Ponerse al día con el cambio climático mediante el seguimiento de patrones generales

Si las plantas fueran un poco más ambulatorias, Peter Adler y Michael Stemkovski podrían encontrar su trabajo un poco menos urgente. Si cada vez que el clima se volviera demasiado cálido o seco, el pasto de trigo crestado, el arbusto de conejo amarillo y las arboledas plateadas de álamo temblón pudieran elegir sacar sus extremidades del suelo y deambular cuesta arriba hacia entornos más hospitalarios, plantas como estas podrían tener una mejor oportunidad de sobrevivir al clima. cambiar. Pero, por supuesto, no pueden.

En realidad, es la tediosa inmovilidad de las plantas lo que estos dos investigadores encuentran más fascinante. Adler, ecologista de plantas en SJ y Jessie E. Quinney College of Natural Resources y Stemkovski, Ph.D. estudiante del Departamento de Biología, investigue cómo un clima cambiante está transformando la vegetación en los paisajes del oeste. Tienen un público cautivo con las plantas.

Arraigadas en el suelo como están, las plantas solo tienen acceso a lo que está inmediatamente disponible en su entorno: agua, nutrientes, luz solar y temperatura. Sus circunstancias inmediatas determinan si viven y se reproducen o se marchitan y mueren. Incluso ajustes aparentemente pequeños en estos elementos básicos tienen el potencial de desencadenar una desaparición a nivel de paisaje para franjas enteras de pastos, arbustos y árboles, dice Stemkovski. O para empujar a sus progenitores, a lo largo de varias vidas de plantas, más arriba en una montaña o más al norte o en la búsqueda de un hábitat más cómodo.

«El clima es lo que determina si las plantas pueden vivir en un lugar particular del mapa», dice Adler. «Es la razón, por ejemplo, de que haya muchos árboles en una ladera orientada al norte en Logan Canyon, y menos en una orientada al sur. Por qué las hierbas pueden florecer en un prado y morir por completo en otro».

Es más difícil para las plantas adaptarse a un clima que cambia rápidamente que para otros seres vivos… al menos a corto plazo, dice Stemkovski. Los humanos pueden encender el aire acondicionado. Los animales pueden trasladarse (hasta cierto punto) a un entorno más hospitalario. Las plantas están atascadas. Esto solo hace que los cambios en las poblaciones de plantas sean tan reveladores cuando se trata de descifrar los impactos de un clima futuro.

Casi todos los lugares de la tierra se están calentando. Las plantas y los árboles están sintiendo los efectos de este cambio de muchas maneras, dice Adler. La capa de nieve está disminuyendo; las flores brotan antes; los árboles están cambiando sus patrones estacionales. A algunas especies de plantas afortunadas les va comparativamente bien porque tienen una mayor ‘plasticidad’, una capacidad genética innata de flexibilidad que les permite adaptarse a nuevas circunstancias, tal vez volviéndose un poco más pequeñas para requerir menos agua en una estación determinada, o resistir un poco más bajo condiciones climáticas adversas. un sol de verano más caliente.

A medida que cambia el clima, investigadores como Adler y Stemkovski están trabajando para comprender cómo un millar de cambios en la comunidad vegetal podrían afectar a los ecosistemas en su conjunto. La tarea es tan difícil como parece, como tratar de determinar el millaje de gasolina de un automóvil para un viaje de mil millas después de reemplazar una taza de gasolina con sopa de pollo. Hay muchas incertidumbres. Pero también es un tema vital para explorar, especialmente en el marco de tiempo de 30 a 50 años en el que trabajan estos investigadores.

Los ecosistemas responden a los cambios climáticos a través de factores que abarcan una variedad de escalas de tiempo. Los cambios estacionales, como el momento de la germinación de las plantas, son bastante fáciles de observar y rastrear para los ecologistas. Pero los enigmas a más largo plazo no son tan sencillos. Los ecosistemas naturales tienen bucles de retroalimentación e interacciones complejas que podrían arrojar al automóvil antes mencionado a una pista completamente inesperada, cuesta arriba y llena de rocas.

Las adaptaciones evolutivas, la dispersión de plantas y cosas como los incendios forestales y las infestaciones de insectos, así como los ciclos biogeoquímicos, pueden no funcionar durante décadas o incluso siglos después de que el clima comience a cambiar, dice Adler. Con suficiente tiempo, todos estos componentes eventualmente se ajustarán a condiciones más cálidas. El problema es que no sabemos cuánto tiempo llevará eso, dice.

Mientras tanto, los beneficios que los ecosistemas brindan a la sociedad, como el forraje para animales salvajes y domésticos, pueden erosionarse.

La estrategia que está utilizando el equipo para abordar este tema es dar un paso atrás gigante y analizar el paisaje desde una distancia metafórica y literal. Adler y Stemkovski usan imágenes satelitales para rastrear y proyectar la ‘productividad primaria neta’: la cantidad total de vida vegetal que produce un paisaje determinado.

Este es un factor importante a comprender, no solo para el pastoreo de ganado y vida silvestre, sino también para determinar las consecuencias ecológicas del cambio climático que ocurrirán durante largos períodos de tiempo a medida que aumenta el desequilibrio entre las plantas y el clima, y ​​eventualmente se asienta.

Un clima más cálido y seco puede hacer que un pedazo de tierra se vuelva más yermo, o que se rinda a un nuevo equilibrio de plantas, o incluso que cambie por completo a nuevas especies. Podría provocar que algunos paisajes como (actualmente) la tundra congelada se descongelen y comiencen a producir más masa total de plantas.

El cambio podría retroalimentarse sobre sí mismo… un paisaje cálido que invite a plantas de colores más oscuros podría exacerbar un mayor calentamiento y secado al absorber más luz solar. Adler y Stemkovski están utilizando datos satelitales históricos para desarrollar un modelo para predecir lo que podría suceder en el panorama general a medida que el clima comienza a hacer estos cambios.

Su modelo sugiere que la velocidad a la que los ecosistemas responden al cambio climático es un componente crítico y pasado por alto para reducir la incertidumbre sobre las proyecciones futuras. Cuando un modelo asume que los ecosistemas responderán muy lentamente al cambio climático, tiende a proyectar disminuciones generalizadas en la productividad primaria neta en el oeste de los EE. UU. tan pronto como 2100.

Cuando asume un ajuste rápido, un modelo a menudo predice un aumento en la productividad neta. La brecha entre estos dos escenarios muestra cuánto trabajo nos queda por hacer para mejorar nuestra comprensión de los patrones generales, explica Adler.

Comprender y predecir los impactos del cambio climático en la biodiversidad y el funcionamiento de los ecosistemas es ahora un enfoque principal de la investigación ecológica. Los cambios en el clima provocados por el hombre están interrumpiendo rápidamente las relaciones entre las plantas y el mundo natural que tardaron milenios en desarrollarse.

Realmente no entenderemos cómo el mundo natural responderá en última instancia a la (relativamente) rápida sacudida del cambio climático causado por el hombre durante siglos o más. Lo mejor que podemos hacer por ahora, dice Adler, es reconocer las incertidumbres y hacer todo lo posible para ayudar a los ecosistemas a adaptarse al impacto.

Su investigación está publicada en Cartas de ecología.