¿Qué hace que una planta sea rara o abundante? Heo y sus colegas tienen la vista puesta en un tema intrigante: el complejo Hart’s Tongue Fern (HTF). Esta investigación, publicada en el Anales de botánicaarroja nueva luz sobre cómo el clima global y los cambios en el uso de la tierra están afectando la abundancia y distribución de este complejo de helechos, que incluye cinco especies geográficamente distintas. Sus resultados sirven como modelo para comprender dinámicas similares en otras especies de plantas y ecosistemas.

El Helecho Harttongue, conocido científicamente como escolopendrio de asplenioes un tipo especial de helecho debido a su estructura de hoja única. A diferencia de muchos helechos con hojas complejas y divididas, el helecho lengua de ciervo tiene hojas simples e indivisas que son largas y planas y están destinadas a parecerse a la lengua de un ciervo.

El helecho lengua de ciervo se encuentra principalmente en regiones templadas como Europa, pero también en ciertas áreas de América del Norte, Asia oriental y Nueva Zelanda. Prefiere hábitats húmedos y umbríos y crece a menudo en suelos calcáreos como los que se encuentran en barrancos, quebradas o afloramientos rocosos.

Desde un punto de vista científico, el helecho Harttongue es interesante porque es un helecho ComplejoEsto significa que incluye varias especies estrechamente relacionadas que pueden brindar información sobre la biología evolutiva, la adaptación de las especies y cómo el cambio climático está afectando la biodiversidad.

Además, el helecho lengua de ciervo tiene un nicho ecológico relativamente estrecho, lo que lo hace más sensible a los cambios ambientales. Esta peculiaridad significa que puede servir como una “especie indicadora”, lo que significa que la salud y la abundancia de este helecho pueden proporcionar a los científicos pistas valiosas sobre la salud general de los ecosistemas en los que habita. En su artículo, Heo y sus colegas escriben:

Los helechos, que a menudo se consideran indicadores biológicos, son particularmente sensibles a las condiciones ambientales. Se han informado correlaciones claras entre la abundancia local y las condiciones climáticas para varias especies de helechos (Kessler et al., 2011; puchero et al., 2016; de gasper et al., 2021; bonari et al.2022), y su vulnerabilidad a las amenazas antropogénicas también es ampliamente reconocida (Giudice et al., 2011; marino et al., 2011; Hummit et al., 2016). Sin embargo, la heterogeneidad espacial de las abundancias locales en el complejo HTF sugirió un posible papel de factores regionales o locales en sus patrones de abundancia. Es probable que los sistemas jerárquicos de control ambiental determinen patrones de abundancia, de modo que el clima y la dinámica del uso de la tierra actúen globalmente, pero estén modulados por determinantes a nivel regional y local, como la topografía, la geología y el microclima, actuando a escalas cada vez más finas (Howard, 2015). .

ey et al. 2023

Es esta interacción entre factores globales y locales lo que Heo y sus colegas querían entender. Para lidiar con esto, utilizaron un enfoque como mirar un mapa del mundo dividido en una cuadrícula, con cada celda de 100 km por 100 km, para comprender la distribución y abundancia de esta especie de planta en cada región.

Los investigadores recopilaron datos sobre el número de poblaciones de helechos en cada celda de la cuadrícula. Luego utilizaron información sobre el medio ambiente, como el clima, la composición del suelo, el paisaje y las influencias humanas, para estudiar qué podría estar afectando dónde y con qué densidad se encuentran estos helechos.

Parte del estudio también buscó comprender cómo los cambios ambientales (como el cambio climático) podrían afectar el lugar donde podrían crecer estas plantas. Utilizaron modelos informáticos sofisticados para simular condiciones climáticas pasadas y futuras y para comprender cómo podrían haber cambiado los hábitats adecuados de las plantas. Combinaron esta información con un examen de los esfuerzos de conservación. Calcularon cuánto de cada región estaba dentro de las áreas protegidas y lo usaron como un indicador para estimar el impacto de los cambios inducidos por el hombre en la distribución de las plantas.

Heo y sus colegas crearon un estudio de caso de poblaciones de helechos en los Estados Unidos. Los investigadores analizaron datos a largo plazo recopilados durante un siglo para descubrir cómo ha cambiado el número de helechos con el tiempo y si esto podría estar relacionado con el cambio climático o las actividades humanas.

