Migración, adaptación o extinción: opciones de las especies frente al cambio climático

Suficiente evidencia sobre la realidad del cambio climático y sus consecuencias para el hombre y la biodiversidad han sido acumuladas durante la pasada década (1). Ésta evidencia ha hecho que el cambio climático deje de ser un tema especulativo y apocalíptico de los medios de comunicación y pase a ser una realidad que ha llamado la atención de los líderes del mundo.

En una de las mas reciente reuniones, organizada por Naciones Unidas, mas de cien jefes de estado y de gobierno, así como representantes del sector privado y la sociedad civil se reunieron en la Conferencia sobre el Cambio Climático realizada antes de la 69 Asamblea General de la Naciones Unidas en la Ciudad de Nueva York. De esta reunión, uno de los pronunciamientos que mas atención mediática obtuvo, fueron las palabras del actor Leonardo DiCaprio, quien en representación de la sociedad civil les recordó a los lideres del mundo que el como actor se gana la vida fingiendo, pero que ese rol no le correspondía a los lideres (2).

Mientras este tipo de “anécdotas” y discusiones transcurren, a nivel biológico, son otro tipo de realidades las que se viven: la supervivencia de las especies en un ambiente en continuo cambio. Los efectos en el medio ambiente a nivel global producto del cambio climático están alterando los factores de selección en muchos sistemas biológicos. Las especies tiene tres opciones para hacer frente a cambios rápidos en el medio ambiente: persistir a través de la migración buscando lugares favorables para su supervivencia, adaptarse a las nuevas condiciones o extinguirse (3). En este blog se dará una mirada ha estos tres tipos de respuestas que pueden tener los organismos vivos frente al vertiginoso proceso de cambio climático.

Migración

En términos antrópicos, la primera reacción, casi instintiva, frente a cambios adversos que representen peligro es huir. Sin embargo, esto es cierto para organismos que tienen la capacidad de desplazarse y para amenazas que son instantáneas, como el fuego o inundaciones. Pero, ¿qué sucede con fenómenos que no son tan evidentes como el cambio climático? O, ¿qué pasa con especies que no tienen la capacidad motriz para desplazarse o lo hacen a diferentes velocidades? En esta sección veremos como la migración ha sido una estrategia de la biodiversidad para mitigar el impacto del cambio climático.

Como es ampliamente conocido, las fluctuaciones en el clima no son nuevas en la historia de nuestro planeta. De hecho, hace aproximadamente 25000 años, la Tierra experimentó su último periodo glaciar, durante el cual grandes extensiones del hemisferio norte sufrieron un frio extremo que obligó a muchas especies a migrar hacia la franja Ecuatorial, en busca de mejores condiciones para su supervivencia (tal como puede ser visto anecdóticamente en la serie de películas de la “era del hielo”). Después que las condiciones climáticas se restablecieron, muchas especies comenzaron a recolonizar las zonas del norte en las cuales las condiciones climáticas habían sido restablecidas. Evidencias de las tasas de migración han sido registradas por los científicos a través de registro fósil, de polen o de datos genéticos utilizando el ADN, contenido en las organelas (Mitocondria y cloroplasto) y/o del núcleo. Para el caso de las plantas, estudiando el registro de polen, ha sido posible determinar que las velocidades de migración fueron entre 100 y 200 metros por año (4).

En la actualidad, en respuesta al cambio climático, la distribución de una gran variedad de organismos terrestres ha cambiado (5). En términos altitudinales, se estima que el cambio en dirección hacia altitudes mas altas es de 11 metros por década y en términos de latitud, se estima que las especies están migrando al norte o al sur, hacia altas latitudes, a una media de 16.9 kilómetros por década (6). Estas tasas actuales de migración hacia los polos en búsqueda de condiciones más apropiadas, contrasta de manera significativa con las tasas de migración estimadas para el último periodo glaciar, situación que supone un desafío mayor para la supervivencia de las especies.

Adaptación

En casos en los que la migración no es posible o suficiente para la supervivencia de las especies, la adaptación surge como una estrategia para evitar la extinción. Generalmente, la adaptación implica el desarrollo de algunos rasgos que le permitan a las especies conservar su capacidad reproductiva y de subsistencia en el medio ambiente cambiante. Estas características pueden ser previamente desarrolladas o ser nuevas (7). En cualquiera de los dos casos, la velocidad a la cual las especies pueden adaptarse al medio ambiente depende de su diversidad genética, fuerza de selección, fecundidad y relaciones ecológicas con su entorno físico y biológico. Es por estas razones que la conservación de la diversidad genética de las especies y evitar su perdida, es un requisito esencial para asegurar su adaptación.

