Los sistemas ecológicos buscan naturalmente un equilibrio. Al ser parte de la gran biosfera que llamamos Tierra, pertenecemos a su armonía natural. Los seres vivos, al igual que los sistemas que habitan, están interconectados, y es a través de las redes ecológicas como estudiamos las interacciones y nos acercamos a comprender la conexión que compartimos.
La primera ley de la ecología expresa lo siguiente: todo está conectado con todo lo demás: hay una sola ecósfera para todos los organismos vivos y lo que afecta a uno, afecta a todos (Commoner, 1974). Este principio forma parte de la base de estudios ecológicos en la actualidad. Sin embargo, siglos atrás, en la época de los filósofos presocráticos (siglos VII-V a. C.) esta ley se aplicaba a todos los campos de la ciencia, o estudio de la physis.
A través del tiempo, las ciencias se han fragmentado en disciplinas especializadas. Aunque esto ha ayudado a profundizar el conocimiento en ciertas áreas, demuestra ser un factor limitante cuando se intenta comprender un ecosistema en su totalidad, y se pierde la visión del gran panorama. Frente a la necesidad de llenar los «espacios en blanco» en las ciencias, nuestras prácticas han ido evolucionando hacia enfoques más holísticos, y actualmente se valoran las colaboraciones interdisciplinarias en estudios científicos.
Este cambio de enfoque se evidencia en las ciencias naturales con el estudio de las interacciones de seres vivos y la relación con su entorno. Para esto, se analizan las conexiones que existen dentro de los sistemas mediante las redes ecológicas.
¿Qué es una red?
Una red es una malla o un tejido unido por nudos de hilos, cuerdas, seda de araña, etc. En ecología, es la herramienta que se utiliza para representar interacciones complejas entre organismos, por lo general de carácter trófico o alimenticio. Los nudos de la red son las especies de un ecosistema, y los hilos, el flujo de energía o tipo de interacción que existe entre cada una. Visto de la manera tradicional, las redes ecológicas son la unión de las cadenas o pirámides tróficas, estas últimas, siendo representaciones lineales de relaciones alimenticias en las que se evidencia quién gana y quién pierde. Por ejemplo, un pez siendo presa de un lobo marino que a su vez es presa de un tiburón. En las representaciones lineales o piramidales, el ciclo empieza por los seres autótrofos, capaces de tomar la energía del sol y convertirla en alimento; luego, están los consumidores primarios, los secundarios, los terciarios, etc. Al principio de la cadena o en la base de la pirámide, siendo usualmente los más abundantes, se encuentran los organismos productores, y en la cima de todo el conjunto se encuentran los depredadores más feroces y, por lo general, de mayor tamaño.
Las representaciones tradicionales de interacciones ecológicas fallan en mostrar elementos esenciales, como el reingreso de la energía o materia al sistema y la existencia de especies clave, sin las cuales todo el sistema entraría en un desequilibrio total (Bell, 2007). Para cambiar este paradigma ecológico fue necesaria (entre otros factores) una expedición a un arrecife coralino prístino en medio del océano Pacífico (Sandin et al., 2008). Un grupo de científicos de distintos países se unieron para levantar una línea base de las condiciones de atolones y arrecifes coralinos en estado prístino, no habitados, y comparar los resultados con sitios afectados por actividades antropogénicas (pesca, turismo, etc.).
Cambio de paradigma
En los arrecifes prístinos se encontró que la pirámide trófica estaba invertida, siendo los depredadores tope, como tiburones y demás peces carnívoros, los más abundantes, ocupando el 85% de la biomasa total de peces. Así mismo, los corales se encontraban en mejor estado y mayor abundancia. Por otro lado, en los sitios de intervención humana, la abundancia de depredadores tope decrece a un 19% de la biomasa total de peces, y los arrecifes son dominados por peces herbívoros y algas que compiten con los corales por espacio y recursos. Los resultados del estudio cambiaron nuestra visión de un ecosistema marino saludable. De igual manera, se demostró más evidencia sobre el rol ecológico de los depredadores tope. Este grupo mantiene la salud y el equilibrio del ecosistema. Si se remueve a estas especies clave, ocurre un efecto cascada por el cual las poblaciones de peces herbívoros y planctívoros aumentan desmesuradamente, así como la dispersión de enfermedades y el decrecimiento de reclutamiento de larvas de coral (Myers et al., 2007).
