Divulgación Científica: Ensayo

Relevancia de las colecciones botánicas en estudios de cambio climático

Nota escrita por Kevin Cunguan

En la era actual, cada vez adquiere más relevancia estudiar el cambio climático y las consecuencias a gran escala que produce en nuestra forma de vida, no solo con un fin divulgativo, sino para intervenir y crear planes de acción concretos en pro de la supervivencia global. Es por eso que entran en juego mecanismos, bases de datos y modelos con el fin de estudiar y correlacionar variables aparentemente aisladas entre sí. En este contexto, las colecciones botánicas adquieren una gran relevancia, porque constituyen un registro histórico de la biodiversidad y permiten reconstruir cambios en la distribución, morfología y composición de las especies a lo largo del tiempo.

Las colecciones botánicas son conjuntos de plantas que han sido recolectadas, descritas, organizadas y clasificadas con el fin de ser utilizadas principalmente para investigación y enseñanza. Pueden encontrarse de forma preservada como en un herbario y de forma viva como en los jardines botánicos. A nivel local se encuentra el jardín Botánico de Quito, el cual cuenta con proyectos como el inventario de biodiversidad, sumando más de 1000 especies de orquídeas y más de 200 especies de plantas nativas y exóticas (Jardín Botánico de Quito, 2026). De forma especial, el herbario adquiere una importancia significativa, porque actúa como una base de datos gigante, que permite a los científicos dilucidar los efectos de los cambios climáticos en una escala de tiempo amplia.

En Ecuador, los herbarios más importantes se encuentran en la ciudad de Quito, entre ellos destacan el Herbario Nacional (QCNE) gestionado por el Instituto Nacional de Biodiversidad (INABIO) y el Herbario QCA que pertenece la Pontificia Universidad Católica del Ecuador (PUCE). Como dato interesante, el herbario más grande del mundo se encuentra en el Muséum National d’Histoire Naturelle (Museo Nacional de Historia Natural) ubicado en París, Francia y alberga cerca de 9 millones de especies de plantas conservadas, haciéndolo acreedor a un récord Guinness en 2003 (Guinness World Records, 2003).

Figura 1

Ejemplar de herbario de Ecuadendron acosta-solisianum D.A. Neill

Nota. Paratipo de E. acosta-solisianum (D. A. Neill et al. 10533, QCNE 109221). Derechos de autor por el Gobierno del Ecuador (CC BY-NC).

De manera particular, el herbario es una colección de plantas o partes de ellas que han pasado por un proceso de recolección, prensado y secado con el fin de preservarlas e identificarlas. Cada espécimen cuenta principalmente con una etiqueta que incluye información importante como el nombre científico, el lugar donde se recolectó, la fecha, alguna descripción importante de sus características y también quién lo recolectó, tal como se puede observar en la Figura 1. Estas etiquetas pueden estar disponibles por mucho tiempo mediante el registro físico o incluso de manera indefinida mediante la digitalización de las colecciones.

Por otro lado, el cambio climático es una variación a largo plazo de variables como la temperatura, la precipitación, la humedad y el nivel del mar. Este cambio se produce ya sea de forma natural o antrópica; por ejemplo, de forma natural pueden ser las erupciones volcánicas o fenómenos naturales a gran escala. Sin embargo, el principal problema del cambio climático actual está causado por las actividades humanas, el cual está ampliamente estudiado y respaldado por la comunidad científica, entre las instituciones que más generan información respecto al tema se encuentra el IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático). Este organismo científico de las Naciones Unidas se encarga de recopilar cientos de estudios científicos sobre el cambio climático y emite informes, con el fin de que los gobiernos tomen decisiones responsables en pro del desarrollo sostenible.

Entre las causas más comunes del Cambio Climático se encuentran la quema de combustibles fósiles, la deforestación, la agricultura y cambios en el uso del suelo, los cuales provocan diversos efectos a gran escala como, el efecto invernadero acelerando, el cual aumenta la temperatura global provocando sequías, aumento del nivel del mar e incluso la extinción de especies.

