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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Medir la condición de los ecosistemas en la era de la información

Por: Miguel E. Equihua Zamora

Instituto de Ecología, AC.

equihuam@gmail.com

La Tierra tiene una capacidad finita de ofrecer recursos a la humanidad. Aún los recursos que obtenemos de plantas y animales, potencialmente renovables, son dinámicamente limitados. Es decir, su reposición impone tasas finitas de aprovechamiento y además se requiere mantener existencias mínimas. También hemos aprendido que los procesos ecológicos que sustentan la dinámica de las poblaciones son delicados. Comprender esto ha generado un creciente interés por un manejo prudente, eficiente, equitativo y justo de los ecosistemas naturales, sus recursos y sus procesos funcionales en la búsqueda de un “bienestar sustentable” (Fig. 1).Así surgen iniciativas globales como los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas. Los ecosistemas son el cimiento de todas las actividades humanas, por los bienes y servicios que proveen. Son patrimonio de las generaciones presentes y futuras.

Fig. 1. La sustentabilidad vista como una búsqueda que aspira a construir un bienestar sustentable. Fuente:Traducido de Costanza, R. (2020). Ecological economics in 2049: Getting beyond the argument culture to the world we all want. Ecological Economics, 168, 106484.

Aunque desde principios del siglo XX ya Leopold reconocía en la responsabilidad de preservar la integridad de la naturaleza un principio ético, hasta ahora, no se ha logrado desarrollar una metodología para la evaluación de la condición de los ecosistemas que sea aceptada en forma amplia (Wurtzebach and Schultz 2016). La falta de esta capacidad técnica explica en gran parte que su uso no se haya implementado en la mayoría de los países. Desde hace algunos años y ahora a través de la iniciativa “Integralidad Gamma” proponemos que el concepto de “integridad ecosistémica” puede utilizarse para construir una forma de evaluación mediante métodos de ciencia de datos y aprendizaje de máquinas.

Vivimos en un contexto que ha incrementado ampliamente la capacidad humana de producir datos ambientales (probablemente a nivel de “big data”). El desarrollo tecnológico hace posible no sólo recolectarlos sino analizarlos bajo nuevos paradigmas para abordar los problemas que actualmente enfrentamos en la interacción entre los seres humanos y los ecosistemas (Equihua et al. 2020). Una problemática central es el tratamiento de ecosistemas como externos a la economía, cuando son la base de esta, fuente originaria de insumos y beneficios directos a la humanidad. Está claro que los esfuerzos para incluirlos como base para la toma de decisiones sobre su manejo y la conservación no han sido suficientes, en parte por falta de estimaciones de su condición. México ha producido conjuntos de datos que se pueden considerar big data, como son el Inventario Nacional Forestal y de Suelos (INFyS), el Sistema Nacional de Información de Biodiversidad (SNIB) y el Sistema Nacional de Monitoreo sobre Biodiversidad (SNMB). Éstos, en combinación con imágenes de satélite de libre acceso (p.ej. MODIS, Landsat, Sentinel 1 y 2) pueden ser utilizados progresivamente para evaluar la condición de los ecosistemas en el país.

La integridad ecosistémica emerge del efecto de factores naturales y antropogénicos que operan concurrentemente sobre los ecosistemas. Sin embargo, para mejorar la claridad en i-Gamma seguimos una estrategia analítica que separa los procesos. Los modelamos utilizando redes bayesianas aprovechando su capacidad modular de influencia. Así, seguimos un enfoque que podríamos llamar “orientado a objetos”. De aquí que, desarrollamos un modelo que nos permite estimar la condición en la cual se encuentran los ecosistemas, considerando que un referente de ausencia de intervenciones humanas lleva a los ecosistemas a tener un índice de integridad de 100%.

Este modelo lo hemos organizado a partir de tres capas de datos y un marco conceptual basado en un patrón genérico de influencias (contextual, instrumental y emergente, véase la Fig. 2).  Lo hemos implementado mediante un enfoque bayesiano con el que combinamos datos in situ (del inventario Nacional Forestal y de Suelos: INFyS) y de percepción remota para estimar la integridad de ecosistemas terrestres en México a una resolución espacial de 250 m.

Fig. 2 Integración del modelo de tres capas de la integridad ecosistémica. Fuente: diseño original del proyecto i-Gamma.

