Biodiversidad, Edafodiversidad, Tiempo, Conjetura Ergódica y Sistemas Complejos

Edafodiversidad y Biodiversidad 17: Relaciones especies-tiempo o SPITS y la Hipótesis de la Evolución Divergente

De nuevo Preston, en 1960, a partir de evidencias empíricas, propuso que, en realidad, las variables tiempo y espacio eran intercambiables. Por lo tanto el número de especies recolectados al incrementar el área muestreada o el tiempo de duración de un muestreo (de hecho una monitorización) deberían dar lugar al mismo tipo de curvas o modelos de distribución (leyes potenciales). Por esta razón, diversos ecólogos hablan de curvas especies-tiempo o SPITS, mientras que la posibilidad de intercambiar tiempo y espacio recibe la denominación de conjetura ergódica (tal como hizo Rosenzweig en su monografía Species and Diversity in Space and Time  de 1998).

Existen muchos menos estudios y evidencias sobre este aspecto por lo que la conjetura ergódica y las SPITs permanecen como meras hipótesis. Rosenzweig en varios trabajos que van de 1995 a 1999, acumula evidencias, pero en la mayoría de los casos trabaja con datos del registro fósil y este hecho acarrea numerosas dificultades que no son posibles detallar aquí.

Décadas antes de que se publicara el índice de Shannon, el conocido matemático Volterra, exactamente en 1937, propuso un algoritmo, similar a la expresión de Shannon, con la excepción de que integra el valor de la diversidad para un periodo de tiempo determinado. Así, por ejemplo, el intervalo temporal podría ser un ciclo anual. Si esto fuera así, la ecuación nos daría el valor de la diversidad de especies, no de un inventario realizado en un espacio concreto y en un momento determinado, sino a lo largo de todo el ciclo anual, con independencia de que las especies estén presentes o no sincrónicamente (p. ej. plantas vasculares anuales que germinan, crecen y mueren en distintas estaciones, o especies de aves migratorias que anidan en una misma región pero que no cohabitan al mismo tiempo). Si se considerara el tiempo transcurrido a lo largo de una sucesión ecológica determinada, la ecuación de Volterra nos informaría sobre el conjunto de la diversidad que acaecería a lo largo de toda la sucesión (algo semejante, por ejemplo, al número de especies de plantas vasculares que incluye una serie de vegetación, según el método sinfitosociológico). Para periodos de tiempos geológicos, esta fórmula aportaría información acerca del crecimiento o decrecimiento de la biodiversidad en el devenir evolutivo. Obviamente, existen otros intervalos temporales que aportarían información sobre procesos biológicos distintos a los aquí comentados.

Como hemos mentado, ésta expresión es muy similar a la propuesta por Shannon, con la excepción de que integra el valor de la diversidad para un periodo de tiempo determinado.

Pero si en lugar de integrar en el tiempo, integráramos en el espacio, este algoritmo ofrecería información sobre la variación de la diversidad en el espacio. Se trata de una línea de investigación que no ha sido abordada con anterioridad, según la información que disponemos. Quizás esta perspectiva pudiera ser fructífera si llega a ser posible encontrar una vía de aproximación mediante técnicas probabilísticas, para el análisis de la variabilidad espacial (p. ej. la geoestadística o las cadenas de Markov).

¿Qué podemos decir en el caso de la edafodiversidad,  En el ámbito de la edafología podemos hacer uso de las denominadas cronosecuencias. Estas hacen referencia a lo que acaecería en un espacio geográfico determinado si todos los factores formadores del suelo permanecieran invariantes, con la salvedad del tiempo. Este es el caso, por ejemplo, de numerosos sistemas de terrazas fluviales y marinas. Saldaña e Ibáñez (2004) (otra vez el plasta del administrador) analiza la edafodiversidad de una cronosecuencia de terrazas fluviales en el río Henares. Un sistema como este está, estrechamente vinculado en términos edafológicos, con la mencionada hipótesis ergódica, por cuanto también espacio y tiempo se consideran en muchos aspectos intercambiables. Pudimos mostrar como las SPARS daban lugar a curvas potenciales, indicando una relación edafotaxa-área conforme a la teoría ecológica y al propio fraccionamiento de nicho.  Del mismo modo, los ensamblajes de edafotaxa en cada terraza eran conformes con los patrones de distribución de abundancia ecológicos, es decir se ajustaban a una distribución lognormal. Sin embargo, nos vemos obligados a mentar de nuevo que los suelos no son organismos vivos s.s., con la excepción de los defensores de la hipótesis fuerte del suelo como biomanto, hecho que ya vimos en una contribución precedente. En consecuencia los mecanismos biológicos propuestos para SPARs y SPITs quedan puestos en entre dicho. Por su parte Phillips, en diversos trabajos recientes que comienzan en el año 2001 (entre ellos, también hace uso de  cronosecuencias de terrazas) detecta también ajustes a una ley potencial. Sin embargo, los trabajos de Phillips y Saldaña e Ibáñez se realizaron a escalas de bastante detalle. En los Gráficos 17 y 18  de la galería de edafodiversidad se muestran algunos de los resultados obtenidos por Saldaña e Ibáñez en las terrazas del Henares.

En estos momentos, una vez más este impresentable administrador, en colaboración con Antonio Rodríguez, de la Universidad de la Laguna y William Effland de la USDA en Washington, a dado un paso más al estudiar la edafodiversidad del Archipiélago hawaiano. Sinceramente, personalmente, no esperaba estos resultados. Con independencia de su área, las islas de Hawai muestran ser una cronosecuencia, encontrando que la edafodiversidad (y los suelos más maduros o desarrollados) incrementa con la edad de la isla analizada, ajustándose a una ley de escala o potencial. Estos resultados serán presentados por primera vez en el Congreso Mundial de Suelos de Filadelfia (Junio 2006), proponiendo por primera vez una Teoría de la Edafogeografía Insular equivalente a su homónima de la Biogeografía insular. 

SPARs, SPITs, Edafogénesis Divergente y Sistemas Complejos

Todos los resultados obtenidos hasta el momento muestran como la edafosfera, entendida como ensamblaje de edafotaxa, se comportan como la biosfera (en términos de asociación de especies), siendo ambos, al parecer productos de una dinámica no lineal típica de los sistemas complejos. La conjetura ergódica se corrobora también, en el mundo abiótico. Finalmente, el incremento del área de un segmento de espacio edafosférico, parece estar sujeto a las mismas leyes que los ecólogos han dictado para la fragmentación con el tiempo de los nichos ecológicos. Parece ser que el mundo inorgánico está mucho más «vivo» (en términos metafóricos) de lo que se había pensado hasta el momento

Juanjo Ibáñez más feliz que las castañuelas con su nuevo juguete.