Especies Clave y Nodos Clave: Redes Ecológicas, Redes Sociales

El concepto deEspecies clave”: no es nuevo, como parece desprenderse de lo que dice en entrevistado en este enlace. No es que el autor desbarrare. Con toda seguridad, ha sido el redactor de la nota de prensa el que no se ha informado debidamente. Y lo digo porque se pone en boca de José Manual Montoya, tras entrevistarle a causa de un trabajo publicado en una revista de mucho prestigio, junto a Richard V. Solé. Todo esto viene a cuento de que en los post anteriores sobre redes ecológicas y sociales, hicimos uso de un esplendido material de divulgación escrito por estos autores para la  Revista Ecosistemas, y más concretamente del siguiente trabajo: La arquitectura de la naturaleza: complejidad y fragilidad en redes ecológicas”. Sin ánimo de formalizar ninguna nueva definición, podríamos decir que se trata de aquellas especies que desempeñan un rol crucial en la estructura y dinámica de un determinado ecosistema. Soy de la opinión de que la ciencia actual dista mucho de entender plenamente tales aspectos. Sabemos un poco y debemos investigar mucho más. Sinceramente, ante nuestra falta de conocimiento de los entresijos de las comunidades biológicas, yo firmaría esta otra idea de lo que es una especie clave, como se indica en el documento al que hace referencia el anterior hipervínculo.

 

 

 

El salmón como especie clave. Fuente: Karen Lewis

 

Desde hace muchos años, los ecólogos hablan de “especies clave”; hipotéticamente la desaparición de una de estas especies tendría un efecto muy grande en el resto de las especies. Una especie clave es la piedra central en un puente de piedra, la piedra que, si se quita, hace que todo el puente se caiga. En los bosques de Costa Rica, los higuerones y matapalos (especies de Ficus) son frecuentemente mencionados como especies clave. La conclusión para los conservacionistas era que debíamos asegurarnos especialmente de que no se perdieran las especies clave.

 

Sin embargo, hay otra manera de definir una especie clave, tal vez más sarcástica, pero a la vez, más correcta. Una especie clave es una especie sobre la que uno sabe lo suficiente como para reconocer el efecto que produciría quitarla de la comunidad. Es decir, cada vez que uno estudia una especie en detalle, llega a la conclusión de que si ésta especie se elimina, hay muchas otras que van a afectarse en varios parámetros de sus poblaciones y vidas. Esto es especialmente evidente si tomamos en cuenta todas las especies en el hábitat, y no solamente las que son grandes y obviamente favoritas del ser humano.

 

Recordemos que estamos analizando la configuración de las redes de interacción de los elementos de un sistema complejo. Siendo este post continuación de dos anteriores:
 

Redes Complejas: Redes Sociales y Redes Ecológicas (Los Mundos Pequeños)

Conectividad, Redes Sociales y Redes Ecológicas

 

Debo reiterar que los estudios llevados a cabo por Solé y Montoya no pierden ni un ápice de su valor a pesar de mis dudas sobre si sabemos lo suficiente para identificar todas las especies clave de un ecosistema y sus respectivos papeles. ¿Por qué? Simplemente porque aun no se ha realizado, que yo sepa, un inventario total de todas las especies de comunidad biológica alguna. De hecho, las del suelo son muy mal conocidas, existiendo problemas de muestreo y extracción, hoy por hoy insuperables.

 

Especies clave y extinciones en cadena

 

En este otro enlace se intenta tipificar a las especies clave según:

 

Entre las distintas funciones que dentro del ecosistema puede desempeñar una especie clave, podemos incluir algunas como las desempeñadas por:  

 

·       especies que son responsables de la estructura física de los hábitats de otras muchas especies (por ejemplo el carrizo Phragmites australis en humedales, cuyas formaciones sostienen a una importante comunidad de paseriformes).

·      especies con un elevado número de conexiones tróficas, como aquéllas que son presas de muchas otras especies (por ejemplo micromamíferos), grandes depredadores (por ejemplo zorro rojo Vulpes vulpes) o bien ciertas especies de parásitos y/o herbívoros que controlan las poblaciones de animales y plantas.

·          especies que juegan un papel crucial en los procesos de descomposición y reciclaje de nutrientes en el ecosistema (por ejemplo ciertas bacterias).

·       especies con un rol importante en los procesos de sucesión de los ecosistemas, por ejemplo dispersando semillas de plantas o estableciendo las primeras etapas del proceso a partir de las cuales se facilita la evolución de la comunidad vegetal (por ejemplo líquenes incrustantes sobre las rocas y suelo o plantas pioneras que crecen sobre terrenos afectados por el fuego).