Para comprender cómo estos diferentes factores podrían afectar la abundancia de helechos en una región, los investigadores utilizaron un modelo estadístico llamado Árbol de regresión potenciado. Puede manejar relaciones complejas entre factores y es bueno para manejar datos ruidosos.

Heo y sus colegas no solo buscaban la pérdida de hábitat. También buscaron “puntos calientes”, áreas donde estas plantas son particularmente abundantes, ya que podrían ser importantes para la supervivencia de la especie.

La investigación destaca que el complejo Stag’s Tongue Fern prefiere ciertas condiciones bioclimáticas y es más común en bosques templados de hoja ancha y mixtos dispersos en regiones del hemisferio norte. La distribución desigual de estos hábitats explica el patrón de abundancia global dispersa de los helechos de lengua dura.

La investigación también encontró que el cambio climático está causando un cambio en los patrones de abundancia del helecho de lengua dura, con poblaciones en los trópicos en declive y poblaciones en aumento en latitudes más altas desde el último máximo glacial hace unos 21.000 años. El efecto de caída a distancia sugiere que las poblaciones de latitudes más bajas enfrentan mayores presiones de extinción, lo que explica la rareza de dos taxones del sur.

Otro impulsor global importante es el cambio en el uso de la tierra debido a amenazas antropogénicas. Sin embargo, estos impactos varían según la región, probablemente debido a los diversos grados de protección del hábitat. Los helechos de lengua dura de Asia oriental se encuentran principalmente en regiones altamente protegidas, lo que sugiere que las áreas menos protegidas están amenazadas localmente de extinción debido al uso intensivo de la tierra.

Los factores regionales también juegan un papel crucial en los patrones de abundancia del helecho Harttongue. Por ejemplo, en Europa, la estacionalidad de las precipitaciones es el principal determinante de los patrones de abundancia, mientras que en el este de Asia, la heterogeneidad espacial de las precipitaciones, la temperatura y la irregularidad del terreno tienen un impacto importante.

El estudio también encontró tendencias en los últimos 100 años que muestran un cambio hacia el norte en las poblaciones de helechos Harttongue de los EE. UU., con aumentos en el norte y disminuciones en el sur. Curiosamente, las poblaciones protegidas por agencias de conservación mostraron tendencias crecientes en comparación con las poblaciones desprotegidas en la misma latitud.

El artículo destaca cómo el cambio climático está desplazando los hábitats ideales para estos helechos de los trópicos a latitudes más altas, áreas más alejadas del ecuador. Esto significa que a medida que cambia la Tierra, los lugares donde estos helechos podrían crecer y prosperar normalmente también cambiarán, lo que podría afectar la supervivencia futura de la especie.

Las actividades humanas también juegan un papel importante, especialmente en áreas protegidas donde las actividades humanas se limitan a proteger la vida silvestre. América del Norte tenía la proporción más alta de poblaciones de helechos expuestas a niveles bajos de protección, mientras que Asia oriental tenía la proporción más alta en áreas altamente protegidas. Todas las poblaciones de helechos en Nueva Zelanda están bajo protección intermedia.

La investigación enfatiza la complejidad de los factores que afectan la distribución y supervivencia de especies como los helechos de lengua dura. Muestra que tanto el cambio climático como las actividades humanas pueden tener impactos significativos en estas plantas, lo que demuestra la importancia de la conservación y el manejo cuidadoso de la tierra para preservar la biodiversidad.

Los hallazgos son importantes no solo para las especies de helechos estudiadas, sino también potencialmente para otras especies de plantas, ya que muchas se ven afectadas de manera similar por las condiciones climáticas y las actividades humanas. Sin embargo, como señala el estudio, los impactos exactos pueden variar ampliamente dependiendo de los factores ambientales específicos de cada sitio. Esto refuerza la idea de que no existe un enfoque único para la conservación: las estrategias deben desarrollarse con un conocimiento profundo de cada región y las características y necesidades únicas de las especies.

LEER EL ARTÍCULO

Heo, N., Leopold, DJ, Lomolino, MV, Yun, S. y Fernando, DD (2023) “Impulsores globales y regionales de patrones de abundancia en el complejo Stag’s Tongue Fern (Aspleniaceae)”, Anales de botánica, 131(5), págs. 737-750. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aob/mcac129.