Estoy saturado

Bueno, no es que yo esté saturado, pero me gustaría hablaros de cómo se saturan los sistemas naturales. No pueden con todo y, gracias a ello, se libran de que los explotemos hasta la saciedad. La ecuación no es tan sencilla como “dame esto, esto y esto, y produzco sin parar”. Pasa con los seres humanos… y con los no humanos, también.

Los naturalistas conocen desde muy antiguo las relaciones entre depredadores y presas, esas que tanta pasión despiertan en los documentales televisivos de la sobremesa. Pero hasta los años veinte del siglo pasado nadie trató de representarlas mediante unas ecuaciones matemáticas que permitieran hacer predicciones prácticas. ¡No salgáis corriendo! Prometo que la historia será bastante entretenida. 

La tarea fue abordada (al mismo tiempo, pero de forma independientemente, como pasa tantas veces en ciencia) por el italiano Vito Volterra y el estadounidense de adopción Alfred Lotka. Estos dos matemáticos pensaron que, a medida que aumenta el número de depredadores o de presas, será mayor la probabilidad de que unos se encuentren con las otras. Bien porque hay muchos depredadores, bien porque hay muchas presas o bien por ambas cosas a la vez. En la fórmula que desarrollaron, la velocidad a la que crece una población de presas sólo dependía de dos aspectos: aquello que genera presas (el crecimiento natural de las poblaciones al reproducirse exponencialmente) y aquello que elimina presas (la mortalidad infligida por los depredadores). A su vez, dicha mortalidad dependía proporcionalmente del número de encuentros entre depredador y presa que termina en una captura con muerte, lo cual depende de la eficiencia del depredador y de la abundancia de los dos agentes implicados.

Linces y conejos

Pensando en un ejemplo práctico, el crecimiento de una población de conejos depende de cómo se reproduzcan y de cuántos sean capturados. Se supone que los linces capturarán más conejos cuanto más abundantes sean los lagomorfos, cuanto más numerosos sean los propios linces o ambas cosas a la vez. Pero, claro, todos sabemos que esta es una visión simplista del asunto. No es verdad que cuantos más conejos haya más cazarán los linces, porque llega un momento en que los linces... se saturan. No dan abasto. Puede que la fórmula funcione hasta alcanzar una densidad hipotética de 1.000 conejos por hectárea, pero si hay 1.100 o 5.000 los linces cazarán el mismo número de conejos porque lleva un tiempo atraparlos, procesarlos y digerirlos. Por tanto, la relación entre el número de presas consumidas y su abundancia no es lineal. La curva que representa el consumo de conejos por los linces aumenta cada vez más lentamente a medida que crece el número de presas disponibles. Es decir, tiene rendimientos decrecientes hasta que llega al punto de saturación; entonces alcanza una meseta y de ahí ya no se mueve. El motivo es que la proporción de capturas decrece a medida que aumenta la densidad de presas. Por eso las poblaciones grandes de conejo soportan mejor la depredación que las pequeñas. Aunque también es cierto que, si las poblaciones son muy muy pequeñas, la tasa a la que los linces capturan conejos también baja, debido a la dificultad para localizarlos. Es decir, la proporción de conejos consumidos por linces alcanza un máximo a densidades intermedias de conejo. Los linces cazan proporcionalmente más cuando los conejos no son ni muy escasos ni muy abundantes. Dicho sea de paso, probablemente eso explica cómo es posible que a pesar de que los tramperos han capturado decenas de miles de castores o de nutrias marinas no hayan acabado con ellas. Por debajo de cierta abundancia el esfuerzo por localizarlas no compensa. ¡Menos mal!

Esta misma estrategia también les funciona muy bien a los árboles que, de vez en cuando, producen frutos en cantidades ingentes. Es el caso, por ejemplo, de las encinas o los acebuches, que son veceros. Los años de cosecha masiva, los consumidores (zorzales o ardillas) acabarán saciándose a partir de un cierto grado de consumo, con lo cual muchos frutos quedarán disponibles para generar nuevas encinas o nuevos acebuches.

Estancamiento por competencia

Además, el tamaño de las poblaciones no sólo se regula por depredación. También actúan otros procesos ecológicos como el parasitismo o la competencia. En cada grupo de especies pesa más uno u otro de estos procesos. En el caso de los conejos, el crecimiento puede depender del tamaño de su población o de la cantidad de otros herbívoros que coman lo mismo. A bajas densidades, la población crecerá de forma muy rápida pero, a medida que se vayan acumulando conejos, el alimento empezará a escasear y hará que la velocidad de crecimiento se ralentice.

Ese momento, por ejemplo, no ha llegado todavía en las poblaciones humanas. Hemos pasado de menos de 5 millones de personas en el Paleolítico a 7.000 millones a comienzos del siglo XXI. No está mal. Pero el actual ritmo de crecimiento no se mantendrá eternamente. Llegará un punto en que actuará la denso-dependencia, es decir, que cada vez tocaremos a menos. Debido a nuestros avances tecnológicos es muy difícil predecir cuándo vamos a alcanzar dicho punto. Ahora tiramos entre el 30 y el 40% de la comida que se produce, por lo que no parece que ésta sea un factor limitante. Podrían llegar a serlo las fuentes de energía. Pero si los combustibles fósiles fueran tan escasos que resultaran inasequibles al bolsillo medio, quizá la humanidad acabaría desarrollando la energía nuclear de fusión o la hidrólisis barata del agua (imitando a las plantas) para obtener hidrógeno limpiamente. Por tanto, el nivel de saturación humana del planeta, su capacidad de carga, es una variable difícil de predecir.