 

Montoya y Solé hacen especial énfasis en las especies de una comunidad que interaccionan con un elevado número de otras, es decir que presentan una elevada conectividad. Se ha mostrado que, efectivamente, al menos muchas de ellas son imprescindibles para la supervivencia del ecosistema. Ahora bien, ni todas son igual de relevantes, desconocemos muchas, etc., etc.

 

 

 

La fragmentación del hábitat es un proceso que genera numerosas

extinciones de especies. Fuente: laboratorio de primatología UNAM México

 

En los dos post previos sobre el tema vimos como la estructura de las redes sociales de Internet y las ecológicas se encuentran sujetas al mismo tipo de configuración (los mundos pequeños), la cual les confiera las propiedades que en su momento describimos. La inquietante pregunta a la que me ha llevado todo este hilo argumental sería de la siguiente guisa: ¿A qué podríamos denominar nodos clave en el ciberespacio? Tras leer varios documentos se hace mención a motores de búsqueda u otros elementos de la Web que me resulta difícil de aceptar, por cuanto son de naturaleza distinta a los Portales, páginas Web, Foros de Discusión, blogs, etc., hiperconectados.  Sinceramente, no tengo respuesta a tal interrogante en este momento. Pero una vez más, retornemos al trabajo enlazado de Montoya y Solé, en la que se nos instruye sobre el papel de las especies clave en la pérdida de biodiversidad en general, así como al de las extinciones en masa, en particular: 

 

 

Especies clave y extinciones en cadena

 

La sexta extinción

Algunas de las perturbaciones de origen antrópico más extendidas y con mayores efectos sobre la pérdida de biodiversidad afectan principalmente a las especies más conectadas de un ecosistema. El proceso de destrucción y fragmentación de hábitats proporciona uno de los casos más evidentes. Se ha observado que este proceso es especialmente perjudicial para grandes herbívoros y depredadores con una dieta basada en un gran número de presas (ver el ejemplo de la desaparición de los jaguares y pumas debido a la fragmentación del bosque tropical con el que comienza esta revisión). La gran mayoría de las especies cazadas intensivamente por el hombre a lo largo del Pleistoceno eran especies muy conectadas, cuya extinción dio lugar a cambios en la  estructura de los ecosistemas y a un gran número de extinciones secundarias (Owen-Smith 1987). Otro tipo de perturbación, con efectos menos claros sobre las especies más conectadas, pero con algunos ejemplos bien documentados, es la invasión de especies exóticas. En algunos casos, también puede afectar principalmente a aquellas especies muy conectadas dentro de un ecosistema (Drake et al 1989). La protección de las especies más conectadas, a través de una minimización de las perturbaciones que las afectan, sería una garantía para la persistencia de los ecosistemas de los que forman parte.

 

 

 

Cuerva de Willis  Acceso de Internet en diferentes países

 otro rasgo típico de los sistemas complejos. Fuente: BBC News

 

 

Muchas de las especies consideradas con mayor riesgo de extinción son especies clave desde el punto de vista trófico en distintos sistemas ecológicos. Las especies no interaccionan al azar dentro de los ecosistemas, sino que lo hacen según cierta arquitectura compleja resultante de la sucesión ecológica (con propiedades de pequeñosmundos y distribuciones de tipo potencial de las conexiones entre especies). Esta  arquitectura es compartida por otros sistemas biológicos (incluidos los sociales) y el hombre parece haberla imitado (¿conscientemente?) en el diseño de múltiples sistemas tecnológicos. Esta estructura otorga una gran homeostasis a los ecosistemas ante perturbaciones azarosas, previsibles, que pueden provocar la desaparición al azar de algunas especies. Debido a esta arquitectura, perturbaciones al azar provocarán mayoritariamente la pérdida de especies poco conectadas, lo que tendrá, en general, poco impacto sobre el ecosistema. Parece ser que a lo largo de la evolución esto es lo que ha ocurrido principalmente: la extinción de especies ha tenido un componente aleatorio muy grande, como muestran los patrones de extinción deducidos a partir de registros fósiles, no favoreciendo o perjudicando a especies o grupos de especies concretos (Raup 1991, Solé y Goodwin 2001). Pero también ha habido cinco extinciones masivas, donde la pérdida de biodiversidad de familias y géneros fue enorme (Solé y Newman 2001 (…)). El origen de estas extinciones en masa puede ser algún agente extraordinario, como la caída de un gran meteorito o una intensa actividad volcánica, pero en algunos casos no es necesario acudir a estos eventos externos catastróficos para explicar la existencia de una gran extinción. Una pequeña perturbación pudo afectar mayoritariamente a las especies clave (las más conectadas, por ejemplo), desencadenando toda una serie de cascadas de extinción a través de la red de interacciones de los ecosistemas, dando como resultado las elevadas tasas de extinción inferidas del registro fósil (Solé et al 1997).

