agriculture, Ecosystems and Environment 279: 80–88. https://doi.org/10.​1016/​j.​agee.​2019.​04.​012.
  • Gómez-Otamendi, E., Ortiz-Arteaga, Y.,  Ávila-Gómez, E.S., Pérez-Toledo, G., Valenzuela, J. & Moreno, C.E. (2018). Diversidad de hormigas epigeas en cultivos de nopal tunero (Opuntia albicarpa) y matorrales de Opuntia spp. del estado de Hidalgo, México. Revista Mexicana de Biodiversidad 89: 454-465. https://doi.org/10.22201/ib.20078706e.2018.2.2293.
  • Ortega-Martínez, I.J., Moreno, C.E., Arellano, L., Castellanos, I., Rosas, F. & Ríos-Díaz, C.L. (2021). The relationship between dung beetle diversity and manure removal in forest and sheep grazed grasslands. Community Ecology. https://doi.org/10.1007/s42974-021-00043-w.
  • Rios-Díaz, C.L., Moreno, C.E., Ortega-Martínez, I.J., Zuria, I., Escobar, F. & Castellanos, I. (2021). Sheep herding in small grasslands promotes dung beetle diversity in a mountain forest landscape. Journal of Insect Conservation 25: 13–26. https://doi.org/10.1007/s10841-020-00277-5.

Reseña de la autora

Claudia E. Moreno. Licenciada en Biología por la Universidad Veracruzana y Doctora en Ciencias en Ecología y Manejo de Recursos Naturales por el Instituto de Ecología, A. C. Su trabajo de investigación está enfocado en entender cómo se distribuye la diversidad de especies, cuáles factores y mecanismos la determinan, y cuál es el impacto de las actividades humanas en la biodiversidad. Ha trabajado con distintos grupos biológicos, principalmente vertebrados e insectos, en distintos tipos de ecosistemas y escalas espaciales. Con estudiantes y colegas realiza estudios sobre los patrones y los determinantes de la diversidad taxonómica, funcional y filogenética, y sobre el papel de la biodiversidad en los procesos funcionales y servicios ecosistémicos. Es docente en la Licenciatura en Biología y en la Maestría y Doctorado en Ciencias en Biodiversidad y Conservación de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, y es miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel III.

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Retos para la conservación de la fauna de mamíferos silvestres y sus funciones ecológicas en el Antropoceno

Por: Eduardo Mendoza

Laboratorio de Análisis para la Conservación de la Biodiversidad, Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. eduardo.mendoza@umich.mx   

Dedico esta contribución con mucho afecto al Dr. Rodolfo Dirzo, pionero y líder a nivel mundial en el estudio de la defaunación.

Progresivamente se ha alcanzado un mejor entendimiento del impacto que la transformación drástica de los hábitats naturales y la sobre-explotación de los recursos naturales tiene sobre la fauna silvestre. En el caso de los mamíferos, la lista roja de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN) indica que cerca de una cuarta parte de las especies, en este grupo, enfrentan un serio riesgo de extinguirse (categorías: “critically endangered”, “endangered” y “vulnerable”) (IUCN 2021). Además, una revisión detallada de esta lista revela que cerca del 18% de las especies de mamíferos terrestres de México están amenazadas globalmente (IUCN 2021). Por otra parte, la Norma Oficial Mexicana 059 (SEMARNAT 2019) indica que alrededor del 27% de las especies de mamíferos terrestres del país están en alguna categoría de riesgo (probablemente extinta en el medio silvestre, amenazada, en peligro de extinción y sujetas a protección especial). Estos datos constituyen una primera aproximación a la amenaza que enfrenta la fauna de mamíferos silvestres globalmente y en un país altamente diverso como el nuestro, sin embargo, representan sólo la punta del iceberg. La disminución en la abundancia de los mamíferos conlleva a su vez una pérdida de las funciones ecológicas que esta fauna desempeña. Las consecuencias de este fenómeno han sido especialmente resaltadas en los casos que involucran funciones que representan servicios ecológicos muy evidentes para los humanos, como por ejemplo la polinización de plantas como los agaves (Trejo-Salazar et al. 2016). No obstante, existen diversas manifestaciones del mismo fenómeno. Por ejemplo, en un estudio reciente se comparó la fauna de mamíferos que consume los frutos del árbol del mamey (Pouteria sapota) que se depositan en el piso de la selva en dos regiones del sureste del país (Los Tuxtlas, Veracruz y la reserva de la biósfera Montes Azules en Chiapas). Estos sitios se caracterizan por haber tenido una fauna de mamíferos silvestres muy similar, pero actualmente presentan estados de conservación muy contrastantes. En este estudio se encontraron diferencias notables, entre sitios, en las características de la interacción entre los frutos del mamey y la fauna (Figura 1). Destaca el hecho que mientras que en Montes Azules los tapires (Tapirus bairdii) fueron la especie que interactuó con mayor intensidad con los frutos, en la Estación de Biología Tropical de la UNAM, en Los Tuxtlas, los mamíferos que más interactuaron con los frutos fueron los coatíes (Nasua narica) (Zamora-Espinoza et al. 2021).

