Divulgacion Cientifica : Ensayos voluntarios

La ecología funcional como enfoque clave para la conservación y gestión de la biodiversidad

Nota escrita por Laura S. Arrias Chirino                                                                                                      

En este contexto, la ecología funcional se posiciona como una disciplina clave para comprender cómo los rasgos funcionales de los organismos —atributos medibles que influyen en su rendimiento— afectan el funcionamiento de los ecosistemas y la provisión de servicios ecosistémicos (Zheng et al., 2024). Este enfoque permite ir más allá de la diversidad taxonómica, ofreciendo herramientas para analizar la resiliencia de los ecosistemas frente a cambios ambientales y perturbaciones globales (Correia & Lopes, 2023).

En el contexto actual, marcado por la pérdida de hábitats, las invasiones biológicas y el cambio climático, la ecología funcional es fundamental para diseñar estrategias de conservación y manejo sostenible que enfrenten estos desafíos (Ning et al., 2024). Este ensayo analiza los fundamentos de este enfoque, sus aplicaciones prácticas y los retos que enfrenta, destacando su relevancia en la restauración ecológica y la mitigación de los impactos del cambio global.

La ecología funcional, como rama de la ecología, se centra en la comprensión de los procesos ecológicos que operan en los ecosistemas, los mecanismos que determinan el ensamblaje de las comunidades biológicas y la capacidad de estas para adaptarse a motores de cambio global. Aunque inicialmente se empleó para responder preguntas clave en biología, su conocimiento tiene un enorme potencial para ser aplicado en la gestión integral de la biodiversidad (Salgado-Negret, 2015, p. 213). Esto incluye la identificación de áreas prioritarias para la conservación, el manejo eficaz de las invasiones biológicas y la provisión de servicios ecosistémicos esenciales para el bienestar humano.

Gráficos por UW Ph.D. estudiante Janette Davidson, y el texto fue escrito en colaboración con la alumna de la Universidad de Washington, Sienna Wessel.

En el núcleo de la ecología funcional están los rasgos funcionales, atributos que afectan directamente el funcionamiento del ecosistema (Salgado-Negret, 2015, p. 214). En plantas, estos pueden incluir rasgos morfológicos, fisiológicos o fenológicos; mientras que, en fauna, abarcan aspectos conductuales relacionados con el uso del hábitat. Por ejemplo, en ecosistemas secos, las plantas con maderas densas y hojas esclerófilas están mejor adaptadas a la escasez de agua, mientras que, en anfibios, la impermeabilización cutánea o la producción de ceras glandulares les permite tolerar condiciones de baja disponibilidad hídrica (Salgado-Negret, 2015, p. 222).

El enfoque funcional complementa la diversidad taxonómica al centrarse en cómo los organismos responden a las presiones ambientales y cómo estas respuestas afectan los ecosistemas. La relación entre biodiversidad y funcionamiento ecosistémico (BEF, por sus siglas en inglés) demuestra que una mayor diversidad funcional suele estar asociada con ecosistemas más resilientes y multifuncionales (Correia & Lopes, 2023c).

La ecología funcional ha transformado áreas como la restauración ecológica, el manejo de especies invasoras y la planificación para el cambio climático. En restauración, por ejemplo, la selección de especies con diferentes rasgos funcionales permite maximizar el uso de recursos como agua y nutrientes. Comunidades de plantas con raíces de distinta longitud pueden estabilizar el suelo y mejorar el reciclaje de nutrientes en áreas degradadas (Salgado-Negret, 2015, p. 216). En cuanto al manejo de especies invasoras, este enfoque identifica rasgos que facilitan la dominancia de especies introducidas, como en el caso de los pastos exóticos en las sabanas de la Orinoquía, cuya introducción alteró las dinámicas de nutrientes y limitó la regeneración de las especies nativas (Salgado-Negret, 2015, p. 210).

 

Cómo los rasgos funcionales de las plantas determinan el funcionamiento del ecosistema (A) y algunos ejemplos específicos (B). (A) está adaptado de Lavorel y Garnier (2002) y Faucon et al. (2017).