Detalle de las flores de una digital (Digitalis purpurea). Las plantas no se dejan explotar: aunque les demos más y más carbono, no producen más y más azúcares. La maquinaria fotosintética se satura. Si fija mucho carbono, fijará poco nitrógeno, y la planta necesita ambos elementos. (Foto del autor).

El número de especies

En diciembre de 2012 ya dejé caer que los procesos capaces de determinar el número de especies en una región biogeográfica no tienen por qué basarse en la saturación (1). Siguiendo a Wilson y MacArthur parecería que sí, que el número de especies se satura cuando llegan nuevas especies desde fuera del sistema al mismo ritmo que se extinguen localmente. Pero este razonamiento pasa por alto que las especies pueden surgir in situ y que aparecen con mayor rapidez cuantas más haya. Es decir, las especies llaman a las especies, como el dinero llama al dinero. Un ambiente cargado de especies puede fomentar la macro-especialización, lo cual conduce  a la generación de nuevas especies, llevando a ecosistemas lejos en este caso de la saturación. Los nichos ecológicos muchas veces más que existir son construidos por las propias especies. Así pues, es imposible saber cuántas especies llegará a tener un ecosistema dado. Que la diversidad llame a la diversidad puede ser uno de los factores que hay detrás del elevadísimo número de especies que encontramos en las latitudes tropicales, aunque no el único.  Si los nichos estuvieran definidos a priori y todos rellenos no podría entrar nadie más en los sistemas naturales. Los nichos ecológicos se construyen gracias a la presencia de otras especies y gracias a la gran plasticidad de los seres vivos que se encajan en las redes ecológicas sin que la evolución tenga nada que ver. Prueba de que los ecosistemas están lejos de la saturación es la entrada de especies exóticas.

Las plantas no se dejan explotar

También hemos hablado en otras ocasiones de cómo se las apañan las plantas para construir su cuerpo con el carbono presente en el aire que respiramos, en forma de dióxido de carbono (2). No hace falta ser muy vivo para darse cuenta de que las plantas deberían estar de enhorabuena si ahora estamos aumentando artificialmente la concentración de este gas en la atmósfera (por cierto, una concentración que es muy baja, pues se mide en partes por millón y no en tantos por cien como la del nitrógeno y la del oxígeno). Pero eso es sólo parcialmente cierto y viene a ser un caso similar al de los conejos y los linces. Hasta cierta concentración de dióxido de carbono la planta aumenta su productividad, pero llega un momento en el que la maquinaria fotosintética se satura. ¿Por qué? Por diversas razones en realidad. Por encima de cierta concentración de dióxido de carbono el enzima Rubisco (que cataliza la fijación del gas) se satura. Y no sólo eso sino que la maquinaria fotosintética necesita mucho nitrógeno y si se destina mucho (del escaso) nitrógeno a la fotosíntesis no queda para la necesaria síntesis de proteínas. Por otro lado si escasea el nitrógeno la planta destina más carbono a la producción de raíces con lo cual la maquinaria fotosintética se ve reducida. También se satura la fotosíntesis si la concentración de oxígeno es muy alta porque se inicia el proceso de fotorrespiración o metabolismo C2. Por otro lado si escasea el agua las plantas cierran los estomas lo que impide la entrada de dióxido de carbono, si la temperatura ambiente es muy alta los enzimas que catalizan la fotosíntesis se desnaturalizan, si la intensidad luminosa es muy alta o el número de horas de luz muy elevado también aumenta la fotosíntesis hasta alcanzar un punto de saturación de la maquinaria y si se proporciona luz de longitud de onda más energética que la visible de nada sirve pues la fotosíntesis evolucionó (en organismos vegetales acuáticos) para aprovechar sólo la radiación visible. Más en concreto la abundante radiación del rojo y la más energética del azul, desaprovechando el intermedio verde, razón por la cual vemos a las plantas de ese color.  Lo ideal para una planta sería invertir todo el carbono posible en fabricar hojas, ya que éstas son las que fotosintetizan. Sin embargo, las temperaturas extremas (por arriba o por abajo de un óptimo) o la escasez o super abundancia de agua determinan que las plantas destinen mucho del carbono fijado a otras estructuras corporales como raíces o tallos no fotosintetizadores, que consumen carbono al respirar. En definitiva, no podemos esperar de las plantas que produzcan sin cesar, que absorban todo el dióxido de carbono que lanzamos a la atmósfera. De hecho parece ser que los sistemas biológicos de absorción (como bosques terrestres o praderas submarinas) están ya alcanzando sus límites de saturación. Trabajan ya a toda máquina. 

El rendimiento de nuestro trabajo sigue curvas de saturación habitualmente. Es importante identificar los umbrales a partir de los cuales los resultados se estancan por mucho que ampliemos el esfuerzo. Lo mismo le sucede a los sistemas naturales. 

Lecciones prácticas

Las curvas de saturación pueden venirnos muy bien incluso para ahorrar trabajo. Por ejemplo, muchas veces se dedica más trabajo de campo de la cuenta para resolver un problema biológico. Sin embargo, por encima de un número de horas o de personas, el rendimiento no aumenta sino que se queda estancado. Es importante identificar esos puntos de estancamiento para optimizar la relación entre coste y beneficio de nuestro trabajo y no hacer esfuerzos en balde. 

Bibliografía

(1) Martínez-Abraín, A. (2014). Cómo crear materia viva a partir de la “nada”. Quercus, 339: 6-8.

(2) Martínez-Abraín, A. (2012). La única regla es el cambio. Quercus, 322: 6-8.