La solución que hemos desarrollados permite disponer de datos fidedignos, oportunos y con relevancia local sobre la condición de los ecosistemas terrestres del país. Esta representación del entorno natural se puede asociar con las actividades humanas como inductoras del cambio. Ahora estamos buscando la sensibilización de actores clave de los distintos sectores (social, empresarial y gubernamental) en torno al potencial de utilizar esta información en el diseño de estrategias que permitan el tránsito hacia una sociedad ambiental, cultural y económicamente sustentable (Embery 2013). Vemos que hacer medible el estado de los ecosistemas favorece el crecimiento de una conciencia socioecosistémica que da cause a nuestro accionar y fortalece nuestra convicción de la importancia de lograr que los datos sobre el desempeño social y ecológico sean accesibles sin restricciones. También participamos en la iniciativa piloto de la ONU que está explorando opciones para una nueva contabilidad económica basada en ecosistemas, el proyecto SEEA [1],[2].

Agradezco el apoyo a “Integralidad Gamma” proyecto (i-Gamma) proporcionado por el fondo FORDECyT de CONACyT, México bajo el número de subvención 296842.

Referencias

Embery, J. 2013. Two birds with one stone: enhancing education for sustainable development and employability. In: Enhancing education for sustainable development in business and management, hospitality, leisure, marketing, tourisme. Chapter 9. 1–11.

Equihua, M. et al. 2020. Ecosystem antifragility: beyond integrity and resilience. PeerJ.

Wurtzebach, Z., Schultz, C. 2016. Measuring ecological integrity: history, practical applications, and research opportunities. BioScience 66: 446–57.

Reseña del autor

Miguel E. Equihua Zamora. Biólogo por la Facultad de Ciencias de la UNAM. Cursó la Especialidad en Estadística Aplicada del IIMAS de la UNAM. La Maestría en Computación Aplicada a la Biología y Doctorado en Ecología, ambos por la Universidad de York, Inglaterra. Es Investigador Titular C en el Instituto de Ecología, AC (Inecol). Conformo y lidereo el proyecto CiberCiencia que dio acceso a literatura científica especializada en línea para los centros CONACyT, lo que impulso el Consorcio Nacional (CONRICyT: http://www.conricyt.mx/). Ecólogo orientado a la sustentabilidad y la modelación numérica de la relación sociedad naturaleza. Ha participado y coordinado 80 proyectos aplicados de evaluación ambiental tanto para Instituciones públicas como privadas, así como proyectos de investigación en ciencia básica.

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Integridad ecológica y enfermedades en bosques tropicales

Por: Julieta Benítez-Malvido

IIES, UNAM. Laboratorio de Ecología del Hábitat Alterado. jbenitez@cieco.unam.mx

Se puede afirmar que gran parte de la población está al tanto de la pandemia que ha afectado la salud y economía del planeta. En menor proporción, estamos conscientes que la pandemia tuvo su origen como consecuencia de las interacciones existentes entre el ser humano con especies de fauna silvestre y los ecosistemas que habitan. Aún en proporción menor, conocemos que además de las zoonosis (enfermedades que se transmiten de los animales al hombre y viceversa), las actividades humanas en los ecosistemas naturales hacen más susceptible a la vegetación nativa a contraer enfermedades infecciosas (e.g., causadas por virus, bacterias, hongos y nemátodos) y no infecciosas como aquellas causadas por cambios drásticos en el ambiente abiótico (luz, temperatura, humedad malformaciones nutrimentales y agroquímicos) Figura 1). En el trópico, la tala selectiva, la deforestación, la apertura de caminos, la fragmentación del hábitat, etc., son acciones humanas que modifican las características físicas y biológicas de los ecosistemas, produciendo estrés en la vegetación y cambios en la abundancia y riqueza de algunos insectos vectores de enfermedades. Además, la migración de seres humanos, generalmente, conlleva la introducción de plantas y animales exóticos, que pueden ser portadores accidentales de nuevas enfermedades. Es decir, la alteración del hábitat modifica la integridad de los ecosistemas y produce las condiciones ideales para la introducción, supervivencia y transmisión de los agentes patógenos infecciosos a la vegetación. Los hongos patógenos junto con los insectos son los principales agentes de daño en sistemas agrícolas y naturales. Cerca del 75 % de todas las enfermedades vegetales son causadas por hongos. La infección por hongos patógenos puede causar un crecimiento anormal en la planta o su muerte (Figura 2). Entre los hongos patógenos más estudiados, por su impacto económico, se encuentran especies de los géneros Fusarium y Phytophthora que infectan, por ejemplo, a especies tropicales de importancia comercial nativas de México, como son los casos de la caoba (Swietenia macrophylla), el mamey (Pouteria sapota) y el aguacate (Persea americana)(Figura 3). Además, aunque muchos hongos patógenos son específicos a algunas especies de planta, otras especies pueden cambiar de un hospedero a otro, como es el caso de Fusarium mexicanum que posiblemente brincó de la caoba y otras especies nativas, al mango (Mangifera indica), que es una especie introducida en México. Sin embargo, aún falta mucho conocimiento sobre la gran mayoría de los patógenos que infectan las plantas en sistemas tropicales naturales Algunos patógenos pueden provocar la disminución o extinción local de poblaciones de plantas. En bosques templados, epidemias causadas por hongos han devastado poblaciones de diferentes especies de plantas, modificando la biodiversidad local. La extinción de una especie de planta, en un lugar determinado, puede tener efectos sobre otros organismos que dependen de ésta para su existencia. Por lo contrario, la pérdida de algún patógeno puede afectar la biodiversidad debido a que la planta hospedera se libera de un importante regulador poblacional, lo que permite que su población crezca sin control y desplace a otras especies de plantas. Se ha observado qué, en un área natural protegida en Ranomafana, Madagascar, un hongo patógeno introducido está diezmando las poblaciones de árboles del género Calophyllum, que representan un recurso alimenticio importante para la fauna nativa, incluyendo a varias especies de lémur (P. Wright, comunicación personal). Se deben identificar las principales especies de hongos patógenos que causan enfermedades en los ecosistemas tropicales y estudiar los procesos de surgimiento, transmisión, y diseminación de las diferentes enfermedades.