El esquema «efecto-respuesta» es otra herramienta clave que vincula los cambios ambientales con las respuestas de las comunidades. Este esquema muestra cómo los rasgos funcionales permiten predecir los efectos de las perturbaciones sobre los ecosistemas. Por ejemplo, en ecosistemas secos, la selección de especies con madera densa reduce la descomposición de hojarasca, afectando el ciclaje de nutrientes (Suding et al., 2008).

A pesar de los avances en la ecología funcional, esta disciplina enfrenta desafíos significativos. Uno de los principales retos es la falta de bases de datos estandarizadas y accesibles que documenten rasgos funcionales, particularmente en fauna, un grupo menos estudiado en comparación con las plantas (Salgado-Negret, 2015). Además, la incorporación de la variabilidad intraespecífica en los modelos funcionales resulta crucial para mejorar las predicciones sobre la resiliencia de los ecosistemas. Según Ning et al. (2024), las diferencias genéticas y la plasticidad fenotípica entre individuos dentro de una misma especie tienen un impacto considerable en cómo las comunidades ecológicas responden a los cambios ambientales. Por último, se destaca la necesidad de fortalecer la interdisciplinariedad, fomentando colaboraciones científicas que aborden las interacciones entre niveles tróficos y promuevan el desarrollo de estrategias de manejo más efectivas. Esto incluye la creación de bases de datos globales que faciliten la integración de conocimientos para responder a desafíos complejos relacionados con la estabilidad y multifuncionalidad de los ecosistemas (Salgado-Negret, 2015).

Además, los modelos de simulación, como el modelo de nicho ecológico, son herramientas importantes que permiten a los ecólogos predecir cómo las comunidades pueden responder a cambios ambientales, tales como el cambio climático o la introducción de especies invasoras. Estos modelos ayudan a los gestores de recursos naturales a desarrollar estrategias adaptativas para mitigar los impactos negativos sobre la biodiversidad y el funcionamiento del ecosistema (Salgado-Negret, 2015).

En conclusión, la ecología funcional ofrece un marco conceptual y metodológico fundamental para comprender las complejidades de las interacciones ecológicas y su impacto en la biodiversidad y los ecosistemas. A medida que enfrentamos desafíos ambientales sin precedentes, la integración de enfoques funcionales en la investigación y la gestión de la biodiversidad se vuelve esencial para la conservación y restauración de nuestros ecosistemas. La investigación continua en este campo no solo ampliará nuestro conocimiento sobre las dinámicas ecológicas, sino que también proporcionará herramientas prácticas para abordar los problemas ecológicos contemporáneos. En un mundo donde la interdependencia entre organismos y su entorno es cada vez más evidente, la ecología funcional se erige como un pilar esencial en la búsqueda de un futuro sostenible.

Referencias

Correia, A. M., & Lopes, L. F. (2023). Revisiting Biodiversity and Ecosystem Functioning through the Lens of Complex Adaptive Systems. Diversity, 15(8), 895. https://doi.org/10.3390/d15080895

Ning, Z., Xie, T., Wang, X., Zhu, Z., Chen, C., & Cui, B. (2024). Biodiversity conservation and ecological restoration of vulnerable ecosystems in the Anthropocene. Journal Of Plant Ecology, 17(5). https://doi.org/10.1093/jpe/rtae074

Salgado-Negret, B. (ed). (2015). La ecología funcional como aproximación al estudio, manejo y conservación de la biodiversidad: protocolos y aplicaciones. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt. Bogotá, D. C. Colombia. 236 pp.

Suding, K. N., S. Lavorel, F. S. Chapin, J. H. C. Cornelissen, S. Díaz, E. Garnier, D. Goldbers, D. U. Hooper, S. T. Jackson, y M. L. Navas. (2008). Scaling environmental change through the community-level: a trait-based response-and-effect framework for plants. Global Change Biology 14:1125-1140.

 

Zheng, C., Zhang, F., Lin, Z., Yuan, L., Yao, H., Duan, G., Liu, Y., Liu, Y., Shi, H., & Wen, Z. (2024). Using the response-effect trait framework to disentangle the effects of climate change and human activities on the provision of ecosystem services by vegetation. Journal Of Plant Ecology, 17(5). https://doi.org/10.1093/jpe/rtae024