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No tan obvio

A veces, la actividad científica parece ser un cúmulo de obviedades. Pero las cosas no son tan obvias y sencillas al principio. Descubrirlas resulta más complejo y trabajoso de lo que pudiera parecer. En primer lugar, hay que darse cuenta de que algo constituye un objeto de estudio, lo cual ya tiene su miga, y después hay que averiguar por qué todo sucede de esa manera.

En un reciente artículo, nuestro equipo de investigación demostró que las fuentes de alimento de origen humano, altamente predecibles, como un basurero o los descartes de la flota pesquera, aumentan la eficacia biológica de las especies oportunistas (1). Como resultado, el tamaño de sus poblaciones aumenta, lo que tiene consecuencias en el funcionamiento de las redes tróficas, la composición de las comunidades o/y la estructura de los ecosistemas. Además, se alteran procesos ecológicos como la competencia entre especies, las relaciones entre depredadores y presas o el flujo de nutrientes. En definitiva, estas fuentes de alimento reducen la diversidad de las comunidades animales, aumentan la capacidad de adaptación de las especies oportunistas ante los cambios ambientales y alteran la variabilidad temporal del tamaño de las poblaciones.

Todos estos resultados pueden parecer obvios a primera vista, pero no lo son. Recuerdo los años de mi adolescencia, cuando teníamos que hacer censos de gaviotas invernantes en las costas de la Comunidad Valenciana. Decidimos que lo mejor era ir a contarlas al atardecer, cuando los barcos de pesca regresan a puerto y vienen escoltados por bandos de gaviotas atentas a la selección del pescado por parte de los pescadores. En aquella época (hablo de mediados de los 80) a mí me parecía poco más que una anécdota el hecho de que las gaviotas siguieran a los barcos de pesca. Las gaviotas, pensaba yo, pescan en el mar y así obtienen la mayor parte de sus recursos. Lo que puedan obtener de los descartes será una especie de complemento, poco relevante para su biología. Además, seguro que se unía el rechazo psicológico a pensar que los aportes humanos podían ser de importancia para las aves. “Las gaviotas son salvajes y saben cómo sobrevivir sin nuestra ayuda”, debía de meditar yo para mis inocentes adentros.

Gaviotas tras la estela de un barco de arrastre. A toro pasado, sabemos que los descartes pesqueros representan un porcentaje importante en la dieta de numerosos depredadores apicales marinos. Pero a primera vista no es tan sencillo intuir que una nube de gaviotas oportunistas detrás de un barco sea mucho más que una anécdota (foto: Maite Louzao).

Sin embargo, el tiempo y algunas mentes lúcidas, con las que con el tiempo tuve la suerte de trabajar, han demostrado que aquello de anécdota no tenía nada. Los descartes de la pesca, por ejemplo, aportan el 40% de los requerimientos energéticos de la población total de la amenazada pardela balear (Puffinus mauretanicus) en la plataforma Delta-Columbretes (2). Numerosos depredadores apicales de la fauna marina, como cetáceos, tortugas y aves, mantienen hoy en día una estrecha relación con las actividades humanas en todo el mundo. Una relación que no es en absoluto anecdótica en la dinámica de sus poblaciones. En algunos casos, como en las comunidades de mamíferos carroñeros, este factor afecta incluso a procesos microevolutivos (adaptativos) que se reflejan en el tamaño corporal (1).

Vedas de pesca y capturas accidentales

Ahí va otro ejemplo de aparente obviedad. Una de las principales razones de que se produzcan capturas accidentales de aves marinas en los palangres es que esta flota faena cuando descansa la de arrastre, ya sea por fines de semana, fiestas de guardar o vedas oficiales. En esos días es más alta la probabilidad de que un ave marina, habituada a obtener alimento detrás de los arrastreros, se dirija a una embarcación artesanal de palangre y caiga accidentalmente en los anzuelos cebados con sardina. Simplemente porque a falta de un recurso predecible y abundante buscan otro que lo sustituya. Estos resultados han sido obtenidos de manera independiente y casi simultánea por dos equipos españoles de investigación para la conservación (3, 4). Claro, pensará el lector, es obvio que si estas aves están acostumbradas a ir detrás de los arrastreros, busquen otra alternativa si falta esa fuente de alimento. Pero sólo resulta obvio cuando se conocen los detalles. Es un efecto de la interacción entre dos pesquerías distintas, nada menos. De primeras, uno tiende a pensar que pardelas y gaviotas se ven atrapadas por los anzuelos del palangre debido a las características propias de este arte de pesca, por ejemplo, la hora de calado, la zona donde se faena, la carnada utilizada y el tipo de anzuelo o su número. Pero, para deducir que el problema no está sólo en la propia pesquería, sino también en otra, hay que levantar la cabeza, mirar al horizonte con perspectiva global y olvidarse de los aspectos puramente locales. Es preciso un enfoque holístico, tan necesario en ecología.

Recuerdo que la primera pista sobre este asunto me la dio Valentín Tena, uno de los guardas de las islas Columbretes. Valentín se encontraba en una buena situación para dar con la clave del asunto, ya que conocía bien a las pardelas y, además, había estado enrolado como pescador. Una fusión poco habitual. Así que, gracias Valentín, ¡tenías razón! Nosotros sólo lo demostramos con números, pero la idea crucial fue tuya. Una idea, por cierto, que puede ser clave para mitigar los efectos negativos del palangre, ya que bastaría con que el palangre no faenase los días de descanso de la flota de arrastre. Así que la cosa tiene su miga conservacionista.