En este contexto, los herbarios son de gran utilidad para estudiar los efectos del cambio climático, debido a que permiten consultar datos históricos y hacer una correlación con variables climatológicas como la temperatura, lo que permite predecir efectos en la biodiversidad, la distribución, la adaptación y la fenología de las especies. A nivel global, la ecofisiología es el tema más estudiado, debido a que esta refleja la relación entre los cambios internos de un organismo y el medio ambiente (Ferry-Graham y Gibb, 2019). En el caso de especies vegetales, se necesita contar con una enorme cantidad de información en un tiempo extenso, por lo cual los herbarios entran en juego siendo un aliado imprescindible entre los investigadores.

En el Amazonas, por ejemplo, se ha evidenciado cómo las hojas de los árboles han sufrido daños permanentes debido al aumento de temperatura, lo que provocaría una menor capacidad para la fotosíntesis y en el peor de los casos afectando su supervivencia a climas cálidos. Tal es el caso de los estudios realizados en el bosque de la Reserva Natural de Tambopata ubicado en Perú, donde Riley Fortier descubrió que las hojas de los árboles cada vez son más delgadas y frágiles, afectando su crecimiento y su fisiología (Fox, 2026).

A nivel local también se realizan estudios similares de ecofisiología. En el herbario de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador (PUCE) ubicada en Quito se realizan varios proyectos interesantes, por ejemplo, un proyecto se encarga de estudiar los efectos de las variaciones microambientales en Pteridofitas y su relación con cambios ambientales (Herbario QCA, s. f.). A nivel internacional las investigaciones se centran en utilizar bases de datos de Herbarios reconocidos y locales, con el fin de crear modelos predictivos los cuales permiten crear diferentes escenarios del comportamiento de las plantas frente a diversas variables del cambio climático.

Continuando con la amazonía, un estudio realizado por Laurente (2015) en Perú, consistió en obtener muestras georreferenciadas en distintos años de la especie Cedrela odorata L., las cuales se encontraban preservadas en herbarios como el de la UNALM y en la base de datos de Missouri. El objetivo fue cruzar toda esta información con modelos climáticos, llegando a identificar que más del 50% de su área de distribución actual estará en riesgo para el año 2050, debido al incremento de la temperatura, dado que su tolerancia térmica es de 20 a 30 °C. Para eso utilizaron modelos de distribución que permitían establecer conclusiones y representar gráficamente los cambios geográficos, tal como se observa en la Figura 2, en la cual nos muestra la distribución de la especie Cedrela odorata, producto de los efectos del cambio climático para el año 2070.

Figura 2

Modelo de circulación general HadGEM2-ES para el escenario RPC para el año 2070 elaborado por Met Centro Hadley Oficinacon el Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Nota. Tomado de “Modelación de los efectos del cambio climático en la distribución de Cedrela odorata L. ‘Cedro’ en la Amazonía peruana”, por M. Laurente, 2015, The Biologist, 13(2), p. 219.

Figura 3

Esquema de la apertura y cierre estomático y la transpiración de agua en la hoja

Otro estudio interesante se encargó de estudiar cómo el cambio climático alteró la eficiencia intrínseca del uso del agua (iWUE) en los árboles tropicales de África central en la cuenca del Congo, para eso utilizaron un registro de herbario único para estudiar los efectos a partir de un siglo atrás. La eficiencia intrínseca del uso de agua se relaciona con la capacidad de fotosíntesis, debido a que expresa cuánta agua pierde la planta al capturar CO2, como se puede ver en la Figura 3, por lo tanto, si pierde mucha agua al realizar la fotosíntesis, entonces se considera una iWUE poco eficiente. De acuerdo a la literatura, al aumentar el CO2 debería aumentar la eficiencia intrínseca del uso del agua, sin embargo, demostraron que incluso con el aumento de CO₂, la iWUE había disminuido debido a otros factores como el aumento de temperatura (Bauters et al., 2020).

En el caso de Chile, una investigación analizó el impacto del cambio climático en la distribución de especies de flora exótica invasora terrestre, mediante un modelo que considera diversos escenarios de cambio climático basados en el IPCC. Los resultados obtenidos indicaron que las plantas exóticas tendrán una mayor probabilidad de establecerse en zonas de alta elevación y latitud, como la cordillera de los Andes y los ecosistemas patagónicos, tanto para el año 2040 como para el año 2100. Además, dado que ciertas especies nativas se encuentran en áreas protegidas que están en zonas montañosas de gran altitud, se estima que el aumento de temperatura hará que se pierdan áreas protegidas debido a la presencia de especies invasoras que migrarán hacia mayores altitudes (Lillo, 2024).

