Saturday, March 2, 2013

Transiciones Críticas en los Ecosistemas


Portada de la revista Ciencias Febrero
El número más reciente de la revista "CIENCIAS" de la Facultad de Ciencias de la UNAM  analiza el suministro del agua en la Ciudad de México. Publica sobre la recuperación del Río la Piedad. de Delfin Montaña y Natalia Gálvez; un artículo de Jorge Legorreta (cómo lo extrañamos ahora) sobre los ríos de la ciudad; y otros artículos de colegas como Javier Carmona que hablan de la diversidad en ecosistemas fluviales y sobre el manejo de agua de lluvia para la ciudad de México. Ojalá y la puedan conseguir porque vale muchísimo la pena. En este número también hay un artículo mío. Aquí está la primera parte, en unos días publicaré la segunda parte. 



Hace unos tres meses el gobernador de California Jerry Brown le habló por teléfono al Dr. Antony Barnosky biólogo que trabaja en la Universidad de California en Berkeley. Según la secretaria del gobernador, la plática iba a durar 15 minutos pero se alargó dos horas, terminando con el compromiso de generar reuniones para discutir las políticas del Cambio Climático. El interés del gobernador por platicar con el Dr. Barnosky surgió a raíz de una publicación en la revista Nature en junio de este año titulada “Approaching a State Shift in Earth´s Biosphere “ donde 21 científicos de diferentes campos de la ciencia sugieren que la humanidad se está acercando a un cambio radical en las dinámicas de la biósfera y que eso va a modificar múltiples relaciones ecológicas, sociales y económicas.

El artículo indica que en ecología desde hace más de 20 años se ha discutido que la naturaleza nunca está en Equilibrio sino en Estados Dinámicos de Estabilidad. Esto suena más complicado de lo que es. La naturaleza en Equilibrio (como popularmente le decimos) sugiere que la naturaleza es una balanza con múltiples pesos y contrapesos. 

Naturaleza en Equilibrio

Si se deforesta un bosque se dice que estamos “desequilibrando a la naturaleza” pues le quita peso a una de las partes de la balanza y pierde su equilibrio. Pero esto refleja una naturaleza estática pues lo único que se mueve en la balanza es sólo su aguja indicadora. Además sugiere que la naturaleza y el humano son dos entidades aisladas entre sí.
Naturaleza y ciudad aislados entre sí, unidos únicamente por su contrapeso

Por su parte, el Estado Dinámico de Estabilidad sugiere que la naturaleza se puede representar como el movimiento de una canica que habita en un mar de platos soperos. Las dinámicas que se generan dentro de la naturaleza están constantemente moviendo  la canica, pero siempre regresa al centro de un plato sopero pues es la parte más baja. Loa influencia de los humanos no es otra cosa que estar empujando la canica. Si un humano tala un árbol, está moviendo la canica, si tala muchos árboles de una ladera, la fuerza con la que se empuja la canica es mucho mayor. Pero el movimiento de la canica también depende de la forma del plato. Así que mover mucho la canica no sólo implica deforestaciones masivas, también efecto acumulado de pequeñas deforestaciones; o talar pocos organismos que son de una especie clave para el funcionamiento del ecosistema.

Transición crítica ejemplificada por Marten Scheffer en la revista Nature 2001 
Cuando la canica no alcanza a salir del plato, el ecosistema sigue funcionando igual y tarde o temprano volverá a al fondo del plato. El problema es cuando la fuerza con la que se empujó la canica es tan grande que hace que brinque de un plato sopero al otro.

Este brinco es lo que se le llama una Transición Crítica puesto que brinca el umbral que es la parte alta del plato sopero. El nuevo plato que ahora hospeda a la canica puede ser muy diferente al anterior, por ejemplo, puede ser más hondo o con las paredes más verticales. Esto genera nuevas reglas que hacen que el ecosistema funcione de manera muy diferente a como funcionaba antes. La canica es la misma pero las reglas no. 

Hay ejemplos de que la teoría del Estado Dinámico de Estabilidad funciona. Uno de los primeros modelos de transiciones críticas en lagos lo generó el Dr. Marten Scheffer de la Universidad de Wageningen en Holanda, tratando de comprender el fenómeno que sufren varios países europeos y norte de América los lagos transparentes sufren una transición crítica y pasan a ser turbios al ser constantemente perturbados con contaminación. 

El referente de los capitalinos es el lago de Chapultepec un charco artificial completamente turbio que siempre ha sido así. Por lo que nos costaría trabajo imaginarnos este cambio. Pero saliéndonos de la capital estamos viendo este fenómeno en Chiapas, en los Lagos de Montebello, en donde claramente se pueden ver lagos turbios que antes eran transparentes. Existen ejemplos en otros ecosistemas como los bosques, donde la variable es la retención del suelo. Esto quiere decir que esta teoría funciona muy bien en escalas de lagos, bosques. 
Comparación de lagunas de Montebello en Chiapas donde algunas están turbias desde hace 10 años
El artículo del Dr. Barnsoky da ejemplos de transiciones críticas en toda la la biósfera, como la última transición interglaciar, o las 5 extinciones en masa (la última es la famosa por los dinosaurios). El efecto de los humanos cada día es mayor. La cantidad de personas en este planeta es muy grande y la tasa de crecimiento aumenta a velocidades estrepitosas. El área dentro del globo terráqueo que no está siendo afectada por los humanos es prácticamente nula. Con esta información y a partir observaciones sociambientales y modelos matemáticos, el Dr. Barnosky y sus colaboradores sugieren que los humanos estamos modificando la biósfera y por lo tanto empujando muy fuertemente la canica que representa la dinámica de todo el planeta. Se está empujando tan fuerte que la estamos sacando de su plato. Los resultados pueden ser muy inesperados.  

Transición crítica a propuesta por Barnosky en la revista Nature 
La escala es muy importante para poner en perspectiva estas transiciones críticas. El cambio de una transición crítica de un lago se da en días, pero a escala de la biósfera las transiciones críticas pueden llevar cientos de años. Para una canica que ha estado cientos de miles de años en un plato, una “transición crítica” puede durar décadas o cientos de años, que comparado con los millones de años se ve muy rápido pero en la vida de un humano esto es lento. Así que olvidémonos de que van a pasar cosas como las que sucedieron en la película de El día de después de mañana. En donde en menos de una semana todo Estados Unidos se vuelve un círculo polar ártico con manadas de lobos que depredan humanos en pleno Manhattan. Es por esto, que los escépticos del Cambio Climático argumentan que no se ha visto cambios dramáticos. Sin embargo, los cambios de la biósfera si lo podrían a ver nuestros hijos. 

La explicación de cómo estas transiciones críticas nos afectan a los capitalinos será publicada en la próxima semana en el blog. 

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