Extracción selectiva de especialistas

Puede que ya lo haya contado en alguna otra ocasión, pero aquí viene muy a cuento y es bueno repetir las ideas para que calen. Cuando nos enfrentamos a situaciones en las que una especie poco abundante está siendo depredada por otra más abundante, ecléctica y oportunista (adjetivos por cierto nada peyorativos que sólo indican una gran flexibilidad ecológica) nuestra primera reacción es pensar en hacer descastes, controles de población. Sin embargo algunos trabajos han demostrado que basta con extraer de la población un número muy bajo de especialistas, como por ejemplo gaviotas patiamarillas frente a paíños, para que el efecto se reduzca drásticamente (5).

Algo parecido sucede en el caso de la mortalidad de buitres en parques eólicos. No todos los molinos de un parque eólico son iguales: hay algunos que son “depredadores” selectivos y basta con identificarlos y pararlos para que las matanzas caigan en picado. Esto también parece obvio a toro pasado, pero no lo es. Requiere estudio y observación, averiguar que los molinos no matan al azar, sino que responden a un patrón determinista.

Las regiones del cerebro

Un último ejemplo de lo poco obvias que son las cosas hasta que las descubrimos es la manera de funcionar del cerebro. Gracias a las tecnologías de vanguardia, los neurólogos han averiguado que en nuestra corteza cerebral no todas las neuronas se encargan de todo. Hay regiones que gestionan el habla, el tacto, la movilidad, la visión o la audición. Se han distinguido diversos lóbulos (parietal, frontal, occipital, temporal) y se ha cartografiado la actividad de las neuronas en esas regiones. No entendemos casi nada de por qué eso es así, pero al menos sabemos que el neocórtex está compartimentado, que hay cierta división del trabajo, aunque el cerebro trabaje siempre por medio de una red de interacción entre partes. Llegar a esto desde la concepción aristotélica del cerebro (un órgano encargado de refrigerar la sangre) requiere una considerable sofisticación de los métodos de estudio. De hecho, nos ha llevado casi 2.400 años averiguarlo.

Adquirir conocimiento es una tarea costosa. Requiere trabajo e inspiración por igual. Y la mejor indicación de que hemos dado con algo interesante quizá sea que los hallazgos, mirados a posteriori, nos parezcan hasta “obvios”.

Bibliografía

(1) Oro, D. y otros autores (2013). Ecological and evolutionary implications of food subsidies from humans. Ecology Letters, 16: 1.501-1.514.

(2) Arcos, J.M. y Oro, D. (2002). Significance of fisheries discards for a threatened Mediterranean seabird, the Balearic shearwater Puffinus mauretanicus. Marine Ecology Progress Series, 239: 209-220.

(3) Laneri, K. y otros autores (2011). Trawling regime influences longline seabird bycatch: new insights from a small-scale fishery. Marine Ecology Progress Series, 430: 241-252.

(4) García-Barcelona, S. y otros autores (2010). Modelling abundance and distribution of seabird by-catch in the Spanish Mediterranean longline fishery. Ardeola, 57: 65-78.

(5) Sanz, A. y otros autores (2009). Evidence-based culling of a facultative predator: efficacy and efficiency components. Biological Conservation, 142: 424-431.

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Como un huevo y una castaña

La unidad de la vida es un hecho evolutivo, hasta tal punto que las sustancias fotorreceptoras de nuestros ojos parecen remontarse a las cianobacterias, como vimos en el detective del pasado mes de abril. Sin embargo, plantas y animales se separaron tan temprano en la historia de la vida que ni la ecología ni la evolución de ambos reinos son totalmente equiparables.

Aspiramos a tener leyes biológicas universales. Un deseo que no podrá hacerse realidad hasta que la exobiología, o biología de la vida extraterrestre, sea un hecho. No es un propósito imposible, pero sí difícil de conseguir. Casi tanto como tratar de conocer nuestra propia ecología en ambientes donde coincidieran varias especies de humanos. En realidad esa extensión heteroespecífica de nuestra naturaleza, a la que se debe que llevemos a cuestas el ADN de al menos cuatro especies de homínidos, quedará para siempre en el cajón de los deseos.

Parece más asequible, sin embargo, tratar de disponer de una biología que unifique toda la vida de nuestro planeta, sin duda una de las actividades más serias a las que puede dedicarse el intelecto humano. Procariotas, protistas, hongos, plantas y animales compartimos las mismas bases bioquímicas. Contamos con moléculas autorreplicantes y rutas metabólicas conservadas desde muy antiguo. Pero también somos muy diferentes.

Sésiles y móviles

Una de las principales diferencias es que las plantas son sésiles –es decir, están ancladas al sustrato– y eso determina toda su ecología. Algunos animales marinos, como corales y esponjas, tienen en eso un parecido notable con los vegetales. De hecho, las primeras formas vivas tenían simetría radial probablemente a causa de su naturaleza sésil. Si no te puedes mover del sitio, es mejor poder responder a los estímulos que te lleguen en un ángulo de 360º. Los animales bilaterales evolucionamos en realidad a partir de las larvas de las formas sésiles, que sí son móviles. Nuestra simetría bilateral proviene de ahí.