Figura 1. Fauna de mamíferos silvestres e introducidos que consume los frutos del mamey (Pouteria sapota) que se acumulan en el piso de la selva en: a) el interior de la Estación de Biología Tropical de la UNAM en los Tuxtlas, Veracruz, b) el exterior de esta reserva y c) el interior de la reserva de la biosfera Montes Azules en Chiapas. El grosor de las flechas indica la intensidad de la interacción (Modificado de Zamora-Espinoza et al. 2021).

Más aún, al analizar esta interacción en árboles de P. sapota fuera de la estación de biología de la UNAM se encontró que los mamíferos que más intensamente interactuaban con los frutos ¡eran las vacas! (Figura 2A).  Es de destacar que tanto al interior como al exterior de la reserva de la UNAM se registraron grupos de perros consumiendo los frutos de mamey (Figura 2B). Varias consideraciones interesantes se derivan de esto. Por una parte, es evidente que aun en áreas protegidas el impacto humano sobre la fauna ha llevado a la alteración de las interacciones bióticas, de manera directa, debido a la extirpación de algunas especies de mamíferos y de manera indirecta al propiciar interacciones negativas entre la fauna introducida y la fauna nativa. Esto tiene el potencial de afectar los procesos de regeneración de la vegetación. Por otra parte, es de resaltar que el hecho de que árboles como los de P. sapota se vuelven focos de atracción para una variedad muy amplia de animales, que incluye fauna nativa e introducida, puede llevar a un contacto más cercanos entre la misma favoreciendo la transmisión de enfermedades en ambos sentidos y potencialmente, incluso, a los humanos.    

Figura 2. Registros de fototrampeo de: a) vacas y b) perros consumiendo frutos de mamey (Pouteria sapota) en la región de Los Tuxtlas, Veracruz.

Referencias

  • IUCN (2021). The IUCN Red List of Threatened Species. Versión 2021-1. https://www.iucnredlist.org. Descargada: 26 de junio del 2021.
  • SEMARNAT. (2019). Norma Oficial Mexicana NOM-059-SEMARNAT-2010, Protección ambiental– Especies nativas de México de flora y fauna silvestres– Categorías de riesgo y especificaciones para su inclusión, exclusión o cambio– Lista de especies en riesgo. Diario Oficial de la Federación 14 de noviembre, 2019.
  • Trejo-Salazar, R. E., Eguiarte, L. E., Suro-Piñera, D., & Medellín, R. A. (2016). Save our bats, save our tequila: industry and science join forces to help bats and agaves. Natural Areas Journal 36(4): 523-530.
  • Zamora-Espinoza, M.,López-Acosta, J. C. & Mendoza, E. (2021). Anthropogenic perturbation modifies interactions between mammals and fruit in a tropical forest of southern Mexico. Aceptado en Animal Biology.

Reseña del autor

Eduardo Mendoza Ramírez. Biólogo por la Facultad de Ciencias de la UNAM. Obtuvo el grado de Doctor en Ciencias en el Instituto de Ecología de la UNAM. Ha realizado estancias de investigación en la Universidad de California en Los Angeles y el Departamento de Biología de la Universidad de Stanford. Actualmente es profesor-investigador en el Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo donde coordina el Laboratorio de Análisis para la Conservación dela Biodiversidad y, es responsable del Museo de Historia Natural de la misma institución. Una de sus principales líneas de investigación es el impacto que la defaunación tiene sobre las interacciones bióticas y el mantenimiento de la biodiversidad.    

