El cambio climático y la biología funcional de los organismos. Francisco Bozinovic
concepto presentado en el libro, es el de “paisaje térmico” que sirve para definir las condiciones de vida de una especie (o especies relacionadas) en relación con la variabilidad térmica en el espacio y no solo al promedio. El parámetro de variabilidad debe ser capaz de incluir eventos extremos y representar la distribución de la variable física.
Entre las complejidades del problema está la interacción entre factores climáticos y otras condiciones para producir efectos devastadores, como los mega-incendios del 2017 en Chile central (y también en otros países), donde el clima se conjugó con otros factores antropogénicos: por un lado, la enorme extensión de las plantaciones forestales que utilizan especies con alto potencial inflamable (pinos y eucaliptos), que han llegado a cubrir más de 3 millones de hectáreas en Chile, con una cobertura continua y homogénea en muchos lugares; y por otro, la gran amplitud y crecimiento de los márgenes periurbanos, donde las actividades humanas colindan con ambientes rurales semiabiertos, y donde las condiciones propician la ignición deliberada o accidental de vegetación y materiales de desecho.
Muchas de las investigaciones en curso, o por iniciarse, requerirán un monitoreo periódico e indefinido de las posibles causas y consecuencias ambientales. Este tipo de datos científicos de línea de base, son esenciales, por ejemplo, en relación con enfermedades emergentes que han surgido como respuesta ambiental a las tendencias climáticas y fluctuaciones de las poblaciones de organismos, en este caso vectores de enfermedades o plagas. Esto porque muchas enfermedades emergentes, que no están presentes hoy en Chile, pueden impactar en el futuro cercano. Estas mediciones son también relevantes para reconocer explosiones poblacionales de herbívoros y patógenos que pueden ser más frecuentes en un planeta donde la temperatura media es más alta.
Algunos de los temas pendientes sugeridos en el texto para investigar en el futuro, son la definición (o ¿re-definición?) de los llamados óptimos climáticos con referencias a distintas fases del ciclo vital de los organismos; el papel del clima en la regulación de las enfermedades emergentes; el traspaso de enfermedades de reservorios domésticos a especies silvestres y su impacto en la biodiversidad,; analizar la vulnerabilidad frente al clima de distintas fases de la vida de los organismos, o de fases críticas del ciclo vital (e.g., en especies microbianas fijadoras de nitrógeno), entre otros.
Parte de la discusión en años recientes se refiere a en qué medida el proceso de calentamiento del clima (regional y global) tiene como causa la actividad humana. La evidencia directa e indirecta, reunida por muchos investigadores, ecólogos y antropólogos, apuntan a un papel protagónico del ser humano, a través de diversos procesos, lo que ha llevado a bautizar este período de la historia como el Antropoceno. Aunque este problema no es central al texto que revisamos, es un antecedente clave para considerar en el análisis de las soluciones. Es urgente nuestra reflexión colectiva sobre este punto, y en este libro se aporta información relevante recogida por científicos chilenos sobre organismos y sistemas naturales locales.
Juan J. Armesto, 2019
LA BIOLOGÍA FUNCIONAL DEL CAMBIO CLIMÁTICO
Francisco Bozinovic
Center of Applied Ecology and Sustainability (CAPES), Departamento de Ecología, Facultad de Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile.
El clima y el cambio climático; su variabilidad y los eventos extremos
Se define cambio climático como un cambio en las propiedades estadísticas —principalmente su media y varianza— del sistema climático durante períodos largos de tiempo e independientemente de la causa. Las fluctuaciones en períodos más cortos que unas pocas décadas, como por ejemplo el fenómeno de El Niño, no representan el cambio climático. El término cambio climático, también conocido como calentamiento global, se usa para referirse específicamente al cambio climático por causas antropogénicas, es decir, causado por la actividad humana, lo que lo diferencia de los cambios climáticos que son producto de procesos geológicos naturales, —no antrópicos del planeta Tierra.