Que las plantas sean sésiles implica que no pueden salir corriendo ante una situación de peligro, como la que representa un herbívoro, y por eso han desarrollado todo tipo de sustancias químicas de protección. Por eso recurrimos a las plantas (y los animales sésiles marinos) en busca de posibles curas para nuestras enfermedades y no tanto a los animales terrestres móviles. En realidad, en mayor o menor medida, todas las plantas son tóxicas. Quieren que se consuma su néctar y su polen, porque con ello consiguen reproducirse sexualmente. También quieren que se consuman sus frutos, porque logran así dispersar sus semillas. Pero de ninguna manera quieren perder sus partes verdes fotosintéticamente activas, las placas fotovoltaicas de donde emana la energía química para fabricar precisamente su néctar, su polen y sus semillas. Así pues, es normal que los niños tengan una tendencia innata a evitar el consumo de verduras. Sus hígados, nuestros órganos por excelencia para eliminar sustancias tóxicas, están poco desarrollados y pequeñas dosis de hojas (pongamos inofensivas lechugas o espinacas) podrían resultarles dañinas. A eso se añade que encima no dejamos a los pobres niños comer tierra, cuando muchas veces lo intentan de forma instintiva. Ese hábito de comer barro tiene mucho sentido entre herbívoros y frugívoros, porque la arcilla también contribuye a eliminar tóxicos. La cocción tradicional en recipientes de barro debía ayudar en este proceso de eliminación de sustancias indeseadas en los vegetales cocinados (1). La cocción en cualquier recipiente es nuestra estrategia para vencer los tóxicos de las plantas; una ventaja a la que llegamos sólo después de dominar el fuego.

Los animales, por el contrario, podemos salir corriendo ante un peligro y no necesitamos estar dotados de un arsenal químico, como las plantas. Los que sí han desarrollado su propio arsenal de defensas químicas tienen escasa capacidad de desplazamiento y lo advierten a las claras con colores llamativos, para que quede claro el riesgo de ingerirlos. Es el caso, por ejemplo, de las coloridas babosas marinas (nudibranquios), lentas pero seguras.

Una castaña y un huevo de gallina. Símbolos de las enormes diferencias que median entre los mecanismos reproductores de animales y plantas, a pesar de tener un origen evolutivo común (Foto del autor)

Conservar plantas

De manera que conservar animales y plantas son empresas muy distintas, aunque a menudo nos empeñemos en aplicar las mismas reglas y estrategias a ambos mundos. Para empezar, es muy difícil asegurar que una planta se ha extinguido. La razón es que, aunque no la veamos durante años, sus semillas pueden estar presentes (aunque dormidas) en el suelo. De manera que, si llegan a darse determinadas condiciones ambientales, la planta vuelve a germinar para sorpresa de propios y extraños. Eso es impensable en el mundo de la conservación animal.

Los espacios protegidos probablemente tienen más sentido para seres sésiles que para seres móviles, a no ser que sean de enorme extensión o que se diseñen a modo de red en la que queden cerca unos de otros. En realidad, son islas inmersas en una matriz modificada y, en gran medida, inhóspita. Serían el equivalente de islas (no oceánicas, es decir, no volcánicas) que se originan sobre la plataforma continental con los ascensos del nivel del mar. Zonas que antes estaban unidas al continente y que luego quedaron separadas entre sí. Su destino, según predice la teoría ecológica, es la pérdida progresiva de especies desde el momento del aislamiento (2). Imagino que este problema es menos exagerado en el caso de las plantas, que en poblaciones isleñas desarrollan adaptaciones ante la escasez de individuos de la misma especie y también de polinizadores. Por ejemplo, pueden autofecundarse o modificar su ciclo reproductor para hacer más probable la polinización (3). Todo esto es impensable en el mundo animal. Sólo la dispersión en un paisaje fragmentado puede mantener a las especies en el tiempo, pero a cambio de un alto coste; o si no, que se lo digan a los casi 20 linces atropellados en el año 2014 en España.

Evolución en plantas y animales

Es tentador separar a plantas y animales como organismos que en el pasado domesticaron, respectivamente, cloroplastos y mitocondrias de vida libre. Pero sería falso. Las plantas no sólo tienen cloroplastos, sino también mitocondrias. Podríamos decir que las plantas son más complejas que los animales a escala celular. Gracias a los cloroplastos, fabrican su propio alimento a partir de la nada, como ya dije en otra ocasión (4), y luego queman lo sintetizado en las mitocondrias para recuperar la energía química contenida en los enlaces de esas moléculas, cuando la luz no está presente. De hecho la productividad efectiva de una planta es la resultante de restar a la fotosíntesis la respiración. Nosotros, los animales (seres heterótrofos), no seríamos nada sin las plantas; nuestra evolución habría sido inviable y, desde luego, ellas nos precedieron. Lo más parecido a una quimera planta-animal son algunos protistas (un tipo de paramecio o ameba) portador de cloroplastos. Pero los protistas (antiguos proto-zoos) no llegan a ser verdaderos animales (eu-meta-zoos), como no lo son tampoco las esponjas (para-zoos).

El argumento de mayor peso que separa a animales y plantas es el que Carlos M. Herrera aborda en la introducción de su libro sobre la alta variación dentro de un mismo individuo vegetal y como ello determina su interacción con los animales (5). Hace referencia a las diferentes estrategias de desarrollo en animales y plantas, diferencias debidas a que sus caminos evolutivos han sido independientes. En los animales, los linajes celulares reproductivos y somáticos divergen temprano en la embriogénesis, mientras que en las plantas las estructuras vegetativas y las reproductoras comparten un linaje celular común. Es decir, las células de las plantas retienen todo el potencial de diferenciación hasta muy tarde a lo largo de su desarrollo. Esto hace que sean seres modulares, construidos por repetición de un mismo módulo: el metámero. Las plantas son como un juego de construcción para niños, que fabrica el todo mediante adición de una secuencia de piezas idénticas, bajo la influencia de las características del medio.

