¿Por qué estudiar los efectos del cambio climático en los escarabajos de montaña?

Laguna de Río Seco en Sierra Nevada. Pedro Abellán, Author provided

El cambio climático representa una de las mayores amenazas para la biodiversidad a las que se enfrenta la humanidad a escala global. Los impactos del calentamiento global serán especialmente severos sobre los ecosistemas de zonas de montaña, pues experimentarán algunas de las mayores tasas de calentamiento del planeta, a lo que se suma que albergan a menudo especies con áreas de distribución muy restringidas.

Pero, al mismo tiempo, las montañas representan un observatorio excepcional para estudiar los efectos del cambio climático sobre la biodiversidad. Los cambios en la temperatura y la precipitación en altura pueden reproducir, a una escala espacial y temporal mucho más pequeña, los cambios ambientales que ocurren a lo largo de grandes regiones o continentes.

Los escarabajos, o coleópteros, son el grupo animal más diverso sobre el planeta. Este grupo de insectos ocupa una gran variedad de hábitats, incluyendo todo el espectro de ambientes terrestres y acuáticos de montaña, en los que a menudo representan una parte crucial de su biodiversidad. Además, estos animales juegan también un papel funcional muy importante en estos ecosistemas, por la gran variedad de formas en las que usan los recursos y las trasformaciones que su actividad causa en el medio ambiente.

Dos proyectos de investigación que lideramos estudian, desde perspectivas diferentes pero complementarias, el impacto del cambio climático sobre la diversidad de escarabajos de montaña. Ambos proyectos cuentan con el apoyo de la Fundación Biodiversidad del Ministerio para la Transición Ecológica.

Los escarabajos acuáticos de Sierra Nevada

Sierra Nevada (Granada y Almería) constituye el área de mayor riqueza biológica y endemicidad de la península ibérica, y una de las más importantes de toda Europa.

Las simulaciones de clima futuro predicen un aumento de las temperaturas máximas y mínimas anuales para final de siglo en este macizo montañoso: varían entre los 2 ℃ y 6 ℃ para las temperaturas máximas y entre 1 ℃ y 4 ℃ para las temperaturas mínimas, dependiendo de los modelos y escenarios climáticos utilizados. Sus zonas más altas (piso alpino), con condiciones de extrema dureza ambiental, albergan un sistema único de lagunas de origen glaciar que constituyen auténticos centinelas del cambio global.

El proyecto AlpineDiving estudia los factores que determinan la vulnerabilidad al cambio climático en insectos acuáticos de alta montaña. El proyecto, en el que participan investigadores de la Universidad de Sevilla y la Universidad de Murcia, entre otras instituciones, se centra en dos especies de escarabajos acuáticos amenazados y endémicos cuyo hábitat se restringe a lagunas alpinas del Parque Nacional de Sierra Nevada.

Víctimas del calentamiento global

Hydorpurus sabaudus sierranevadensis
José A. Carbonell, Author provided
Agabus nevadensis
José A. Carbonell, Author provided

Utilizando modelos de distribución de especies, se han estimado las áreas con condiciones climáticas adecuadas para cada especie en el futuro bajo diferentes escenarios de cambio climático. Los resultados obtenidos muestran que ambas especies verán reducida dramáticamente el área climáticamente favorable en las próximas décadas, incluso para los escenarios de emisiones de CO₂ más optimistas, lo que las abocaría irremediablemente a la extinción.

Por otro lado, experimentos de tolerancia térmica en laboratorio han permitido conocer los límites de tolerancia a la temperatura de estas especies y su plasticidad, es decir, si estos límites dependen de la temperatura de aclimatación.

Los resultados obtenidos hasta ahora muestran que ambas especies poseen límites de tolerancia a la temperatura dentro del rango de aumento estimado para algunos de los escenarios futuros, lo que les conferiría cierta capacidad para persistir in situ. No obstante, las dos especies estudiadas muestran un bajo potencial para ajustar sus rangos de tolerancia térmica al aumento de la temperatura a través de la plasticidad fisiológica.

Estos estudios suponen un avance sustancial en el conocimiento de los factores que determinan la vulnerabilidad al cambio climático en insectos acuáticos de alta montaña y van a permitir el desarrollo de estrategias proactivas para reducir los impactos del calentamiento global sobre la biodiversidad de estos ecosistemas sensibles y frágiles.

Los escarabajos coprófagos de la sierra de Madrid

El proyecto WarmDung tiene como objetivo principal evaluar el impacto del cambio global en los servicios ecosistémicos realizados por los escarabajos coprófagos de los pastizales de montaña del Parque Regional de la Cuenca Alta del Manzanares (Madrid).

Las previsiones del clima futuro indican un aumento de las temperaturas medias anuales entre 2 ℃ y 4 ℃, aproximadamente, para el año 2046 en esta región. Muchos servicios ecosistémicos son desempeñados por insectos, entre los que destacan los escarabajos coprófagos (los escarabeoideos).

Al alimentarse de excrementos y enterrarlos, estos animales contribuyen a la mineralización, aireación y disponibilidad de nutrientes del suelo, por lo que son importantes actores en el funcionamiento de los ecosistemas. A pesar de su importancia ecológica, el conocimiento actual sobre el impacto del cambio global sobre la diversidad y los servicios ecosistémicos que los escarabajos coprófagos ejecutan es limitado.

La Barranca, Sierra de Madrid.
Ana M. C. dos Santos, Author provided

Con este proyecto se estudia cómo el aumento de la temperatura y el manejo del hábitat afectan a la diversidad de escarabajos coprófagos y a tres servicios ecosistémicos: la remoción de excremento, la dispersión de semillas y el aporte de nutrientes al suelo. Para ello se han desarrollado dos tipos de experimentos, uno en el laboratorio en condiciones controladas de temperatura y humedad y otro en el campo, en pastizales de montaña con hábitats sombreados y abiertos.

Los resultados preliminares muestran que, en general, la diversidad de especies y el número de individuos capturados son semejantes entre los dos tipos de hábitats, pero que hay variaciones a lo largo del año. En primavera suelen encontrarse más individuos en las zonas abiertas (con mayores temperaturas medias y mayor rango de temperaturas), mientras que en otoño son las zonas sombreadas las que albergan mayor número de individuos.

Además, se ha encontrado que, aunque no hay diferencias en la remoción de excremento entre los dos tipos de hábitat, la dispersión de semillas es superior en las zonas abiertas.

Este proyecto cuenta con la participación de investigadores de la Universidad de Alcalá y del Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC). Sus resultados proveerán información para el desarrollo e implementación de estrategias de manejo y conservación que maximicen no solo la diversidad, sino también el funcionamiento y la sostenibilidad de los sistemas agroforestales de montaña, teniendo gran importancia para el mantenimiento de la seguridad alimentaria.

The Conversation

Pedro Abellán Ródenas recibe fondos de la Fundación Biodiversidad del Ministerio para la Transición Ecológica (Convocatoria para la realización de proyectos en materia de adaptación al cambio climático, 2017).

Ana Margarida Coelho dos Santos recibe fondos de la Fundación Biodiversidad del Ministerio para la Transición Ecológica (Convocatoria para la realización de proyectos en materia de adaptación al cambio climático, 2017). ´

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Author: Pedro Abellán Ródenas, Investigador y profesor en el Departamento de Zoología, Universidad de Sevilla