Predecir como las especies responden a nivel evolutivo al cambio climático requiere de la comprensión de las bases genéticas de la variación en fitness (definiendo fitness como éxito reproductivo) a nivel del individuo (8). Esto es particularmente importante en especies que tiene largos periodos de vida y tienen pocas generaciones para lograr adaptarse a rápidos cambios en el medio ambiente (7). El rápido proceso de cambio climático impone una fuerte presión de selección sobre características importantes para la supervivencia de las especies, por esta razón las fuerzas microevolutivas (tales como selección, mutación, deriva genética y migración) son un importante mecanismo para mitigar el impacto que el cambo climático tiene en los seres vivos (9).

Extinción

Para aquellas especies que no les sea posible migrar o adaptarse al cambio climático, la única opción que les queda es la extinción. A pesar del carácter definitivo de las extinciones, estas no han sido exclusividad de la actividades del hombre. Ya en el pasado han sido reportados cinco grandes evento de extinciones masivas. De hecho, la gran mayoría de las especies que han habitado el planeta están extintas.

El último y mas famoso evento de extinción masiva fue en el periodo Cretáceo, durante el cual a causa del impacto de un gran meteorito en lo que hoy es conocido como la península de Yucatán, se extinguieron los dinosaurios, dejando solo como registro de su paso por la tierra a las aves. Recientemente, durante los últimos 200 años, periodo que coincide con el desarrollo industrial, los científicos están comenzando a registrar una disminución en el numero de especies, principalmente como consecuencia de las actividades humanas tales como contaminación, destrucción del hábitat, caza e introducción de especies invasoras. A estas actividades, ahora se suma el cambio climático, que si bien es un fenómeno natural, esta siendo acelerado por causas antrópicas (11).

Se estima que con la actual tendencia de cambio climático, éste será la mayor causa de extinción de especies durante el próximo siglo (12). Esta tendencia de perdida de especies, puede convertirse en la sexta gran extinción, con un triste significado para los humanos como civilización: será la primera vez que una masiva extinción es causada por las actividades de un representante de esa biodiversidad, el hombre, los anteriores factores responsables de la perdida de diversidad habían sido geológicos (13).

En conclusión, aunque los organismos disponen de una serie de opciones para mitigar los impactos del cambio climático, tales como migrar o adaptarse, la velocidad con que se están dando los cambios en los regímenes climáticos y las complejas relaciones ecológicas que los organismos vivientes establecen, pueden llevar a una desafortunada perdida de especies.

Literatura citada

1. C. Parmesan, Ecological and evolutionary responses to recent climate change. Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst. 37, 637–669 (2006).
2. U. Nations, Climate Summit 2014 (2014).
3. S. N. Aitken, S. Yeaman, J. A. Holliday, T. Wang, S. Curtis-McLane, Adaptation, migration or extirpation: climate change outcomes for tree populations. Evol. Appl. 1, 95–111 (2008).
4. M. T. Burrows et al., Geographical limits to species-range shifts are suggested by climate velocity. Nature. 507, 492–5 (2014).
5. I. Chen, J. K. Hill, R. Ohlemüller, D. B. Roy, C. D. Thomas, Rapid Range Shifts of Species of Climate Warming. Science (80-. ). 333, 1024–1026 (2011).
6. J. Carey, Global warming: Faster than expected? Sci. Am. 307, 50–55 (2012).
7. A. a Hoffmann, C. M. Sgrò, Climate change and evolutionary adaptation. Nature. 470, 479–485 (2011).
8. C. a. Botero, F. J. Weissing, J. Wright, D. R. Rubenstein, Evolutionary tipping points in the capacity to adapt to environmental change. Proc. Natl. Acad. Sci., 201408589 (2014).
9. P. Gienapp, C. Teplitsky, J. S. Alho, J. a. Mills, J. Merilä, Climate change and evolution: Disentangling environmental and genetic responses. Mol. Ecol. 17, 167–178 (2008).
10. J. Forcada, J. I. Hoffman, Climate change selects for heterozygosity in a declining fur seal population. Nature. 511, 462–465 (2014).
11. S. R. Loarie et al., The velocity of climate change. Nature. 462, 1052–1055 (2009).
12. H. M. Pereira, J. P. W. Scharlemann, J. F. Fernandez-manjarrés, M. B. Araújo, Scenarios for Global Biodiversity. 1496 (2011), doi:10.1126/science.1196624.
13. A. D. Barnosky et al., Has the Earth ’ s sixth mass extinction already arrived ? Nature. 470, 51–57 (2011).
14. a. E. Cahill et al., How does climate change cause extinction? Proc. R. Soc. B Biol. Sci. (2012).