Cómo influye la variabilidad climática en los ecosistemas y la biodiversidad

La influencia de la variabilidad climática en los ecosistemas y la biodiversidad se refiere al conjunto de alteraciones que las fluctuaciones naturales del clima —sequías, inundaciones, olas de calor, heladas inusuales, cambios en los patrones de lluvia— provocan en el funcionamiento de los ecosistemas y en la supervivencia de las especies que los habitan. Estas alteraciones pueden ser sutiles y pasajeras, como un retraso de unas semanas en la floración de ciertas plantas, o catastróficas y permanentes, como la desaparición local de una especie que no logra adaptarse a las nuevas condiciones.

Los ecosistemas han convivido con la variabilidad climática desde mucho antes de que los seres humanos aparecieran sobre la Tierra. Durante millones de años, las especies han desarrollado estrategias para sobrevivir a los caprichos del clima: migrar, hibernar, almacenar reservas, modificar su comportamiento o sincronizar sus ciclos de vida con las estaciones. El problema actual no es la existencia de variabilidad climática, sino que su intensidad, frecuencia e imprevisibilidad están aumentando, y que los ecosistemas, debilitados por la deforestación, la contaminación, la fragmentación de hábitats y la sobreexplotación, tienen cada vez menos capacidad de absorber esos golpes sin desmoronarse.

El latido del planeta que marca el ritmo de la vida

Imaginemos una orquesta sin director, donde cada músico toca guiándose por los sonidos de los demás. Así funcionan los ecosistemas. Las plantas florecen cuando la temperatura y la luz les indican que ha llegado la primavera. Los insectos polinizadores emergen de su letargo invernal cuando detectan que las flores están abiertas. Las aves migratorias recorren miles de kilómetros para llegar justo cuando las orugas con las que alimentan a sus crías son más abundantes. Todo está sincronizado con una precisión que asombra, fruto de millones de años de coevolución. El director de esa orquesta invisible no es otro que el clima, y su batuta marca el tempo al que baila la vida.

La variabilidad climática es, en condiciones normales, una perturbación que los ecosistemas pueden absorber. Un año más seco de lo habitual reduce la población de ciertas plantas, pero sus semillas permanecen latentes en el suelo esperando condiciones mejores. Una primavera tardía retrasa la migración de las aves, pero la mayoría logra adaptarse. Los ecosistemas son resilientes porque han evolucionado en un mundo donde el clima nunca ha sido perfectamente constante. Pero la resiliencia tiene un límite. Cuando las perturbaciones se suceden sin dar tiempo a la recuperación, cuando un fenómeno extremo es seguido por otro y por otro, el sistema empieza a dar señales de agotamiento. Las sincronías se rompen, las poblaciones colapsan y especies que parecían sólidamente establecidas empiezan a desaparecer.

Los mecanismos del desajuste ecológico

La sincronía rota entre las especies que dependen unas de otras

Uno de los efectos más sutiles y al mismo tiempo más devastadores de la variabilidad climática es la ruptura de las sincronías ecológicas. Muchas relaciones entre especies —depredador y presa, polinizador y flor, parásito y hospedador— dependen de que ambos protagonistas respondan a las mismas señales climáticas y ajusten sus ciclos de vida de manera coordinada. Cuando el clima se vuelve errático, esas señales se desordenan y la coordinación se rompe.

Un caso bien documentado es el del carbonero común, un pequeño pájaro insectívoro que habita los bosques europeos. Durante siglos, estas aves han sincronizado la eclosión de sus huevos con el momento de máxima abundancia de orugas en los robles, que es justo cuando sus polluelos necesitan más alimento. La eclosión de los huevos y la aparición de las orugas dependen de factores climáticos distintos: las aves responden sobre todo a la duración del día, mientras que las orugas dependen más de la temperatura. Las primaveras cada vez más cálidas adelantan la aparición de las orugas, pero el carbonero, fiel a su reloj fotoperiódico, no adelanta su puesta con la misma rapidez. El resultado es un desfase de varios días entre el pico de demanda de alimento de los polluelos y el pico de oferta de orugas. Los polluelos nacen cuando ya hay menos comida disponible, crecen más despacio, y una proporción mayor de ellos muere antes de abandonar el nido.

