Los cambios climáticos evocan un viaje vertiginoso que parece presentar a algunas criaturas oportunidades para prosperar. Los científicos que escriben escenarios sobrealimentados advierten que la diferencia entre la adaptación estacional y la adaptación a largo plazo es grande y difícil de predecir.
Los biólogos de la Universidad Estatal de Michigan han estudiado los caballitos del diablo, moscas parecidas a libélulas que abundan como depredadores y presas en los humedales, para comprender qué sucede a lo largo de su ciclo de vida, desde la ninfa hasta el insecto alado, junto con lo que comen a medida que los veranos se vuelven más cálidos y por más tiempo.
Su trabajo en las Actas de la Royal Society B de esta semana tiene un giro: combina temporadas de trabajo de observación y experimental en el campo y en el laboratorio con aportes de un ecólogo teórico, matemático a través de la capacitación con enormes existencias de modelos.
Los resultados: una mirada más realista a lo que un verano caluroso puede traer a un estanque cercano, y un nuevo respeto por la velocidad vertiginosa que trae el calentamiento global.
«Estamos viendo que el ritmo del cambio climático es mucho más rápido de lo que experimentaron los organismos en su experiencia evolutiva», dijo la coautora Phoebe Zarnitsky, profesora asociada de biología integradora.
IP de Laboratorio de Medio Ambiente Espacial y Comunitario (SpaCE) el director, ibeeMETRO. «Este ritmo acelerado va a ser un problema mayor con el aumento de eventos extremos como las olas de calor».
El trabajo en «Respuestas de la historia de vida a la temperatura y la estacionalidad que median la dinámica de los recursos externos y del consumidor bajo el calentamiento global» encontró que incorporar el nivel correcto de datos de experimentos de campo, específicamente los efectos de los cambios de temperatura estacionales en los ciclos de vida del consumidor, crea un modelo más sólido. para simular depredador y presa. El trabajo difiere de los resultados de modelos similares con menos realismo biológico que predijeron que las tendencias de calentamiento matarían a los depredadores. Ven que las moscas de Michigan sobreviven a un clima cálido al cambiar a un ciclo de vida similar al de sus parientes del sur, pasando por dos ciclos de vida en una temporada en lugar de uno.
El trabajo evolucionó a partir del trabajo de la primera autora Laura Twardochleb como estudiante de doctorado en el laboratorio de Zarnitsky. Pasó un tiempo observando el ciclo de vida de los caballitos del diablo durante un año en Michigan. Emergen como adultos de los estanques en primavera. Se aparean y reproducen, y los juveniles crecen durante un año en el estanque comiendo zooplancton. Dijo que son buenos materiales de estudio porque prosperan tanto en el exterior como en el laboratorio.
Twardochleb, ahora con la Junta de Control de Recursos Hídricos de California, formó parte del Programa de Ecología, Evolución y Comportamiento de MSU y, como parte de eso, tomó una clase de Chris Klausmaier, profesor de biología vegetal y biología integradora en MSU.
Ella razonó que los primeros modelos que predecían cómo las temperaturas climáticas afectarían a los depredadores ectotérmicos eran mucho más simples que la naturaleza que estaba observando. Por un lado, los modelos no permitían un cambio de estaciones en el Norte. Los modelos tampoco estaban rastreando el tamaño del depredador, la tasa de crecimiento y los cambios en su ciclo de vida con el calentamiento global.
Mientras tanto, Klausmeyer, un ecologista teórico, era consciente de la salsa especial que aporta el empirista al crear modelos matemáticos que hacen suposiciones sobre cómo se comportan, crecen, nacen y mueren los organismos.
«Puedo hacer cualquier modelo que quiera sin estar limitado por la realidad», dijo Klausmaier. «Pero eso es un poco peligroso porque, por supuesto, quieres algo que tenga algo que ver con el mundo real. Cuando te unes a un experimentador, puedes aportar no solo resultados y coeficientes experimentales, sino también una historia natural profunda y conocimiento al sistema para variables clave y limitaciones”.
El trabajo, que tiene en cuenta un clima más cálido pero estacional, muestra cómo los caballitos del diablo pueden crecer y reproducirse más rápidamente. Al crear un modelo que solo permitiría a hipotéticos caballitos del diablo vivir un ciclo de vida de un año en un mundo más cálido, se quemaron y murieron. La extinción estaba en el horizonte.
Pero permitir a los insectos la opción de traer dos generaciones en una temporada y florecer era una posibilidad. Muchas modelos dijeron [predators] dijo Twardoukhleb. «Eso es lo emocionante, que podemos hacer que los modelos sean más realistas».
Twardochleb dijo que el trabajo es una buena base para comprender cómo otras especies podrían responder a un mundo más cálido, en particular especies como los mosquitos que causan molestias y posiblemente transmiten enfermedades.
Zarnitsk agregó que el desafío en curso irá más allá de la idea de que diferentes especies se adaptarán a un nuevo mundo. El cambio climático está superando este tipo de evolución de una manera sin precedentes. Los extremos climáticos (olas de calor, sequías, inundaciones) son todas variables.
«Este es nuestro siguiente paso», dijo Zarnitsky. «La imprevisibilidad es difícil».
El trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias, la NASA, el Departamento de Pesca y Vida Silvestre y el Programa de Políticas y Ciencias Ambientales de la MSU, la Estación Biológica Kellogg y la Sociedad de Ciencias del Agua Dulce.
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