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COVID-19 y la conservación de los murciélagos

Por: María Cristina Mac Swiney González

Centro de Investigaciones Tropicales. Universidad Veracruzana. cristinamac7506@gmail.com

En los últimos 20 años, la diversidad de fauna a nivel global ha sufrido una pérdida notoria, inequívocamente demostrada en investigaciones científicas. Dentro de la fauna, existe un grupo muy afectado por acciones humanas, pero cuya disminución en abundancia y riqueza pasa desapercibida para la mayor parte de la población humana, los murciélagos. Este grupo de mamíferos realiza noche a noche diversos servicios ecosistémicos, entre ellos la dispersión de semillas, el control de poblaciones de insectos (muchos de ellos plagas para el hombre), la polinización de plantas, que son fundamentales para los humanos. Sin embargo, numerosas acciones antrópicas vulneran la conservación de los murciélagos. Por ejemplo, desde el 2006, la dispersión accidental en cuevas norteamericanas de la espora del hongo Pseudogymnoascus destructans, proveniente de Europa, ha diezmado las poblaciones de varias especies de murciélagos norteamericanos, al punto que se calcula que cerca de 7 millones de murciélagos han muerto en tan solo 15 años. Incluso una reciente investigación demuestra que tres especies de murciélagos norteamericanos han perdido 90% de sus poblaciones en los últimos 10 años, como resultado de la infección derivada de este hongo. Adicionalmente, la transformación y destrucción de los diversos ecosistemas que realizamos cotidianamente, son de los factores más importantes que contribuyen en la disminución de la diversidad los murciélagos. Esto se debe a que la mayoría de las especies de murciélagos dependen de la vegetación conservada como sitio de refugio o sitio de alimentación.

Ataque deliberado a cerca de 200 individuos del murciélago de cola libre Nyctinomops laticaudatus en Yucatán. Foto: Juan Cruzado Cortés.

En el último año, los murciélagos han estado en el centro de atención en todo el mundo, debido a su conexión posible con el Sars-Cov2 o Covid-19, enfermedad viral que ha ocasionado una pandemia y cobrado la vida de más de cerca de 4 millones de personas a nivel global. Las investigaciones más recientes muestran que el origen y evolución de este virus está ligado a especies murciélagos asiáticos, situación que ha desencadenado una serie de acciones negativas por parte de personas en contra de estos mamíferos en diferentes partes del mundo.

Murciélago del género Artibeus, importante frugívoro dispersor de semillas en el Neotrópico. Foto: Mario Torres Sebastián.

En México, durante el 2020 y lo que llevamos del 2021 se han detectado al menos cerca de 15 ataques a murciélagos en diferentes estados, entre los que destacan Yucatán, Tlaxcala, Veracruz. En varios de estos ataques, la gente ha expresado su rechazo a los murciélagos y justificado la acción de matarlos por temor al contagio o como venganza por la actual pandemia. Estas acciones dejan claro el gran desconocimiento que la gente tiene de la importancia de los murciélagos y la urgente necesidad de que las investigaciones científicas sean comunicadas con mayor eficiencia a los miembros de la sociedad en diversos foros como escuelas, comunidades locales, en asociaciones ganaderas. Solo así podríamos tener más herramientas para que acciones tan negativas, como las registradas en los últimos años en contra de los murciélagos se detengan.

Murciélago Idionycteris phyllotis, especie insectívora del centro y norte de México. Foto: Juan Cruzado Cortés.

Referencias

  • Cheng, T. L., Reichard, J. D et al. (2021). The scope and severity of white-nose syndrome on hibernating bats in North America. Conservation Biology. DOI: 10.1111/cobi.13739.

Reseña de la autora

María Cristina Mac Swiney González. Es investigadora del Centro de Investigaciones Tropicales de la Universidad Veracruzana. Realizó el doctorado en la Universidad de Aberdeen, Escocia investigando la comunidad de murciélagos en cenotes de la Península de Yucatán. Trabaja desde hace más de 20 años con murciélagos, investigando diversos aspectos de relacionado con la distribución de especies, caracterización de comunidades, ecolocalización e interacción planta-murciélago. Actualmente es Vicepresidente de la Asociación Mexicana de Mastozoología A.C. y miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel 2.

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Los cinco jinetes del Antropoceno para los murciélagos

Por: Romeo A. Saldaña-Vázquez

Instituto de Investigaciones en Medio Ambiente Xabier Gorostiaga S.J. Universidad Iberoamericana Puebla. romeo.saldana@gmail.com

¿Qué es el Antropoceno?

