Ecología tropical

La ecología tropical es el estudio de las relaciones entre los componentes bióticos y abióticos de los trópicos, o el área de la Tierra que se encuentra entre el Trópico de Cáncer y el Trópico de Capricornio (23,4378° N y 23,4378° S, respectivamente). El clima tropical experimenta un clima cálido y húmedo y lluvias durante todo el año. Si bien muchos podrían asociar la región únicamente con las selvas tropicales, los trópicos albergan una amplia variedad de ecosistemas que cuentan con una gran riqueza de biodiversidad, desde especies animales exóticas hasta flora rara vez encontrada. La ecología tropical comenzó con el trabajo de los primeros naturalistas ingleses y eventualmente vio el establecimiento de estaciones de investigación en todo el trópico dedicadas a explorar y documentar estos paisajes exóticos. El floreciente estudio ecológico de los trópicos ha llevado a un aumento de la educación para la conservación y los programas dedicados al clima. La ecología tropical proporciona una gran cantidad de recursos naturales a los humanos, esto incluye la contribución al ciclo del carbono, con la capacidad de almacenar el 50% de las emisiones de carbono, así como la renovación del 40% del oxígeno global. ^[1] Sin embargo, a pesar de los servicios naturales que brinda la ecología tropical, la deforestación es una amenaza para las selvas tropicales. Cualquier planta de interés puede ser explotada con fines comerciales y la extracción de estas especies vegetales específicas puede realizarse a un ritmo rápido sin tiempo para una regeneración saludable. ^[2] La mayor parte de la biodiversidad vegetal mundial se encuentra en áreas tropicales, sin embargo, los estudios en esta área están cubiertos principalmente por científicos de países del Norte. ^[3] Se fomenta en gran medida la inclusión de científicos de países donde hay selva tropical porque amplía el conocimiento y la investigación globales que hacen avanzar las contribuciones científicas, beneficiando a la ecología tropical. ^[3]

Las raíces de la ecología tropical se remontan a los viajes de los naturalistas europeos de finales del siglo XIX y principios del XX. Hombres que podrían considerarse ecólogos tempranos, como Alexander Von Humboldt , Thomas Belt , Henry Walter Bates e incluso Charles Darwin , navegaron a lugares tropicales y escribieron extensamente sobre la flora y fauna exóticas que encontraron. Si bien muchos naturalistas simplemente se sintieron atraídos por la naturaleza exótica de los trópicos, algunos historiadores sostienen que los naturalistas llevaron a cabo sus estudios en islas tropicales para aumentar la probabilidad de que su trabajo pudiera generar cambios sociales y políticos. ^[4] En cualquier caso, estas primeras exploraciones y los escritos posteriores que surgieron de ellas comprenden gran parte del trabajo inicial de la ecología tropical y sirvieron para despertar un mayor interés en los trópicos entre otros naturalistas. Henry Walter Bates , por ejemplo, escribió extensamente sobre una especie de tucán que encontró mientras viajaba por el río Amazonas . Bates descubrió que si un tucán llamaba, los otros tucanes circundantes imitaban su llamado, y el bosque se llenaba rápidamente con los sonidos de los tucanes; este fue uno de los primeros estudios documentados de mimetismo animal. ^{[5] [ ambiguo ]} Alexander Von Humboldt viajó por toda América del Sur, desde Venezuela a través de la Cordillera de los Andes. Allí, Humboldt y su socio, Aimé Bonpland , tropezaron con un concepto ecológico interesante. Mientras la pareja viajaba desde la base de las montañas hasta la cima, notaron que las especies de plantas y animales cambiarían según la zona climática en la que se encontraran en relación con su elevación. Este simple descubrimiento ayudó a la teorización del concepto de zona de vida, que eventualmente daría paso a la popularización del concepto de ecosistemas. ^[5] Otro viajero, William Beebe , investigó muchas especies de aves en lugares tropicales y publicó una amplia gama de trabajos académicos sobre sus hallazgos que dieron forma en gran medida al campo de la ornitología. Según su biógrafa Carol Grant Gould, "Los efectos que William Beebe tuvo en la ciencia... son enormes y duraderos. Hizo una transición efectiva entre el historiador natural victoriano, que se conformaba con recopilar y clasificar el mundo natural, y el biólogo experimental moderno". ^[6]El trabajo de estos pioneros no sólo generó un mayor interés en el floreciente campo de la ecología tropical, sino que también tuvo implicaciones de largo alcance para el estudio científico en general. En los últimos años, han surgido cambios notables, siendo los ecosistemas de sabana tropical uno de ellos, ya que se han convertido en un bioma global significativo, pero a costa de los ecosistemas de bosque tropical. ^[7]

