Sunday, May 25, 2014

La Complejidad de los Socio-Ecosistemas I : La Revancha del Camarón Holandés

Hace unos días la Revista Ciencias publicó el artículo que estaré entregando en cuatro partes en las siguientes semanas. este artículo. El artículo habla como las teorías ecológicas pueden explicar lo que estamos viviendo como sociedad. 


Lago Wolderwijd en Holanda
Un experimento que comienza con la meta de pescar más de 400 toneladas de un lago en quince días suena ambicioso. Pero los holandeses se caracterizan por ser ambiciosos y en 1990 decidieron sacar el 75% de la biomasa de peces del lago Wolderwijd (los holandeses también se caracterizan por usar palabras impronunciables para nombrar sus lagos). 

El experimento buscaba entender las bases de la biomanipulación que es una técnica utilizada para restaurar ecosistemas. La biomanipulación consiste en modificar la estructura de la red trófica acuática con el fin de reducir las cantidades de algas que son las que hacen que el agua de un lago se vea verde y que a nadie le gustan (excepto a los asiduos visitantes a los lagos de Chapultepec que reman dentro de una sopa de chícharos sin que eso les importe). Contrario a la teoría tradicional que sugiere que lo verde de las algas sólo se podía reducir quitándoles su “alimento” (el fósforo), estos investigadores buscaron reducir a las algas aumentando a sus depredadores (el zooplancton), para ello la táctica fue quitar a los depredadores del zooplancton: los peces. 

Lago de Chapultepec
El proyecto funcionó muy bien durante la primavera de 1991, el agua estaba transparente, pocas algas y mucho zooplancton, pero para el verano el experimento ya era un desastre. El agua estaba verde y la cantidad de zooplancton era muy baja. La explicación es que había llegado el nuevo rey, un camarón nativo que también devoraba zooplancton. La cantidad de camarones había aumentado pues su depredador la perca (un pez también nativo) había sido una de las especies pescadas dentro del programa de biomanipulación. Libre de depredadores el camarón holandés podría crecer a sus anchas en este lago.


Percas que se comían a los camarones

Este resultado mostró a muchos investigadores que los sistemas ecológicos son complejos, y que no siempre aparecen las respuestas esperadas, aún cuando uno comprenda todas las variables que regulan un sistema. Pero hablar de sistemas poco predecibles no era nuevo, ya desde los sesentas Edward Lorenz en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT en ingles) había descubierto la complejidad del clima utilizado una de las computadoras más poderosas del momento. Lorenz se dio cuenta que aún cuando un modelo fuera muy completo para predecir el clima, era imposible obtener una predicción precisa, puesto que un cambio muy pequeño (menor a una milésima) en la parte inicial de una variable del modelo generaba respuestas inesperadas en el resultado final. Este modelo fue la piedra angular de lo que hoy conocemos como la teoría del caos. Desde entonces sabemos que el clima que tenemos hoy está regulado por dinámicas caóticas, que son poco predecibles pero es no significa que sean al azar. 
Camarón Holandés que vino por la revancha

De este tipo de resultados se basan las investigaciones que hoy se conocen como dinámicas no lineares. Para saber que son estas dinámicas es más fácil definir las dinámicas lineares que son aquellas en las que su resultado es directamente proporcional a las variables que la conforman; si las variables aumentan un poco, el resultado aumenta un poco. En las dinámicas no lineares, el resultado de un grupo de ecuaciones no es directamente proporcional. Así, un cambio muy pequeño en las variables de una ecuación, puede generar cambios gigantescos en la respuesta, o viceversa: un cambio muy grande en las variables explicativas puede no afectar la respuesta en lo más mínimo.  

Así, cuando se busca predecir el resultado de un fenómeno sumergido en un sistema complejo (como un ecosistema) se tiene que enfrentar a cuando menos dos fuentes de incertidumbre. Por un lado, la gran cantidad de variables que generan un sinnúmero de interacciones (algunas inesperadas como la de los camarones en el lago holandés); y por otro, el comportamiento no linear que tienen estas interacciones.

Entonces ¿que se puede hacer para comprender a los ecosistemas? Parte de la respuesta se encuentra en las siguientes publicaciones.