El Antropoceno se define como el momento geológico que vive la humanidad actualmente en el planeta Tierra (Crutzen 2006). Este se caracteriza por el cambio ambiental global de origen humano el cual inició con la revolución industrial y que ha dejado una firma química en los sedimentos profundos del suelo y en el ambiente (Zalasiewicz et al. 2008). Los principales indicadores del inicio de esta época se encuentran en el aumento de la temperatura global de más de un grado y en el aumento del dióxido de carbono atmosférico por arriba de las 300 partes por millón. Cifras que no se tenían registradas para la era geológica anterior el Holoceno (Zalasiewicz et al. 2008). En esta contribución usaré la analogía de los cuatro jinetes del apocalipsis de San Juan para referirme a las cuatro grandes amenazas derivadas del antropoceno para el mantenimiento de las poblaciones de murciélagos en el mundo y en México. Pero antes de ello, explicaré cuales son las consecuencias en el funcionamiento que se han detectado a partir de la antropización de los ecosistemas y cuáles de ellas son una amenaza para las poblaciones de murciélagos.

Los cuatro jinetes del apocalipsis de Albrecht Dürer, Public domain, via Wikimedia Commons (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Durer_Revelation_Four_Riders.jpg)

Consecuencias del Antropoceno en los ecosistemas

Dentro de las principales consecuencias del antropoceno en los ecosistemas se ha registrado un cambio en la composición de especies animales y vegetales debido al cambio climático (Lavergne et al. 2010). Estos cambios en la biodiversidad como consecuencia del cambio climático traen consigo extinciones y efectos en cascada en procesos ecosistémicos como la productividad vegetal, acidificación y contaminación del agua y un incremento en la producción de gases de efecto invernadero (Hooper et al. 2012). Además del cambio climático, el antropoceno trae consigo otros fenómenos socio-ambientales como la contaminación, el cambio de uso de suelo, los incendios forestales, y la sobrepesca los cuales están más relacionados con el decremento de poblaciones animales (Caro et al. 2012). A estos los llamaré los jinetes del antropoceno de los animales y a continuación describiré cuales se han relacionado con el decremento de poblaciones de murciélagos.

Los cinco jinetes del antropoceno

En el caso de los murciélagos se han documentado cuatro fenómenos como las principales amenazas para sus poblaciones, las cuales derivan de las actividades antrópicas. En primer lugar, tenemos el cambio de uso de suelo el cual resulta en fragmentación y pérdida del hábitat. Este fenómeno tiene su origen en tres procesos y actividades humanas, que son la agricultura, ganadería y la urbanización. En segundo lugar, tenemos la contaminación del aire, agua, acústica y lumínica. En tercer lugar, tenemos los conflictos con los seres humanos derivados de la mala reputación asociada al papel de los murciélagos en los ecosistemas y a la construcción de infraestructura humana. En cuarto lugar está el cambio climático, el cual puede provocar una disrupción en las interacciones bióticas entre murciélagos y otros organismos, debido a la reducción de solapamiento en los momentos de interacción por el cambio del clima. Por último, tenemos las enfermedades, las cuales están asociadas al movimiento del ser humano el cual promueve el ingreso de patógenos a lugares donde no existían y que resultan en la reducción de poblaciones de murciélagos.

Incendios forestales recurrentes e incontrolables, una de las consecuencias del cambio global. Imagen de: USFWS Pacific at (https://flickr.com/photos/52133016@N08/26442711921). It was reviewed on 15 August 2016 by FlickreviewR and was confirmed to be licensed under the terms of the cc-by-2.0.

¿Qué sabemos de las amenazas del Antropoceno para los murciélagos de México?

Los estudios que han evaluado el efecto del cambio de uso de suelo en la diversidad de murciélagos de México han encontrado que en general existe una reducción de la abundancia relativa de murciélagos, principalmente de la familia Phyllostomidae al cambiarse el bosque por un cultivos, potreros para cría de ganado o ciudades (Saldaña-Vázquez y Schondube 2016). Si bien el número de especies no se reduce de manera generalizada, la composición de especies si cambia, habiendo un filtrado de especies de un ambiente a otro. El segundo jinete del antropoceno es la contaminación ambiental, en especial la contaminación acústica y lumínica. Estas dos son de las principales razones de reducción de actividad de murciélagos en ambientes antropizados. La contaminación lumínica interfiere en procesos de captura de insectos en el caso de los murciélagos insectívoros y en aumenta el riesgo de depredación en el caso de otros murciélagos. Sin embargo, la información en el caso de México para estos temas es escasa. El tercer jinete es el conflicto directo entre humanos y murciélagos, este se da por la invasión y vandalización de refugios de murciélagos por el ser humano. Esto se ha incrementado a partir de la pandemia del SARS-COV-2. Debido a que por la mala información las personas han percibido a los murciélagos como agentes transmisiores del virus, cuando no es así. Además de este conflicto directo, existen otros indirectos relacionados con la infraestructura urbana o energética que provoca la muerte de los murciélagos, como las plantas eólicas de energía. El cambio climático es el cuarto jinete, el cual provoca, como mencioné antes el “desencuentro” de los murciélagos y las plantas que polinizan (Zamora-Gutierrez et al. 2018). Por úlitmo estan las enfermedades provocadas por la globalización y movimientos de las personas. El caso más emblemático es la enfermedad de la nariz blanca en norteamérica. Este hongo llegó a esta región desde europa, a través del calzado de un espeléologo y se ha dispersado en colonias de hibernación de murciélagos, provocando la muerte de varios indiviudos. Si bien este hongo aún no se ha registrado en México, ya se está monitoreando su posible llegada a colonias de hibernación.