Este tipo de desajuste se ha documentado en decenas de especies. En el Ártico, los caribúes han sincronizado durante milenios sus migraciones con el momento en que la tundra se cubre de vegetación tierna y nutritiva. Pero las plantas brotan cada vez antes porque las primaveras son más cálidas, mientras que los caribúes siguen guiándose por la duración del día para iniciar su viaje. Cuando llegan a sus zonas de cría, la vegetación ya ha pasado su pico de valor nutritivo, las crías reciben menos alimento y la mortalidad infantil aumenta. No es que el clima esté matando directamente a los caribúes; es que está desincronizando su ciclo de vida del de las plantas que comen.

Los eventos extremos y la mortalidad masiva

Si los desajustes sutiles son el goteo constante que erosiona las poblaciones, los eventos climáticos extremos son los martillazos que pueden demolerlas de golpe. Una ola de calor especialmente intensa, una sequía prolongada o una tormenta de una violencia inusual pueden matar a una fracción significativa de una población en cuestión de días o semanas, y si el evento se repite antes de que la población haya tenido tiempo de recuperarse, la extinción local se convierte en una posibilidad real.

Los arrecifes de coral son el ejemplo más visible de esta vulnerabilidad. Los corales viven en una relación simbiótica con unas algas microscópicas, las zooxantelas, que les proporcionan la mayor parte de su alimento. Cuando la temperatura del agua supera un umbral crítico durante varios días, los corales expulsan a las zooxantelas, pierden su color y quedan blancos, un fenómeno conocido como blanqueamiento. Un coral blanqueado no está muerto, pero se muere de hambre. Si la temperatura del agua vuelve pronto a la normalidad, las zooxantelas pueden recolonizar el coral y este se recupera. Si el calor persiste, el coral muere.

Los episodios de blanqueamiento masivo, antes raros y localizados, se han vuelto cada vez más frecuentes e intensos. La Gran Barrera de Coral australiana, el mayor organismo vivo del planeta, ha sufrido varios episodios de blanqueamiento en las últimas décadas, el más devastador en 2016, que afectó a más del noventa por ciento del arrecife y mató a casi un tercio de los corales. La variabilidad natural del Pacífico, en la forma de un intenso episodio de El Niño, elevó la temperatura del agua más allá del umbral crítico, y el calentamiento global de fondo hizo que ese umbral se superara con más facilidad y durante más tiempo del que los corales podían soportar.

Los cambios en la distribución geográfica de las especies

Los seres vivos no son pasivos ante los cambios del clima. Cuando las condiciones de su hábitat dejan de ser adecuadas, intentan desplazarse hacia lugares que sí lo sean. A lo largo de la historia de la Tierra, las especies han migrado en respuesta a los ciclos glaciales, colonizando nuevos territorios cuando el hielo se retiraba y refugiándose en zonas reducidas cuando el hielo avanzaba. La diferencia es que aquellos cambios ocurrían a lo largo de miles de años, y las especies tenían tiempo de sobra para trasladarse. Los cambios actuales ocurren en décadas, y muchas especies simplemente no pueden moverse tan rápido.

Los estudios documentan un desplazamiento generalizado de las áreas de distribución hacia los polos y hacia altitudes más elevadas. En las montañas de Europa y América del Norte, las plantas alpinas están ascendiendo a un ritmo de varios metros por década, huyendo del calor que avanza ladera arriba. En los océanos, los peces de aguas templadas están colonizando latitudes cada vez más altas, mientras que los peces de aguas frías ven cómo su hábitat se reduce y se fragmenta. El bacalao del Atlántico norte, una especie de enorme importancia económica, está desplazando su área de distribución hacia el norte, alejándose de las zonas de pesca tradicionales y generando conflictos entre países por el acceso a las nuevas poblaciones.