Las regiones tropicales son puntos calientes para la biodiversidad, por lo que es esencial enfocar los esfuerzos de conservación en estos lugares. Muchas especies pueden observarse y conservarse en los trópicos. ^[8] Los trópicos reciben mucha atención cuando se trata de conservación y gestión debido a una mayor conciencia pública sobre la importancia de los ecosistemas tropicales y la delicadeza con la que deben tratarse. Por ejemplo, en los biomas de pastizales tropicales, se determinó que se ha observado que la fauna de ciertas áreas o regiones tiene múltiples especies endémicas, lo que proporciona una idea de la edad y el origen de los sistemas de pastizales principalmente tropicales. ^[9] Los esfuerzos de conservación en los trópicos pueden ser difíciles de comenzar, ya que muchas comunidades han desarrollado una cultura en torno a la ecología en muchos lugares. En muchos casos, las personas se ganan la vida con algún aspecto de la ecología. ^[8] Las medidas de conservación tienen múltiples beneficios para el ecosistema y la comunidad. Existen beneficios sanitarios, económicos y ambientales para la conservación de los ecosistemas tropicales, y la conservación de estos beneficios requiere comunicación entre la población local, los gobiernos y las partes interesadas. La comunicación entre estos grupos facilita el mayor beneficio de la conservación de los ecosistemas tropicales. ^[8] Por lo tanto, la pérdida de los trópicos resultaría en la pérdida de múltiples especies de biodiversidad y comunidades locales, procesos naturales e incluso organismos específicos que dependen de ellos, lo que enfrentaría repercusiones. ^[10]

Las selvas tropicales son objeto de una atención creciente debido a la excesiva deforestación y tala que ocurre en esos ecosistemas. Así como a las perturbaciones antropogénicas como los incendios, la caza y la captura de organismos que desempeñan papeles clave en la biodiversidad tropical y los procesos naturales. ^[11] La deforestación contribuye a las emisiones de CO2 _, lo que es una causa del cambio climático. Específicamente, porque el microclima se altera como consecuencia de las emisiones persistentes de carbono después de la deforestación. ^[12] Gran parte de la deforestación en los trópicos es el resultado del uso de la tierra agrícola. ^[13] Ejemplos de esto se pueden ver en Brasil, donde la deforestación ocurre para presumir de la ganadería, el 80% de la deforestación puede estar vinculada a la ganadería causante de la pérdida de especies. ^[14] Esto indica que las áreas protegidas de bosques tropicales se están convirtiendo en algunos de los últimos refugios seguros para las especies amenazadas. ^[15] En la década de 1980, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura realizó un estudio que concluyó que se perdían 15,4 millones de hectáreas (100 acres) de bosque tropical por año. Además, cada año se talaban 5,6 millones de hectáreas. Este estudio histórico despertó un interés generalizado en el ecosistema tropical, y un gran número de organizaciones sin fines de lucro y ecologistas francos se involucraron en una lucha prolongada para "salvar la selva tropical" que continúa hoy. Esta batalla se ha manifestado de varias maneras, una de las cuales es el afloramiento de institutos de biodiversidad en lugares tropicales dedicados a detener la deforestación excesiva del paisaje, uno de los más notables de los cuales se estableció en Costa Rica . El trabajo del Instituto Nacional de Biodiversidad de Costa Rica ( INBio ) ha servido de modelo para otros institutos de biodiversidad. En primer lugar, las selvas tropicales albergan la mayor cantidad de plantas productoras de alcaloides de cualquier bioma; los alcaloides son compuestos que son cruciales para la producción de medicamentos occidentales. Debido a la abundancia de estos compuestos, las compañías farmacéuticas de todo el mundo miran a las selvas tropicales para obtener nuevos tratamientos medicinales. A principios de los años 90, los directivos del INBio firmaron un acuerdo con el gigante farmacéutico Merck que establecía la cooperación entre las dos entidades para descubrir y explorar nuevos tratamientos naturales en las selvas tropicales de Costa Rica. Sin embargo, los seres humanos deben actuar con cuidado para no causar la pérdida de especies como resultado de la sobreexplotación, ya que los impactos humanos han sido uno de los principales contribuyentes a las perturbaciones y la modificación de las tierras. ^[16] Ecologistas, funcionarios gubernamentales y corporaciones por igual elogiaron esta decisión como un avance decisivo en una lucha continua para trabajar de manera cooperativa en la utilización de la biodiversidad tropical al tiempo que se asegura la estabilidad de los ecosistemas tropicales.