Dos reinos, dos teorías

En definitiva, tanto la naturaleza sésil de las plantas como sus peculiaridades somáticas y el hecho de poder reproducirse asexualmente, hacen de ellas unos seres en los que la evolución procede por caminos muy distintos a los del reino animal. Así, en las plantas, las mutaciones somáticas (es decir del cuerpo) pueden ser transmitidas a las células reproductoras (gametos); la poliploidía (organismos con más de dos series completas de cromosomas) es habitual entre ellas y da lugar a nuevas especies vegetales de forma rápida; y la epigenética, que frecuentemente dota a las inmóviles plantas de plasticidad fenotípica (como fabricar hojas punzantes en su parte baja, al alcance de los herbívoros) es un mecanismo evolutivo más frecuente en el reino vegetal, aunque también se da en el reino animal (6).

Como dice Herrera, puede que necesitemos dos teorías evolutivas: una para las plantas y otra para los animales. La evolución se ha estudiado mucho más en los animales que en las plantas y las conclusiones obtenidas en un grupo no son necesariamente válidas para el otro. Eso nos aleja del ideal científico de obtener principios universales. Pero si Einstein y la teoría cuántica matizaron a Newton en lo tocante a las leyes físicas que son aplicables a lo muy grande (planetas) y a lo muy pequeño (partículas subatómicas), no es de extrañar que en biología nos veamos forzados a reconocer que las plantas y los animales, aun teniendo un origen común, son tan distintos como un huevo y una castaña. Ambos escogidos, medio en broma, como ejemplos de unidad reproductora de animales y plantas. 

Bibliografía

(1) Barlow, C. (2000). The ghosts of evolution. Basic Books. New York.

(2) Newmark, W.D. (1987). A land-bridge island perspective on mammalian extinctions in western North American parks. Nature, 325: 430-432.

(3) Pérez-Bañón, C. y otros autores (2007). Pollination in small islands by occasional visitors: the case of Daucus carota subsp. communatus (Apiacea) in the Columbretes Archipelago, Spain. Plant Ecology, 192: 133-151.

(4) Martínez-Abraín, A. (2014). Cómo crear materia viva a partir de la “nada”. Quercus, 339: 6-8.

(5) Herrera, C.M. (2009). Multiplicity in unity. The University of Chicago Press. Chicago.

(6) Skinner, M.K. y otros autores (2014). Epigenetics and the evolution of Darwin’s finches. Genome Biology and Evolution. Disponible en: Doi:10.1093/gbe/evu158.

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Mirar un árbol

A veces me vienen a la mente recuerdos de viejos programas de televisión que marcaron de alguna manera mi adolescencia, cuando uno adolece de casi todo. En un Detective anterior ya hablé del programa La segunda oportunidad y ahora pensaba en aquel de Mirar un cuadro. La oferta era entonces escasa, pero al menos lo que se hacía era de alta calidad; justo al contrario que ahora. En aquel programa, emitido en 1982-1984 y 1988, Alfredo Castellón nos enseñó a interpretar 109 obras del Museo del Prado y de otras pinacotecas españolas. Hoy quisiera emularle, pero no mirando una obra de arte humana, sino una obra de arte de la naturaleza: un árbol. Hablaré de cómo mirar un árbol para sacarle el máximo partido intelectual.

Si pensamos en árboles, en tipos de árboles, nos suele venir a la cabeza la típica clasificación que los divide en dos grandes bloques: los de hoja perenne y los de hoja caduca. Sin embargo, hay otra división ecológicamente relevante que no solemos tener tan en cuenta: la que separa a los árboles del dosel de aquellos que integran el sotobosque. Por ejemplo, un roble sería un árbol del dosel, mientras que majuelos y avellanos pertenecerían al sotobosque. Es más, la ecología de los árboles del sotobosque se ve influida por la de aquellos que se enseñorean por encima de sus copas.

Pensar en estos términos nos permite explicar cuestiones curiosas; como, por ejemplo, por qué florecen los almendros en pleno invierno, antes de que llegue la primavera. La manera más adecuada de explicar esta aparente aberración, ya que muchas veces se salda con la pérdida de un gran número de flores y la consiguiente mengua posterior en la cosecha de frutos, probablemente sea trasladar al almendro a su ambiente originario. El almendro (Prunus dulcis) procede de las regiones montañosas de Asia central, desde donde fue dispersado por los fenicios por todo el Mediterráneo. 

Así pues, en Iberia está fuera de sitio, aunque es obvio que se da bien. En sus montañas de origen, el almendro debía comportarse como un pequeño árbol del sotobosque que prospera a la sombra de árboles caducifolios de mayor talla. En tales circunstancias resulta ventajoso florecer lo antes posible, antes de que lo hagan los grandes árboles del dosel y acaparen los insectos disponibles. La opción es arriesgada, porque florecer en pleno invierno (o sea, en cuanto la temperatura pasa de los 6ºC en el mes de febrero) puede salir caro en términos de descendencia. Pero, a la larga, es mejor tener éxito de vez en cuando que no tenerlo nunca. Sobre todo si intentamos competir con esos gigantones que hay sobre nuestras cabezas.

Bosque de robles carballos (Quercus robur), castaños (Castanea sativa) y avellanos (Corylus avellana). Hay árboles de dosel y árboles de sotobosque. La floración invernal de algunos árboles, como el almendro (Prunus dulcis), sólo puede entenderse si nos trasladamos a los ecosistemas originarios y analizamos su papel como integrante del sotobosque (Foto del autor).