El problema es que no todas las especies pueden desplazarse. Las que viven en islas, en cumbres montañosas o en ecosistemas fragmentados por la agricultura y las ciudades no tienen a dónde ir. Cuando el clima de su último refugio se vuelve inhabitable, no les queda otra opción que extinguirse. Es lo que los biólogos llaman la trampa del hábitat: la especie está acorralada en un espacio cada vez más reducido y hostil, sin corredores ecológicos que le permitan escapar hacia condiciones más favorables.

Tabla de impactos de la variabilidad climática en distintos ecosistemas

La biodiversidad bajo presión

Extinciones locales y globales

La biodiversidad no es un número fijo. Es el resultado de un equilibrio dinámico entre la aparición de nuevas especies, que ocurre a lo largo de miles o millones de años, y su desaparición, que puede ocurrir de forma natural cuando las condiciones cambian. El problema actual es que la tasa de extinción se ha disparado muy por encima de la tasa natural de fondo, y la variabilidad climática es uno de los motores de esta aceleración.

Las extinciones más visibles son las extinciones globales, aquellas en las que desaparece hasta el último individuo de una especie. La rana dorada de Panamá, un anfibio de un color amarillo brillante que parecía sacado de un cuento, se extinguió en la naturaleza hace apenas unas décadas, víctima de una combinación letal de cambio climático y un hongo patógeno que prosperó en las nuevas condiciones de temperatura y humedad. El melomys de Bramble Cay, un pequeño roedor que habitaba un minúsculo cayo en el estrecho de Torres, entre Australia y Papúa Nueva Guinea, se convirtió en 2016 en el primer mamífero declarado extinto a causa del cambio climático. Su isla, de apenas unas hectáreas, fue inundada repetidamente por la subida del nivel del mar, y la vegetación de la que se alimentaba desapareció.

Mucho más numerosas, aunque menos mediáticas, son las extinciones locales: la desaparición de una especie de un área concreta, aunque siga existiendo en otras partes del mundo. Estas extinciones locales erosionan la diversidad genética de la especie, fragmentan su área de distribución y la hacen más vulnerable a extinguirse por completo en el futuro. Cada población que desaparece es un hilo que se corta en el tapiz de la vida, y el tapiz, cuando pierde demasiados hilos, se deshace.

La invasión de las especies oportunistas

La variabilidad climática no solo perjudica a unas especies; también puede beneficiar a otras, a menudo con consecuencias ecológicas indeseables. Las especies invasoras, aquellas que son transportadas fuera de su área de distribución natural por la acción humana y que proliferan en el nuevo entorno, suelen ser generalistas, resistentes al estrés y con una gran capacidad de reproducción. Son, por decirlo de algún modo, las oportunistas del reino animal y vegetal, y la variabilidad climática les abre puertas que antes estaban cerradas.

Un invierno más suave permite que insectos tropicales sobrevivan en latitudes donde antes morían de frío. El mosquito tigre, originario del sureste asiático y vector de enfermedades como el dengue o el chikungunya, ha colonizado buena parte del sur de Europa en las últimas décadas, favorecido por veranos más largos y cálidos. Las sequías debilitan a las especies nativas y dejan nichos ecológicos vacíos que las invasoras ocupan con rapidez. Los incendios forestales, cada vez más frecuentes e intensos, eliminan la vegetación autóctona y abren el terreno a gramíneas exóticas que se queman con más facilidad y perpetúan el ciclo de fuego. El resultado es una homogeneización de los ecosistemas: las especies especialistas, adaptadas a condiciones muy concretas, retroceden, mientras que unas pocas especies generalistas y a menudo invasoras dominan el paisaje.

Los efectos en cascada y el colapso de las redes tróficas

Los ecosistemas no son colecciones de especies que viven unas al lado de otras. Son redes de interacciones: quién come a quién, quién poliniza a quién, quién compite con quién, quién limpia o parasita a quién. Cuando la variabilidad climática afecta a una especie, el impacto se propaga por la red como una onda expansiva, y las consecuencias finales pueden ser muy distintas de lo que cabría esperar mirando solo la especie directamente afectada.