Actualmente, la información existente indica que la alteración del bosque tropical y su microclima, entre otros aspectos ecológicos, favorecen la incidencia de hongos patógenos. La degradación de los bosques tropicales representa un riesgo importante en la introducción de nuevas especies de hongos y la proliferación de nuevas enfermedades puede afectar dramáticamente la biodiversidad y, por lo tanto, la integridad ecológica de los ecosistemas.


Figura 1. Las interacciones entre las actividades humanas (e.g., deforestación, introducción de especies exóticas, uso de agroquímicos, contaminación de suelos y agua, etc.)  y los riesgos sobre la salud del hombre, plantas y animales (Modificado de Destoumieux-Garzón, et al. 2018).

Figura 2. Individuo de Heliconia aurantiaca con daño por hongos patógenos foliares e insectos herbívoros en un fragmento de selva, Chajul, Chiapas (Fotografía: B. A. Santos).

Figura 3. Árbol de mamey (Pouteria sapota) con síntomas de infección por Fusarium sp.en el ejido de Chajul, Chiapas (Fotografía: R. Lombera)

Referencias

Benítez-Malvido, J. 2012. Alteración del hábitat y la proliferación de patologías en las plantas. Investigación y Ciencia. Enero 2012 Destoumieux-Garzón No. 424, pp. 36-42.

Destoumieux-Garzón,D., Mavingui, P., Boetsch, G., Boissier, J., Darriet, F., Duboz, P., Fritsch, C., Giraudoux, P., Le Roux, F., Morand, S., Paillard, C., Pontier, D., Sueur, C., Voituron, Y. 2018. The One Health Concept: 10 Years Old and a Long Road Ahead. Frontiers in Veterinary Science  5:14 doi: 10.3389/fvets.2018.00014.

Santillán-Mendoza, R., Pineda-Vaca, D.,  Fernández-Pavía, S. P., Montero-Castro, J. C., Goss, E. M., Benítez-Malvido, J., Rodríguez-Alvarado, G. 2019. Genetic diversity of Fusarium mexicanum, causal agent of mango and big-leaf mahogany malformation in Mexico. Molecular Biology Reports 46: 3887–3897.

Reseña del autor

Julieta Benítez-Malvido. Estudió Biología en la Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, la maestría en Ecología la obtuvo en la Universidad de Durham, Inglaterra y el doctorado en la Universidad de Cambridge, Inglaterra. Es investigadora en la Universidad Nacional Autónoma de México desde 1996. Su línea de investigación es en ecología tropical, principalmente, se ha enfocado en comprender y demostrar como las perturbaciones humanas impactan diferentes procesos ecológicos en los bosques tropicales de México y del Amazonas Central.  Ha demostrado que la fragmentación afecta la regeneración de árboles y el mantenimiento de la diversidad de la selva a corto, mediano y largo plazo; tomando en cuenta que los árboles son el principal componente de la estructura, funcionamiento y diversidad en selvas tropicales estos hallazgos han sido relevantes para dar luz a la vulnerabilidad de las selvas al impacto de las actividades humanas. También sus estudios han mostrado como la pérdida y fragmentación del hábitat afecta interacciones mutualistas, antagonistas y comensalistas planta-planta, planta-animal y animal-animal. En la actualidad ha estado enfocada al estudio de la pérdida de hábitat y su efecto sobre la incidencia de enfermedades en las plantas, usando como modelo de estudio a las herbáceas del género Heliconia en la Reserva de la Biósfera de Los Montes Azules, Chiapas.

Fotografía: Pia Parolin

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