La ecología tropical ha cambiado con el tiempo como resultado de la biogeografía dinámica. La biogeografía es la distribución geográfica de plantas y animales, y tiene un gran impacto en el curso de la evolución. Comprender la biogeografía histórica de los trópicos es importante para aprender sobre los orígenes de la biodiversidad. La evolución en todo el mundo se ve afectada por la distribución cambiante de las especies en los biomas tropicales porque muchas especies se pueden rastrear hasta sus ancestros tropicales. Las especies evolucionan rápidamente en los trópicos, cambiando la ecología del hábitat. La teoría de un gradiente latitudinal de especies sugiere que la riqueza de especies aumenta hacia el ecuador para la mayoría de los taxones. Esto es cierto para las especies marinas y terrestres, las especies ubicadas al norte y al sur, los ectotérmicos y endotérmicos y las especies de dispersión activa y pasiva. ^[17] Al recurrir a la historia biogeográfica de los trópicos, obtenemos una comprensión más profunda de cómo se desarrolló la ecología tropical actual.

La biogeografía está relacionada con las condiciones físicas y la geografía del hábitat. La temperatura y el área geográfica de los trópicos refuerzan los gradientes latitudinales de las especies al facilitar mayores tasas de especiación . Los biomas tropicales se definen como hábitats cálidos y húmedos, y cubren la mayor cantidad de área terrestre en la Tierra. Las especies tropicales no enfrentan la presión evolutiva de los climas severos experimentados en las regiones del norte y del sur. Por lo tanto, las adaptaciones tropicales están influenciadas en gran medida por interacciones bióticas en lugar de presiones climáticas. En consecuencia, la evolución tropical se ha descrito como un "proceso creativo" entre la biota en lugar de un proceso de supervivencia contra el clima. Algunas hipótesis también sugieren que las temperaturas tropicales más altas afectan la especiación a nivel molecular, lo que lleva a tasas de mutación más altas, tiempos de generación más rápidos y, por lo tanto, tasas más rápidas de divergencia genética. El Triángulo de Coral del Pacífico Occidental , una región oceánica tropical, es el pico mundial de diversidad marina debido a su combinación de temperaturas cálidas, gran área, variación climática estacional mínima, diversos tipos de hábitat, importantes relaciones bióticas y afluencia de taxis de otras regiones tropicales debido a una compleja estructura de isla-continente y corrientes oceánicas. ^[18]

Las islas constituyen gran parte de la geografía de la región tropical. Los trópicos son un foco de biodiversidad. Las especies migran a las islas y pueden crear nuevas comunidades y crecer y cambiar con sus nuevos entornos. ^[19] La teoría del equilibrio de la biogeografía de las islas , acuñada por MacArthur y Wilson en un artículo de 1963, explica que la biodiversidad en una isla está relacionada con el tamaño de la isla. La biodiversidad aumenta a medida que aumenta el tamaño de la masa terrestre y disminuye a medida que disminuye el tamaño. La teoría también afirma que la biodiversidad en las islas aumenta cuanto más cerca está la isla del continente. ^[20]

La geografía y la biología de los trópicos tienen la historia más larga de todos los biomas que existen en la Tierra en la actualidad. Los ciclos glaciales e interglaciales tropicales causados ​​por un clima fluctuante han inducido la especiación en los trópicos, lo que explica su extraordinaria diversidad ecológica. Sin embargo, los trópicos han experimentado diversas perturbaciones climáticas a lo largo de su larga historia que han dado forma a los patrones actuales de diversidad.

Durante el Paleoceno , las temperaturas del aire y del agua eran cálidas, y los biomas terrestres tropicales se extendían hasta el norte de la actual Londres y los mares tropicales se extendían hasta el Ártico. El Paleoceno fue la primera época de la era Cenozoica , que se extendió entre 66 y 56 millones de años atrás. Durante este período, el gradiente de temperatura desde el ecuador hasta los polos se redujo extremadamente. Las tendencias de enfriamiento comenzaron hace unos 45 millones de años, con períodos cálidos intercalados. Durante este período, la diversificación de las especies aumentó porque los biomas tropicales se fragmentaron por los glaciares, lo que aumentó las tasas de especiación. Este enfriamiento también restringió gradualmente las áreas de distribución de muchos taxones en regiones tropicales cada vez más pequeñas. ^[21] La historia geográfica y templada del período Cenozoico se refleja en la ecología tropical y, más específicamente, en el gradiente latitudinal de especies. Las especies tropicales han experimentado una historia evolutiva más larga y menos perturbada que las especies que se encuentran en otros biomas del mundo. Por lo tanto, las especies templadas que inicialmente se originaron en biomas tropicales a menudo se encuentran anidadas en las filogenias de clados tropicales . La consistencia de los ambientes tropicales constituye una composición de especies con mayor variación de edad y diversidad.