 

Cada vez más estudios apuntan a que la biosfera se encuentra inmersa en una nueva gran extinción (Leakey y Lewin 1997). En este caso, la causa es claramente interna: perturbaciones de origen antrópico esencialmente imprevisibles para los ecosistemas que las sufren, muchas de ellas afectando a especies clave. Las estimaciones actuales de las tasas de extinción, incluso aquellas que son más optimistas, dan fe de la magnitud devastadora de este proceso. Todas estas estimaciones están basadas en las relaciones estadísticas especies-área combinadas con estimas de las reducciones previsibles que experimentarán los hábitats del planeta (May et al. 1995). Una reciente compilación de varios estudios de campo revela que en redes tróficas de diferente naturaleza están ocurriendo cascadas de extinción. La reducción del tamaño poblacional de una especie, o su extinción, desencadena variaciones en los tamaños poblacionales de otras especies dentro de la red trófica que, en muchos casos, también conducen a su extinción, y así sucesivamente con más y más extinciones secundarias. La maquinaria de este efecto dominó frecuentemente está accionada por alteraciones de origen humano (Pace et al. 1999) (…).

 

Hasta aquí todo perfecto. Sin embargo, también considero que falta algo. Los ecólogos tienden a soslayar los procesos y estructuras abióticas. Ya os mostré en otro post el riesgo de extinción de las turberas y humedales de la alta montaña mediterránea, aun soslayando la acción del hombre y la del cambio climático. Tales comunidades crecen sobre “paleoformas heredadas” del pasado. Más concretamente me refiero a los nichos glaciares generados durante las glaciaciones cuaternarias. La erosión natural (soslayemos también la antrópica) tiende a destruir tales estructuras y reemplazarlas por otras que no resultan ser hábitats favorables para la supervivencia de este tipo de comunidades. En este ejemplo, como en otros muchos, el hábitat físico (sin la intervención de la biota) desempeña una rol de vital importancia. Al perderse este se pierde también la diversidad que alberga. ¿Y que pensar de los suelos como estructuras físicas?, es decir soslayando las especies claves que habitan en él. Podría incluiros numerosos ejemplos, pero lo dejaremos para otro día.

 

 

 

Los ajustes de las redes sociales y ecológicas a curvas

potenciales solo suelen generarse entre determinadas

escalas u órdenes de magnitud.

Fuente: Power Law Distributions in Real and Virtual Worlds

 

 ¿Podríamos pues hablar también de hábitats clave? Sinceramente creo que sí. Podemos llevar este paralelismo al mundo de las redes sociales? Tal vez. No estoy seguro. Si alguien me puede arrojar algo de luz se lo agradecería. Reitero que los estudios sobre la topología de redes ecológicas, metabólicas, sociales y tecnológicas han mostrado sorprendentes semejanzas entre ellas. Se trata de patrones característicos de los sistemas complejos, es decir los que se encuentran a medio camino entre el caos y el orden absolutos.

 

Recordemos antes de finalizar por hoy terminar que el efecto dominó, y la magnitud frecuencia de las extinciones también puede percibirse apelando a otra rama de las ciencias de la complejidad, como ya describimos en otro post. Hablamos de la criticalidad autoorganizada. 

 

 Más información sobre estos temas en nuestra Categoría: “Diversidad, Complejidad y Fractales”.

 

Juan José Ibáñez

 

Continuará……..

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Comentarios

buenos días, soy ingeniero forestal trabajo con el ministerio de ambiente vivienda y desarroollo territorial en colombia, actualmente estoy en el área de seguimiento y evaluación de los proyectos carboniferos en el departamento del cesar, donde se presente el ecosistema de bosque seco tropical y quisiera conocer si conoce estudios relacionados con especies claves en estos ecosistemas que como sabemos, ya quedan muy pocos en el mundo, actualmente me he inscrito a una maestría en medio ambiente y desarrollo en la Universidad Nacional de Colombia y veo la opción de profundizar en el tema.

JF

Se conocen de algunos, pero de la mayoría no. Desconozco los de los ecosistemas que me comentas. Un unos días pondré algunos ejemplos concretos en otro post. Saludos.

Juanjo Ibáñez

[...] (de modo abruto o gradual, de forma más o menos drástica, etc.). Cierto es que al eliminar las especies clave estos pueden colapsar, lo mismo que ocurriría en otros sistemas complejos, como pudiera ser [...]

hay ejemplos claros sobre especies claves que se extinguieron y su efectos en el ecosistema y donde pudo encontrar esos artículos

[...] profundos. De este modo los reiterados mamuts parecían ser lo que los ecólogos denominan especies clave. Tim Flannery nos informa de otros dos rasgos que pudieran ser más interesante de lo que pudiera [...]

muy bueno e interesante a la ves me ayudo mucho con el trabajo de biologia para una dicertacion

(requerido)

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