Un ejemplo clásico es el del erizo de mar en los bosques de quelpos de California. Los quelpos son algas gigantes que forman auténticos bosques submarinos y que sirven de refugio y alimento a una asombrosa diversidad de peces, crustáceos y moluscos. Las nutrias marinas se alimentan de erizos de mar, y los erizos se alimentan de quelpos. Es un triángulo trófico sencillo pero delicado. Una ola de calor marina, combinada con una epidemia que diezmó a las nutrias, permitió que las poblaciones de erizo estallaran sin control. Los erizos arrasaron los bosques de quelpos, y con ellos desapareció el ecosistema tridimensional que sostenía a cientos de especies. Lo que empezó con un cambio en la temperatura del agua terminó con el colapso de un ecosistema entero.

Estos efectos en cascada son difíciles de predecir porque dependen de la compleja arquitectura de cada red ecológica, y son una de las razones por las que la conservación de la biodiversidad no puede limitarse a salvar especies una por una. Hay que proteger las interacciones, los procesos y los paisajes completos, porque es ahí, en la red de relaciones, donde reside la verdadera resiliencia de la vida.

Glosario de términos complicados

• Blanqueamiento de coral: Fenómeno por el cual los corales expulsan a las algas simbióticas que les dan color y alimento en respuesta al estrés térmico, quedando blancos y en riesgo de morir de inanición si el calor persiste.
• Corredor ecológico: Franja de hábitat natural que conecta espacios protegidos entre sí, permitiendo el desplazamiento de las especies y el flujo genético entre poblaciones aisladas.
• Especie invasora: Especie que es introducida fuera de su área de distribución natural y que prolifera causando daños ecológicos, económicos o sanitarios en el nuevo entorno.
• Extinción local: Desaparición de una especie de un área geográfica determinada, aunque siga existiendo en otras partes del mundo. Es un paso previo y un factor de riesgo para la extinción global.
• Fenología: Estudio de los ciclos de vida de los organismos y de cómo se ven influidos por las variaciones estacionales e interanuales del clima. La floración de las plantas, la migración de las aves o la hibernación de los mamíferos son eventos fenológicos.
• Permafrost: Capa de suelo que permanece permanentemente congelada en las regiones polares y de alta montaña. Su deshielo libera gases de efecto invernadero y desestabiliza el terreno.
• Resiliencia ecológica: Capacidad de un ecosistema para absorber una perturbación, reorganizarse y mantener sus funciones básicas sin cambiar a un estado diferente.
• Zooxantelas: Algas microscópicas unicelulares que viven en simbiosis dentro de los tejidos de los corales, proporcionándoles nutrientes a cambio de protección y acceso a la luz.

Resultados de aprendizaje

Al finalizar esta lectura, habrás construido un conocimiento sólido sobre los siguientes aspectos:

• Los mecanismos a través de los cuales la variabilidad climática altera los ecosistemas: ruptura de sincronías ecológicas entre especies interdependientes, eventos extremos de mortalidad masiva y cambios en la distribución geográfica de las especies.
• El impacto diferencial de la variabilidad climática en distintos ecosistemas, desde los arrecifes de coral hasta la tundra ártica, y los factores que determinan la vulnerabilidad o resiliencia de cada uno.
• Las consecuencias para la biodiversidad, incluyendo extinciones locales y globales, la expansión de especies invasoras oportunistas y los efectos en cascada que pueden provocar el colapso de redes tróficas enteras.
• La distinción entre adaptación genética y plasticidad fenotípica como respuestas de las especies a la variabilidad climática, y los límites de ambas frente a cambios demasiado rápidos o intensos.
• Las principales estrategias para mitigar el impacto de la variabilidad climática sobre los ecosistemas: reducción de emisiones, eliminación de otras presiones humanas y facilitación de la migración de especies mediante corredores ecológicos y protección de refugios climáticos.

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