Una estrategia bien planificada

Otro asunto curioso, en el que a menudo no reparamos, es el orden en el que se dan los sucesos. Los árboles, por regla general, lo primero que hacen es florecer en cuanto apunta la primavera. Es decir, el número de flores no depende de las condiciones del árbol en el año presente, sino de las que se dieron en el año anterior, de las reservas que haya conseguido acumular. Así pues, el éxito reproductor del año en curso tiene mucho que ver con lo que pasó hace un año. El árbol se da prisa en emitir sus flores, las cuales son bastante baratas y no representan un excesivo consumo de energía. Así que pueden producirse rápidamente y en masa.  ¡Hay que asegurarse de que los insectos acudan a polinizarlas! Unos insectos ansiosos de recursos tras los fríos invernales y unas flores especialmente vistosas siempre que no queden ocultas por las hojas.

Sólo una vez que las flores están ya fecundadas despliega el árbol los paneles fotovoltaicos que representan sus hojas, para empezar a dotar de recursos a los frutillos en desarrollo. Ahora sí que requiere mucha energía para fabricar frutos grandes y complejos, atractivos para los dispersores de semillas, que es de lo que se trata al fin y al cabo en el juego de la persistencia sobre la biosfera. Por ejemplo, los frutos del madroño (Arbutus unedo), que son complejos y voluminosos, han de empezar a prepararse ya desde el año anterior y por eso hay arbolillos en flor cuando todavía persisten en sus ramas los frutos del otoño pasado.

Procesos en acción

En un árbol suceden innumerables procesos a lo largo del día. A pesar de su condición sésil, no falta dinamismo en sus vidas. Un proceso especialmente curioso es el de la redistribución del agua. El agua está entre los intersticios de las capas del suelo y, desde allí, tiene que llegar hasta lo alto de las copas de los árboles. ¿Cómo se las apañan? El mecanismo es curioso. A falta de una bomba tipo corazón, los árboles evaporan agua a través del envés de sus hojas y con ello generan una fuerza de succión de abajo arriba. Así de sencillo y de eficaz.

En realidad no lo hacen a propósito. Sencillamente las moléculas de agua son mucho más pequeñas que las de dióxido de carbono (por cada molécula de dióxido de carbono que entra salen entre 100 y 500 de agua) de manera que cuando el árbol abre sus estomas (esas ventanas ubicadas en el envés de las hojas) para captar CO₂ pierde agua sin querer. Un agua que se ha de reponer. El agua que se pierde por arriba tiende a ser reemplazada desde abajo: el proceso se llama evapotranspiración. Los árboles suelen hacer eso durante el día, aprovechando el calorcito del sol, excepto los que viven en climas muy calurosos que trabajan sólo de noche para evitar deshidratarse. La evaporación es mucho más débil durante la noche en climas templados y, por tanto, la succión del agua no da para llevarla hasta las copas, sino hasta la superficie del suelo. Lo cual tiene una ventaja para el árbol y es que el agua queda a la altura de sus raicillas secundarias, que son las que absorben mejor las sales minerales que la planta necesita para el desempeño de sus funciones vitales. Pero tiene además un efecto asociado que beneficia a muchas otras especies de plantas que crecen a su alrededor, que pueden aprovechar ese efecto de gran proveedor o facilitador de agua que desempeña el árbol, especialmente en climas mediterráneos donde ésta escasea en verano. No dejéis de releer el estupendo trabajo de Prieto y colaboradores al respecto, publicado en Quercus en 2013 (1).

Mientras esto sucede, el árbol está haciendo muchas otras cosas a la vez. Como un automovilista multitareas, que mientras conduce busca una emisora de radio o bebe un trago de agua. El proceso más obvio es el de la fotosíntesis, claro, del que ya hablé con detalle en el Detective del pasado mes de mayo (2). Las plantas van fabricando su cuerpo prácticamente a partir de la “nada”, en el sentido de que lo construyen sin apenas elementos sólidos. Los azúcares complejos de las plantas se sintetizan a partir del dióxido de carbono atmosférico y rompiendo moléculas de agua con ayuda de los fotones solares para extraer su electricidad interna en forma de electrones y átomos de hidrógeno cargados positivamente. La fotosíntesis es la magia del mundo vegetal. Obtener algo sólido a partir de gas y un líquido. Un antiquísimo descubrimiento del mundo bacteriano, de las cianobacterias en concreto  que, gracias a ellas, acabó pasando al mundo de las plantas terrestres. Un invento que ya quisiéramos los humanos saber imitar con igual eficiencia. Se acabarían todos nuestros problemas energéticos actuales y futuros de un soplido.

Guerra química

Además de fotosintetizar y bombear y redistribuir agua, los árboles despliegan varios tipos de estrategias vitales que tienen a la química como protagonista. Pueden, por ejemplo, generar compuestos que impiden el crecimiento de otras plantas en sus cercanías, para evitar competidores molestos. El fenómeno se denomina “alelopatía”, que no es una extraña “enfermedad de los alelos”, como parece sugerir tan desafortunado nombre. La alelopatía es muy habitual en ambientes donde escasean el agua o las sales del suelo y hace falta mantener a raya a los que buscan lo mismo.

Otro tipo de guerra química muy curioso es el que tiene lugar entre los árboles, sus potenciales consumidores de hojas y los depredadores de ellos (3). Ninguna planta quiere perder sus paneles fotovoltaicos, pues le va la vida en ello. A tal efecto, cuando comienza el ataque de un insecto herbívoro, la planta es capaz aumentar sus concentraciones de taninos tóxicos o de emitir compuestos volátiles que no sólo advierten a sus vecinos de lo que está sucediendo para que preparen sus propias defensas químicas, sino que esta información puede ser percibida por insectos depredadores o por las avecillas insectívoras del bosque, que acudirán al árbol que emite tan desesperadas señales de ayuda librándolo de su plaga.