Los ciclos glaciares cuaternarios que ocurrieron durante la era del Pleistoceno fueron la perturbación climática más importante más reciente en los trópicos. Los glaciares provocaron el declive de las formas de vida en grandes altitudes porque permanecieron sólidos durante el tiempo consecutivo más largo en grandes altitudes. Los ambientes tropicales se intercalaron con glaciares y climas secos. Esta fragmentación resultó en especiación debido al aislamiento geográfico, lo que acentuó el gradiente latitudinal de especies. ^[22] Hoy, Perú contiene el 70% de toda el área glaciar tropical, albergando los dos glaciares tropicales más grandes: el casquete glaciar Quelccaya y el casquete glaciar Nevado Coropuna . El monitoreo de la contracción de estos glaciares es importante para comprender la tasa de derretimiento de los glaciares. De 1998 a 2020, el 26% del casquete glaciar Quelccaya se derritió y la altitud promedio del casquete glaciar aumentó de 5389 metros a 5449 metros. ^[23] El grado de cambio en las áreas glaciares tropicales se está acelerando rápidamente. Las investigaciones futuras tienen como objetivo comprender las tendencias actuales de glaciación en los trópicos para dar contexto a la relación entre la ecología tropical y el cambio climático.

  Para los ecólogos y naturalistas es ventajoso estudiar plantas, animales y ecosistemas en el clima tropical por varias razones. Por un lado, los trópicos albergan una amplia gama de ecosistemas, desde selvas tropicales hasta desiertos. En ese sentido, los trópicos son un gran lugar para que los ecólogos realicen diversos estudios sin viajar demasiado lejos de un centro de investigación. Con la gran cantidad de biodiversidad presente en los trópicos, es un buen punto de acceso para la investigación. La mayor parte de la investigación en los trópicos se ha realizado sobre la riqueza de especies, sin embargo, se necesita realizar más investigación sobre otros aspectos de los trópicos. ^[24] Por ejemplo, el estudio de las comunidades de plantas tropicales podría usarse para examinar sus impactos o respuestas al aumento de dióxido de carbono. ^[25] En segundo lugar, la temperatura en los trópicos rara vez obstaculiza el crecimiento y la actividad de las plantas; la flora se puede estudiar casi todo el año, ya que el clima frío nunca atrofia la actividad de las plantas. Lo que ha demostrado ser útil para observar cosas como la ritmicidad de la floración y el cambio de hojas. ^[26] Además de las razones climáticas, la tradicionalmente escasa población de los trópicos ha ayudado mucho a la investigación en la zona, ya que el paisaje está en gran parte libre de la contaminación humana y de la maquinaria. Si bien este puede no ser el caso tanto últimamente, las grandes cantidades de tierra sin explotar en los trópicos todavía constituyen un territorio de investigación privilegiado. Otro ejemplo sería cómo el estudio de la selva tropical de tierras bajas puede proporcionar a los investigadores una idea de cómo los procesos hidrológicos y geomorfológicos tienen impactos significativos en el ecosistema. ^[27] Finalmente, los trópicos son valiosos para los ecologistas porque albergan algunas de las tierras más antiguas de la Tierra, incluido el desierto de Atacama de Chile y la penillanura de Australia . Por lo tanto, las comunidades de plantas han estado creciendo y evolucionando durante millones de años ininterrumpidos, lo que lo convierte en un estudio interesante. Dicho esto, si bien puede ser ventajoso estudiar la ecología en los trópicos, esto no quiere decir que no tenga dificultades. Los ecosistemas nativos de los trópicos y la biodiversidad de la que se jactan están disminuyendo. La mitad de las especies que se encuentran en zonas de alta biodiversidad están en peligro de extinción y muchas de las plantas con usos medicinales potenciales están desapareciendo. En este sentido, el estudio ecológico en los trópicos no es tan fácil como antes; esta es la razón por la que gran parte del trabajo ecológico moderno en el campo está orientado a la conservación y la gestión, en lugar de a la investigación general.

• Asociación de Biología Tropical
• Curso de Ecología Tropical en la Universidad Jagellónica, Cracovia, Polonia versión en polaco
• Curso de campo sobre ecología tropical en la Universidad Jagellónica de Cracovia (Polonia) versión en polaco
• Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas versión en español