Murciélago infectado con el hongo de la nariz blanca. Imagen de: Marvin Moriarty/USFWS, Public domain, via Wikimedia Commons (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1a/Little_Brown_Bat_with_White_Nose_Syndrome_%28Greeley_Mine%2C_cropped%29.jpg)

Como podemos ver estos jinetes están vinculados directa o indirectamente con las actividades humanas. Aún desconocemos en muchos de los casos el grado de severidad que tienen sobre las poblaciones de murciélagos y tenemos que poner manos a la obra en conjunto con diferentes actores de la sociedad para evitar que estos impacten fuertemente a las poblaciones de murciélagos y amenace la provisión de servicios ecosistémicos que estos nos otorgan.

Referencias

  • Caro, T., Darwin, J., Forrester, T., et al. (2012). Conservation in the Anthropocene. Conservation Biology 26: 185–188.
  • Crutzen, P.J. (2006). The anthropocene. In: Earth System Science in the Anthropocene. Springer Berlin Heidelberg, pp 13–18.
  • Hooper DU, Adair EC, Cardinale BJ, et al (2012). A global synthesis reveals biodiversity loss as a major driver of ecosystem change. Nature 486: 105–108.
  • Lavergne, S., Mouquet, N., Thuiller, W., &  Ronce, O. (2010). Biodiversity and climate change: Integrating evolutionary and ecological responses of species and communities. Annual review of ecology, evolution and systematics 41: 321–350. https://doi.org/10.1146/annurev-ecolsys-102209-144628.
  • Saldaña-Vázquez, R.A., & Schondube, J.E. (2016). La masa corporal explica la dominancia de Artibeus (Phyllostomidae) en ambientes urbanos. In: Ramirez-Bautista A, Pineda-Lopez R (eds) Fauna Nativa en Ambientes Antropizados. CONACyT-UAQ, Quéretaro, pp 23–33.
  • Zamora-Gutierrez, V., Pearson, R.G., Green, R.E., & Jones, K.E. (2018). Forecasting the combined effects of climate and land use change on Mexican bats. Diversity Distributions 24: 363–374. https://doi.org/10.1111/ddi.12686.

Reseña del autor

Es Académico de Tiempo del Instituto de Investigación en Medio Ambiente Xabier Gorostiaga S. J. de la Universidad Iberoamericana Puebla. Es Doctor y Maestro en Ciencias con especialidad en Ecología por el Instituto de Ecología A.C. y Biólogo por la Facultad de Estudios Superiores Iztacala de la Universidad Nacional Autónoma de México. Su área de investigación es la ecología, en particular le interesa la ecología urbana, la biología comparada y la ecología del paisaje. Es coordinador de la Red Temática de CONACyT “Biología, Manejo y Conservación de Fauna Nativa en Ambientes Antropizados” (REFAMA; 2019-21). Cuenta con más de 36 publicaciones científicas y es miembro del Sistema Nacional de Investigadores de CONACyT, nivel 2 (2020-23) en el área de Biología y Química.

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El canto de las aves como indicador temprano de los efectos de la fragmentación del hábitat

Por: Clementina González Zaragoza

Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. clementina.gonzalez@umich.mx