Finalmente, también se puede estudiar la fenología de las plantas y cómo está influenciada por el cambio climático, haciendo uso de las colecciones botánicas. Como muestra, un estudio de Norteamérica estudió el cambio en la fenología de floración de las especies debido al aumento de la temperatura. Para eso utilizaron datos del herbario ubicado en Ohio State University junto con datos de temperatura históricos para examinar el impacto del cambio climático en las tendencias de floración de 141 especies recolectadas en 116 000 km² en el centro-norte de Norteamérica. El resultado más importante fue que de todas las especies estudiadas, en promedio el 46% mostró un adelanto significativo de la fenología de floración con temperaturas más altas (Calinger et al.,2013).

Conclusión

El uso de colecciones botánicas como los herbarios, permite estudiar cómo ha contribuido el cambio climático en la distribución y adaptación de las especies vegetales a lo largo del tiempo, además de predecir sus cambios futuros. Asimismo, permite analizar efectos a nivel de flora y fauna debido a que gran parte de los animales dependen de ellas y por lo tanto, si se estudian los efectos de la cobertura vegetal, se podrá estudiar cómo se verán afectados sus nichos ecológicos. Adicionalmente, el uso de nuevas herramientas digitales y la digitalización de los especímenes conservados han ampliado considerablemente su utilidad para la investigación científica y divulgativa, por lo cual cada vez más las colecciones botánicas adquieren mayor relevancia a nivel mundial.

Referencias

Laurente, M. (2015). Modelación de los efectos del cambio climático en la distribución de Cedrela odorata l.“Cedro” en la amazonia peruana. The Biologist, 13(2), 213-224.
Lillo, E. F. (2024). Estudio vulnerabilidad terrestre del PNACC BIO: Invasiones biológicas y cambio climático.
Calinger, K. M., Queenborough, S., & Curtis, P. S. (2013). Herbarium specimens reveal the footprint of climate change on flowering trends across north‐central North America. Ecology letters, 16(8), 1037-1044.
Jardín Botánico de Quito. (2026). Ecosistemas y Jardines: Proyectos. https://jardinbotanicoquito.com/es/ecosistemas-y-jardines/
Guinness World Records. (2003, 25 de febrero). Largest herbarium. https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/69421-largest-herbarium
Herbario Nacional del Ecuador (QCNE). (1996). Ecuadendron acosta-solisianum D.A. Neill (Catálogo No. 109221) [Ejemplar de herbario]. Instituto Nacional de Biodiversidad (INABIO). ID de ocurrencia: dc3b762f-933e-40f8-8089-396884dc97bb
Bauters, M., Meeus, S., Barthel, M., Stoffelen, P., De Deurwaerder, H. P. T., Meunier, F., Drake, T. W., Ponette, Q., Ebuy, J., Vermeir, P., Beeckman, H., Wyffels, F., Bodé, S., Verbeeck, H., Vandelook, F., & Boeckx, P. (2020). Century-long apparent decrease in intrinsic water-use efficiency with no evidence of progressive nutrient limitation in African tropical forests. Global change biology, 26(8), 4449–4461. https://doi.org/10.1111/gcb.15145
Ferry-Graham, L. A., & Gibb, A. C. (2019). Ecophysiology. In Encyclopedia of Ecology: Volume 1-4, Second Edition (pp. 346-349).
Fox, D. (18 de agosto de 2026). Los árboles del Amazonas podrían estar llegando a un punto de inflexión peligroso. National Geographic. https://www.nationalgeographic.com/environment/article/amazon-trees-leaves-climate-change-drought-heat
Herbario QCA. (s. f.). Proyectos. Pontificia Universidad Católica del Ecuador. https://bioweb.puce.edu.ec/QCA/contenido/Proyectos
Hernández Cortés, J. A. (4 de septiembre de 2013). IMPORTANCIA DEL AGUA EN LAS PLANTAS (I). cienciacebas’s Blog. https://cienciacebas.wordpress.com/2013/09/04/importancia-del-agua-en-las-plantas-i/