En ecosistemas terrestres, se utiliza como modelo la reintroducción de los lobos en el Parque Nacional de Yellowstone (Estados Unidos). En los años 20, las poblaciones de lobos y pumas fueron eliminadas. Como consecuencia, los ciervos y otras especies herbívoras aumentaron significativamente. Se hizo evidente un cambio drástico en la vegetación del lugar, que empezó a desaparecer de las riberas de los ríos, ocasionando erosiones, llegando a afectar al caudal de los ríos y a la desviación de sus cauces. Con la reintroducción de los lobos en este ecosistema desequilibrado, las densidades de especies herbívoras disminuyeron y tanto la vegetación boscosa como en las riberas se recuperó. Así mismo, otros depredadores tope como osos y pumas reaparecieron en el área. Este evento es considerado como el experimento ecológico más exitoso y celebrado.
Especies y nodos clave
Al igual que los ejemplos antes mencionados, existen un sinnúmero de situaciones similares que impulsaron la evolución de estudios de interacciones ecológicas. A partir de estas, surgen conceptos de especies clave y nodos clave. Un pequeño desbalance en la población de una especie clave causa un efecto dominó en los demás niveles tróficos, por ejemplo, el calamar Humboldt o calamar gigante del Pacífico, que es alimento principal en la dieta de atunes, tiburones y ballenas. Una reducción en la población del calamar afectaría tanto a depredadores tope como a peces y crustáceos de menor nivel trófico que son depredados por el calamar. Así mismo, se le llama nodo clave a especies con alto número de conexiones tróficas, por ejemplo, el zorro rojo, que controla poblaciones de herbívoros y de plantas.
Vemos que, para entender realmente cómo fluye la energía a través del sistema, no se puede observar a manera de relaciones unidireccionales o de un sistema abierto. Lo cierto es que en la naturaleza ningún almuerzo es «gratis», e incluso aquellos en lo alto de los niveles tróficos regresan a la base del sistema a manera de comida para los descomponedores al terminar su ciclo biológico.
Gracias a los avances tecnológicos y a nuestro entendimiento de los sistemas naturales, tenemos a la mano más herramientas matemáticas que ayudan a graficar las interacciones ecológicas de manera que se asemejen a la realidad. Como resultado, existen los siguientes modelos de estas relaciones:
Está claro que las interacciones ecológicas y la manera en la que nos relacionamos con los seres vivos que compartimos este hogar es mucho más compleja de lo que se pensaba. Al ser partes de un gran ser vivo que llamamos Tierra, somos integrantes de un sistema cerrado en el cual cada pequeña acción puede causar un efecto cascada desmesurado y romper el equilibrio de los sistemas naturales. No importa nuestro tamaño ni nuestro estilo de vida, siempre podemos buscar la armonía en nuestra vida, logrando que nuestro impacto ecológico sea el mínimo, y, como ejemplo, tenemos al ser vivo más grande de nuestro planeta. La ballena azul recorre los océanos alimentándose de camarones diminutos —kril—, capturando carbono en sus cuerpos, limpiando nuestro aire y llenando el ambiente marino de nutrientes esenciales con sus heces: nutrientes que benefician a la producción de plancton y de kril.
Podemos concluir diciendo que es necesario retornar a esa visión holística de las ciencias, a percibir la naturaleza como un gran todo, y estudiar los sistemas naturales mediante la observación. «Desde las piedras hasta los animales, todo en la naturaleza sirve de ejemplo si existe de por medio una inteligente contemplación» (Jorge Á. Livraga).
Bibliografía
Bell, G. (2007). The evolution of trophic structure. Heredity, 99(5), 494-505.
Commoner, B. (1972). The closing circle: confronting the environmental crisis. Cape.
Myers, R. A., Baum, J. K., Shepherd, T. D., Powers, S. P., & Peterson, C. H. (2007). Cascading effects of the loss of apex predatory sharks from a coastal ocean. Science, 315(5820), 1846-1850.
Sandin, S. A., Smith, J. E., DeMartini, E. E., Dinsdale, E. A., Donner, S. D., Friedlander, A. M., … & Sala, E. (2008). Baselines and degradation of coral reefs in the Northern Line Islands. PloS one, 3(2), e1548.
Yoon, I., Yoon, S., Martinez, N., Williams, R., & Dunne, J. (2005, March). Interactive 3D visualization of highly connected ecological networks on the WWW. In Proceedings of the 2005 ACM symposium on Applied computing (pp. 1207-1212).
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