El estudio de los patrones de flujo y estructura genética a través de poblaciones animales en hábitats complejos debido a la fragmentación es crítico para entender cómo el paisaje y el ambiente estructuran a la variación genética y mantienen la conectividad entre poblaciones. Como consecuencia de la fragmentación del hábitat, la variación genética puede erosionarse mientras que la divergencia genética entre poblaciones puede incrementarse. Esto, debido a la acción de la deriva genética, la endogamia, el flujo genético restringido y por lo tanto al incremento de la probabilidad de extinciones locales. Esta información es importante para poder plantear estrategias de conservación efectivas y para mejorar la conectividad del hábitat con el propósito de mantener poblaciones suficientemente grandes, saludables y sostenibles. Sin embargo, la detección de los cambios en patrones de flujo y estructura genética como resultado de eventos de fragmentación reciente no es fácil, puesto que necesita haber transcurrido suficiente tiempo para que se refleje en los marcadores genéticos, además de la inversión en tiempo y dinero para obtener los datos. Como alternativa, existen otras formas de detectar de manera más rápida o temprana los efectos de la fragmentación en poblaciones animales de especies susceptibles, como por ejemplo a través del estudio de la conducta. Esto, debido a que se sabe que el aislamiento provocado por la fragmentación y otros factores antropogénicos pueden modificar ciertos patrones conductuales.

   Por ejemplo, la mayoría de las aves utilizan sus cantos para atraer parejas y defender sus territorios. Por lo tanto, cualquier alteración puede tener consecuencias genéticas y demográficas importantes. Al igual que el lenguaje humano, las señales vocales en aves canoras, pericos y colibríes son aprendidas socialmente y transmitidas entre individuos creando flujos de información (memes) a través del paisaje (Lynch 1996). Por lo tanto, estas señales pueden cambiar rápidamente debido a la evolución cultural, ya que durante el proceso de aprendizaje, que es mediante la imitación, pueden cometerse errores; Aplin 2019). Una vez que existe variación en rasgos culturales, estos pueden ser seleccionados por los “usuarios”, cambiando sus frecuencias y su persistencia.  

Figura 1. Los colibríes al tener la capacidad de aprender sus vocalizaciones también están sujetos a alteraciones en su conducta vocal por el aislamiento debido a la fragmentación. En el video se muestra a Saucerottia beryllina realizando un llamado.
Figura 2. Patrón de evolución cultural en Pampa curvipennis a lo largo de su distribución en la Sierra Madre Oriental. El análisis de similitud muestra un mayor número de sílabas compartidas entre poblaciones cercanas geográficamente.

De manera análoga al flujo génico, el flujo de memes entre poblaciones puede tener grandes efectos en la diversidad acústica de un sitio. Cuando el flujo es alto, los memes tienden a ser similares entre poblaciones, mientras que si el flujo de memes es bajo o inexistente, estos pueden diferenciarse a través del efecto fundador y la deriva. Es así que la variación geográfica en los cantos a distintas escalas espaciales puede surgir rápidamente a través del aislamiento, debido a una interrupción en el flujo de memes entre poblaciones, de manera similar  a como lo hacen las barreras al flujo genético. Si esto ocurre, con el tiempo se pueden llegar a formar dialectos únicos entre poblaciones a través del paisaje creando, en algunos casos, barreras conductuales al flujo génico.

Figura 3. Pheugopedius felix, ave endémica estrechamente  relacionada a los bosques secos de México en la que actualmente estudiamos el efecto de la fragmentación en sus patrones vocales.

Entonces dado que los memes pueden cambiar más rápido que los genes, los sistemas de comunicación de especies sensibles al hábitat pueden utilizarse para identificar estados tempranos de diferenciación y por lo tanto como un indicador conductual del deterioro ambiental. Debido a su rápida evolución cultural, las vocalizaciones de las aves pueden convertirse en un sistema de alerta temprana que detecte los efectos de la fragmentación en tiempos relativamente cortos y antes de que otros indicadores (como los marcadores genéticos) muestren algún cambio.

Referencias

  • Aplin L.M. (2019). Culture and cultural evolution in birds: a review of the evidence. Animal Behaviour 147: 179-187.
  • Lynch A.M. (1996). The Population Memetics of Birdsong. – In: Kroodsma D. E. and Miller E. H. (eds), Ecology and Evolution of Acoustic Communication in Birds, Comstock Publishing, Ithaca, USA, pp. 181–197.

Reseña de la autora

Clementina González Zaragoza. Es bióloga por la Universidad Veracruzana y doctora en ciencias por la UNAM. Actualmente es profesora-investigadora del Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales (INIRENA) de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Su línea de investigación es la biología evolutiva y está interesada en estudiar la evolución y función de las señales acústicas en colibríes y en otras aves, así como en evaluar el efecto de la selección natural y sexual en los procesos de especiación de distintos organismos. Actualmente investiga el efecto de la fragmentación en los patrones vocales de aves endémicas al bosque seco del occidente de México, y junto con sus estudiantes, investiga la influencia de las características del paisaje en procesos microevolutivos como la selección natural y el flujo genético, así como la detección de señales de selección a nivel genómico y su relación con las características ambientales en diferentes taxa endémicos al bosque seco. Ha publicado numerosos artículos científicos citados más de 400 veces y ha dirigido tesis de licenciatura, maestría y doctorado.

