¿Cómo afecta el medio ambiente a la biodiversidad? ¿Humboldt lo entendió bien?
Mary Lederman
Los botánicos modernos han vuelto a visitar los sitios estudiados por Alexander von Humboldt. ¿Los avances modernos han hecho irrelevante el trabajo del erudito alemán?
A principios del siglo XIX, Alexander von Humboldt sentó las bases de muchas ecologías. Una de sus observaciones fue que el clima debería ayudar a predecir qué plantas encontrarás en un lugar y cómo es la biodiversidad local. Más de doscientos años después, Jorge Antonio Gómez-Díaz y sus colegas examinaron algunos de los sitios que había explorado Humboldt. En su artículo, publicado en la revista de acceso abierto AoB PLANTS, argumentan que si bien Humboldt tenía razón en gran medida, hay más factores a considerar.
Alexander von Humboldt fue un naturalista y geólogo alemán que realizó importantes contribuciones al estudio de los gradientes altitudinales a través de sus viajes por el Neotrópico. Sugirió que el clima regula la composición y diversidad de las especies de plantas, lo que ha sido la base de numerosos estudios. Los ecologistas ven los gradientes de elevación como laboratorios naturales para estudiar variables ambientales porque contienen muchas variaciones climáticas en un espacio pequeño. Pero, ¿qué importa la altitud? Los botánicos han propuesto muchas hipótesis para explicar la riqueza de especies a lo largo de los gradientes altitudinales, como la productividad, la precipitación y la temperatura.
La influencia de Humboldt en la biogeografía sigue siendo fuerte, particularmente en la explicación de la distribución de especies a través de su relación con los climas de gradiente altitudinal, pero ¿está desactualizada? Desde su época, los biólogos han desarrollado nuevas ideas, incluida la filogenética, que estudia la diversidad de especies y las relaciones entre ellas. Además, la consideración de facetas de la biodiversidad más allá de la riqueza de especies, como p. B. diversidad filogenética, ayuda a descubrir procesos evolutivos y ecológicos que determinan gradientes altitudinales. La disponibilidad actual de información filogenética para grandes clados de plantas hace posible incorporar dicha información para estudiar patrones de riqueza de especies. Finalmente, pocos estudios han analizado el impacto de las perturbaciones antropogénicas sobre la biodiversidad a lo largo de gradientes altitudinales, lo cual es crucial durante la actual crisis de cambio climático y biodiversidad.
Gómez-Díaz y sus colegas visitaron el Monte Cofre de Perote, un volcán extinto de 4282 metros de altura en Veracruz, México. El estudio estableció ocho sitios a lo largo de una línea recta de 81 kilómetros a lo largo de un gradiente de elevación de 30 a 3500 metros, cubriendo seis tipos de vegetación y una variedad de zonas climáticas que incluyen ambientes cálido-árido, templado-húmedo y frío-árido.
Los botánicos observaron dos gradientes: el gradiente de elevación real y un gradiente de perturbación con tres hábitats expuestos a tres intensidades de uso forestal diferentes. El equipo estableció cinco parcelas de 20 m × 20 m en cada nivel de intensidad de uso forestal y muestreó un total de 120 parcelas. Los autores obtuvieron variables climáticas, temperatura media anual, precipitación media anual y evapotranspiración potencial de MODIS/Terra Net Evapotranspiration 8-Day L4 Global 500 m Version 6.
La diversidad de especies se estimó como riqueza de especies, y la estructura filogenética de las especies se conservó a partir de una megafilogenia a nivel de especie de plantas con semillas. Los autores calcularon el índice de relación neta ponderada por abundancia (NRI) para medir la estructura filogenética de cada parcela.
Gómez-Díaz y sus colegas utilizaron un enfoque de modelado de ecuaciones estructurales para explicar explícitamente los efectos directos e indirectos de múltiples factores ambientales en la riqueza de especies y el NRI. Utilizaron un camino hipotético que tuvo en cuenta el clima (temperatura y precipitación), la intensidad de uso del bosque, la evapotranspiración potencial (PET) y su forma cuadrática PET2.
El equipo ajustó modelos de ecuaciones estructurales (SEM) por partes por separado para cada medida de diversidad (riqueza de especies y NRI) y cada forma de vida vegetal. Los modelos mostraron que la intensidad del uso del clima y los bosques tuvo impactos directos en la riqueza de especies y el NRI, pero la evapotranspiración potencial solo tuvo un impacto directo en la riqueza de especies. Sus resultados indican que la influencia del clima y la intensidad del uso de los bosques sobre la diversidad de angiospermas es más o menos directa. Al mismo tiempo, el impacto de la evapotranspiración potencial sobre la riqueza de especies es más complejo, con un efecto directo e indirecto.
En general, los resultados de Gómez-Díaz y sus colegas respaldan la hipótesis de que el clima determina fuertemente la riqueza de especies de plantas a lo largo de los gradientes altitudinales. La temperatura tuvo el impacto más fuerte en la riqueza de especies y la estructura filogenética, y las temperaturas más altas se asociaron con una mayor riqueza de especies y agregación filogenética. La precipitación y el PET también fueron importantes para la mayoría de las formas de vida vegetal (con la excepción de arbustos y lianas), y las perturbaciones antropogénicas solo afectaron a los árboles.
Gómez-Díaz y colegas concluyen:
Alexander von Humboldt descubrió que los tipos de hábitat y el número de especies variaban de manera predecible con los cambios de latitud y altitud. En sus exploraciones de las montañas tropicales, Humboldt propuso que el clima es un factor crucial para determinar la riqueza de especies de plantas a lo largo de gradientes altitudinales. Honrar el trabajo de Humboldt y continuar con su legado requiere más investigación para comprender las causas detrás de los gradientes en la diversidad altitudinal. Finalmente, es necesario integrar la riqueza de especies así como la estructura filogenética y “deconstruir” el patrón considerando las formas de vida para obtener una mejor comprensión de los procesos que dan forma a la biodiversidad a lo largo de los gradientes altitudinales.
Gómez-Diaz et al. 2022
LEER EL ARTÍCULO
Gómez-Díaz JA, Carvajal-Hernández CI, Bautista-Bello AP, Monge-González ML, Guzmán-Jacob V, Kreft H, Krömer T and Villalobos F (2023) “El legado de Humboldt: explicando el impacto de los factores ambientales en la taxonomía y Diversidad filogenética de angiospermas a lo largo de un gradiente de altitud neotropical”, PLANTAS AoB, 15(1), pág. lac056. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aobpla/plac056.
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