El cambio climático es una de las mayores amenazas para la biodiversidad y el bienestar humano. De hecho, varios investigadores han sugerido que el impacto actual de las actividades humanas nos está llevando a una nueva extinción masiva, comparable con las grandes extinciónes del Cretácico y del final del Pérmico, que condujeron a la desaparición de los dinosaurios y del 70 % de las especies terrestres, respectivamente.
El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas (IPCC) indica que uno de los efectos más importantes del rápido cambio climático es el aumento en la temperatura media del planeta (calentamiento global), y su variabilidad. Este fenómeno se asocia al aumento de la concentración de gases de efecto invernadero como dióxido de carbono, metano, fluorocarbonos y otros, a partir de la revolución industrial. Desde principios de 1800 la temperatura media ha subido 0,8 °C. Se ha predicho que el límite máximo para evitar consecuencias adversas es de 2 °C; desafortunadamente si todo sigue igual, se estima que este umbral se alcanzará en el 2050.
Los efectos del cambio climático a escala mundial están presentando nuevos desafíos no solo en los diferentes sectores de la sociedad, sino también en la formulación de políticas públicas. Esos efectos, que son diversos, afectan en última instancia nuestra capacidad de proporcionar seguridad alimentaria, de agua, de salud humana y ecosistémica, en definitiva, de cimentar una infraestructura sustentable. Así, los ecosistemas naturales y urbanos están expuestos a condiciones ambientales que varían con el tiempo debido a razones naturales o de carácter antrópico. El hecho de comprender cómo las poblaciones humanas y no humanas responden y son afectadas (o no) por estas fluctuaciones, es de gran importancia tanto para los sistemas naturales y los servicios que proveen, como para los agroecosistemas y los sistemas sociales.
En gran parte del planeta, el cambio climático incluye e incluirá aumentos en las variables meteorológicas medias (e.g. temperatura, precipitación, radiación solar y viento), pero también aumento en la variabilidad o fluctuaciones de las mismas. De hecho, resulta cada vez más claro por parte de los climatólogos que el clima futuro se caracterizará en muchas regiones del planeta por el aumento en la frecuencia de fenómenos climáticos extremos o “eventos extremos” como olas de calor, sequías severas y prolongadas, huracanes, lluvias torrenciales e inundaciones, entre otras. Los eventos extremos son fenómenos muy variados que se caracterizan por su intensidad e impacto. Las asociaciones entre eventos extremos y el calentamiento global se confirman científicamente cada día y, además, como era de esperar, las predicciones de sus impactos negativos sobre la vida tienden a ser importantes. Si en la revolución industrial se detectó un moderado aumento en temperaturas medias a nivel global, los eventos extremos comenzaron ya a dispararse, llegando a cuadruplicarse muchos de ellos. De no alcanzarse un acuerdo global vinculante, los científicos advierten que los eventos extremos aumentarán exponencialmente. Se ha demostrado que un pequeño aumento en temperaturas promedio produce un aumento de la incidencia de eventos extremos. Por ejemplo, la temperatura media diaria en las latitudes ecuatoriales ha aumentado aproximadamente solo 0,4 °C entre los años 1961 y 2010, pero este cambio relativamente pequeño ha incrementado la incidencia de las olas de calor en casi 80 %. Vivimos en hábitats cada vez más afectados por actividades antropogénicas que alteran el clima global (entre otros factores) y, como consecuencia, perturban las especies y ecosistemas nativos; las interacciones ecológicas tanto en especies nativas como invasoras; gatillan la aparición de nuevas enfermedades; se afectan los cultivos; se impacta la salud pública y, en general, los sistemas sociales y económicos.
El rol de la biología funcional en un planeta que se calienta
Se define a la biología funcional como la fisiología comparativa de plantas y animales, es decir, a la comparación de la manera en que funcionan los diferentes tipos de organismos en su ambiente físico, químico y biológico. Muchos de los mecanismos que utilizan los organismos en su mantención, supervivencia y reproducción se conservan en todas las especies. Esto permite revelar y explicar principios biológicos fundamentales, a la luz de diferentes condiciones ambientales pasadas, actuales y futuras.
En este contexto