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Fauna en el Antropoceno: el caso de los anfibios y reptiles

Por: Héctor Hugo Siliceo-Cantero

Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, campus Tlahuelilpan. hehusic@gmail.com

Dentro de la fauna, los anfibios y reptiles son los grupos de vertebrados terrestres más antiguos que persisten hasta nuestros días, incluso se sabe que fueron los organismos dominantes durante lapsos amplios de tiempo hace cientos de millones de años. Ambos grupos, que en conjunto son conocidos como herpetofauna, han enfrentado diversos eventos geológicos en los que se han perdido gran diversidad de especies. Un ejemplo, ampliamente conocido por la desaparición de los dinosaurios, es la extinción en masa ocurrida durante el cretácico. Sin embargo, ambos grupos se encuentran bien representados en la actualidad, ya que en anfibios están reportadas alrededor de 7,635 especies existentes y 10,450 en reptiles. Esto resulta sorprendente si se toma en cuenta que tienen capacidades fisiológicas limitadas para regular su temperatura corporal y evitar la deshidratación, por lo que anfibios y reptiles requieren desplegar comportamientos que permitan aprovechar las temperaturas y el agua que se encuentran en su entorno.

Anfibios y reptiles desempeñan sus roles ecológicos dentro de los ecosistemas mediante su participación en el flujo de energía. Algunos de ellos son importantes como indicadores de la salud de los ecosistemas, como es el caso de la rana Hyla versicolor, el tritón Notophthalmus v. viridescens o la serpiente Diadophis punctatus edwarsii. Sin embargo, también son importantes para las poblaciones humanas, ya que brindan servicios ecosistémicos importantes. Entre ellos podemos enumerar el control poblacional de organismos defoliadores y de roedores, además de participar en la polinización y dispersión de semillas. Asimismo, hay especies con importancia económica como fuente de alimento, mascotas e incluso como fuente de investigaciones biomédicas, que tienen como finalidad contribuir en la creación de medicamentos y tratamientos que beneficien a la salud humana.

En el periodo conocido como Antropoceno, las actividades humanas han resultado en afectaciones para las especies de anfibios y reptiles. Una de las principales actividades es el cambio en el uso del suelo, donde se incluye la deforestación para plantíos, ganadería y zonas agrícolas, así como la creación o ampliación de zonas urbanas. El cambio en el uso del suelo conduce a la pérdida de la estructura de los hábitats, lo que conlleva la reducción o desaparición de refugios, una amplia gama de sitios para termorregular, alimentarse y para participar de actividades reproductivas. Sin embargo, dentro de los anfibios y reptiles hay especies con diferentes grados de resiliencia, lo que se debe en gran medida a sus hábitos. Por ejemplo, hay especies arbóreas que se ven directamente afectadas por la pérdida de la vegetación. Hay especies con hábitos alimenticios muy específicos y pueden desaparecer si su fuente de alimento se pierde con la transformación del hábitat. Igualmente, hay especies con poca tolerancia a cambios en su temperatura corporal e hidratación, por lo que la pérdida del dosel afecta su persistencia en el hábitat transformado. Por el contrario, aquellas especies que no son especialistas en sus hábitos de locomoción, alimentación y que son más tolerantes a cambios en su temperatura corporal e hidratación, son las que suelen persistir en los hábitats transformados. Así, el cambio en el uso del suelo resulta en la desaparición de muchas especies y la persistencia de unas cuantas.

Las personas en nuevos asentamientos suelen encontrarse recurrentemente con fauna silvestre, incluyendo ranas, sapos, salamandras, lagartijas y tortugas. Este tipo de organismos suelen ser poco agradables para muchas personas y se tiene la idea, de manera infundada, que son venenosos, por lo que representan una amenaza y suelen eliminarlos por miedo. No obstante, diversas especies de herpetofauna resultan carismáticas para algunas otras personas. Es un hecho, que aunque existen especies venenosas, hay muchas otras que no lo son, por lo que se requiere hacer mayor divulgación del manejo, cuidado, e importancia de los anfibios y reptiles dentro de los ecosistemas. Además de esto, el uso de químicos en zonas de agricultura y ganadería también son una amenaza constante para la fauna silvestre, particularmente para grupos como los anfibios, debido al intercambio de gases constante a través de la piel. Un ejemplo de ello es la rana Polypedates cruciger, en la que se han detectado malformaciones y efectos negativos en su crecimiento y supervivencia.

Otra consecuencia de las actividades humanas es la introducción de especies exóticas que generalmente repercuten en las especies nativas de anfibios y reptiles. Esto puede ocurrir por tres vías. La primera es letal y se refiere a la eliminación directa de los individuos, es decir la depredación. La segunda que está ligada a la primera es no letal y se refiere a la presión que ejerce el riesgo constante de depredación sobre el comportamiento de las especies de la herpetofauna. Dicha presión conduce a un desempeño subóptimo, es decir, los individuos usan de manera deficiente los diversos recursos, como son periodos de actividad donde las condiciones ambientales resultan poco favorables, pocos sitios de termorregulación, presas limitadas, y pocas parejas reproductivas. Claramente, esto conduce a un estado físico pobre que repercute en la resistencia a enfermedades y, por lo tanto, afecta su supervivencia y adecuación. En estas dos primeras vías, especies animales como gatos y perros son las que incrementan los niveles de depredación, con respecto a los que se tenían previo su llegada. La tercera vía también tiene un efecto no letal, pero puede ser igualmente riesgoso para la permanencia de las poblaciones de anfibios y reptiles. En este punto nos referimos a la competencia. El abandono de mascotas exóticas como geckos, iguanas, tortugas, ranas, salamandras y serpientes en áreas naturales, e incluso, el simple movimiento del ser humano por embarcaciones o transportes terrestres, que puede conducir el movimiento involuntario de especies no nativas, son eventos que ocurren frecuentemente. Estas especies exóticas, entonces, se establecen y compiten con las especies nativas, generalmente, desplazando a estas últimas.

La contaminación que provocan las actividades humanas puede ir directamente a cuerpos de agua que son cruciales para la reproducción de anfibios, además de tener repercusiones a través de la piel como ya se ha mencionado previamente y que puede conducir a deformaciones que tienen efectos en la adecuación de las especies. La contaminación del aire también perjudica a estos organismos a través de los efectos que tienen sobre el cambio climático, ya que este influye en la disponibilidad de temperaturas y agua disponible para la herpetofauna. A altos niveles de estos contaminantes, los hábitats resultan poco o nada óptimos para que las poblaciones y comunidades de anfibios y reptiles se encuentren saludables o persistan en los hábitats.

Así, las problemáticas que presenta actualmente la herpetofauna como resultado de las actividades humanas, en el periodo denominado Antropoceno, son diversas e influyen en la configuración de sus poblaciones y comunidades. Esto resulta en afectaciones para los ecosistemas y para la biodiversidad en general, incluyendo problemáticas para brindar servicios ecosistémicos, pérdidas económicas y retraso de los avances biomédicos que benefician a la población humana. Sin embargo, el panorama no es completamente gris, ya que muchos científicos, a través de investigaciones rigurosas, están ofreciendo información valiosa que repercute en la toma de decisiones de los gobiernos. Esto resulta en leyes que permiten proteger especies y áreas naturales, desacelerando el proceso de desaparición anfibios y reptiles. Además, también ha permitido generar conciencia en la población humana, impactando en la conservación de estos grupos animales ancestrales y los beneficios que traen consigo.

Referencias

  • Capinha, C., Seebens, H., Cassey, P., García‐Díaz, P., Lenzner, B., Mang, T., … & Essl, F. (2017). Diversity, biogeography and the global flows of alien amphibians and reptiles. Diversity and Distributions 23(11): 1313-1322.
  • Crowley, T. J., & North, G. R. (1988). Abrupt climate change and extinction events in earth history. Science 240(4855): 996-1002.
  • Hager, H. A. (1998). Area-sensitivity of reptiles and amphibians: Are there indicator species for habitat fragmentation?. Ecoscience 5(2)139-147.

Reseña del autor

Héctor Hugo Siliceo Cantero. Actualmente me desempeño como docente en la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, campus Tlahuelilpan. Egresado de la Facultad de Estudios Superiores Zaragoza de la Universidad Nacional Autónoma de México. Posteriormente realicé estudios de maestría y doctorado en el Instituto de Biología (UNAM). El enfoque de mi investigación es la ecología en los reptiles y anfibios, tomando en cuenta la perturbación de sistemas naturales y sistemas particulares como son las islas. He trabajado en estos temas a partir de estancias postdoctorales en el Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo y en el Instituto en Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, UNAM. Miembro del sistema de investigadores desde 2016.

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