¿Cómo ha podido evolucionar semejante cosa? Probablemente empezase como una comunicación entre distintos pies arbóreos (clones, individuos conectados en red por medio de hifas de hongos, parientes cercanos) que con el tiempo fue cortocircuitada por aves e insectos, con beneficios para ambas partes. 

Cooperación

Pero no todo son guerras ahí fuera. También hay mucha cooperación en el funcionamiento de un bosque. Las raíces de los árboles (en torno a dos tercios de la biomasa total del bosque, del cual los árboles son sólo la punta de un iceberg) están comunicadas con las hifas de los hongos que abarrotan el suelo. El árbol proporciona carbono a los hongos y los hongos le proporcionan al árbol nutrientes, a los que llegan con sus minúsculas hifas mucho mejor que las raíces. Las hifas a su vez conectan árboles entre sí, en red. Y no sólo adultos con adultos sino a los adultos con sus jóvenes pimpollos, a los que ayudan a crecer suministrándoles el carbono que los jovenzuelos aún no son capaces de fijar. En cierta medida podríamos decir que los árboles, a su manera, alimentan a sus crías, como muchos animales. Al final animales y plantas no son tan diferentes. Acaban haciendo cosas muy parecidas, aunque mediante mecanismos diferentes. Y muchas de las cosas que son capaces de hacer son más complicadas,  lo que justifica sus voluminosos genomas. 

Por último, me viene a la cabeza una reflexión final. Cuando miremos un árbol que sea de verdad viejo, como un olivo múltiples veces centenario, conviene reparar en que casi todo lo que vemos es materia muerta. La vida ya sólo corre fugazmente por su floema, las venas del mundo vegetal.

Agradecimientos

A Carlos M. Herrera, por nuestras hermosas y enriquecedoras conversaciones sobre los hábitos de almendros, almeces y otros árboles mediterráneos, de las que proceden buena parte de las ideas aquí vertidas.

Bibliografía

(1) Prieto, I.; Armas, C. y Pugnaire, F.I. (2013). Las plantas redistribuyen el agua acumulada en el suelo. Quercus, 330: 36-44.

(2). Martínez-Abraín, A. (2014). Cómo crear materia viva a partir de la “nada”. Quercus, 339: 6-8.

(3) Amo, L. y otros autores (2013). Birds exploit herbivore-induced plant volatiles to locate herbivorous prey. Ecology Letters 16: 1348-1355. 

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Rumiando una respuesta

No deja de sorprenderme lo complicado que es todo. A menudo pensamos que conocemos algo bien, incluso nuestros habituales modelos de estudio, y muchas veces acaba sorprendiéndonos a la larga con nuevas dimensiones desconocidas. Por ejemplo, todo naturalista sabe que existen dos tipos de mamíferos herbívoros: los que rumian y los que no. Pero ¿qué tipo de implicaciones tiene eso para ellos y para los ecosistemas que ocupan? Y ¿por qué se ha molestado la naturaleza en fabricar dos tipos tan distintos de sistema digestivo de herbívoro? ¿No bastaba con uno?

Si viéramos un desfile de mamíferos herbívoros en una pasarela ¿seríamos capaces de decir quién es rumiante y quién no? Los elefantes, rinocerontes y cebras (valen todos los équidos) no lo son. Las jirafas y todos los antílopes sí lo son. En general casi todos los artiodáctilos (es decir los mamíferos cuyas extremidades acaban en un número par de dedos de los cuales se apoyan en el suelo por lo menos dos) lo son, incluyendociervos, alces, cabras,  ovejas, camellos, llamas, vacas o bisontes.

La diferencia entre ambos grupos viene determinada por la localización de la “bolsa” que contiene las bacterias que digieren la comida vegetal que ingieren. Una vez más, un recordatorio de que éste es un mundo de bacterias. Ni el uro (rumiante) ni el caballo (no rumiante) serían nada sin su saco de bacterias. En el caso de los caballos y sus parientes la localización de las bacterias es al final del sistema digestivo, mientras que en el caso de los toros es al principio (en uno de los pre-estómagos). Ambos grupos sin embargo tienen el mismo tipo de bacterias para descomponer la celulosa de la pared celular de las plantas. Sólo es distinta su ubicación (1)

Vaca rubia gallega pastando (Foto del autor)

Ventajas e inconvenientes

Los no rumiantes han de comer mucho más que un rumiante de igual talla para extraer una cantidad similar de energía de la comida. Es decir, el rumiante es mucho más eficiente, punto 1. Los rumiantes además pueden comer y salir corriendo, porque digerirán lo ingerido lentamente y en un lugar seguro, lo que les hace menos vulnerables ante los depredadores, punto 2.  Los rumiantes además tienen la ventaja de ser capaces de producir el complejo de vitaminas B y todos los aminoácidos a partir de una dieta poco variada; punto 3. Los microbios que los no rumiantes tienen en el ciego y en el colon también son capaces de fabricar ambas cosas pero los no rumiantes sólo tienen acceso a ellas si se comen sus propios excrementos. Eso es exactamente lo que hacen los conejos. Ingerir sus excrementos con el fin de extraerles vitaminas y aminoácidos. Por otro lado los rumiantes reciclan el nitrógeno mejor, lo cual les confiere ventaja en ambientes pobres en nitrógeno; punto 4. En este tipo de ambientes un caballo se puede ver forzado a comer frutos tóxicos cargados de alcaloides (porque los alcaloides son ricos en nitrógeno) mientras que una vaca no padecería los efectos negativos de los alcaloides. Van más sobradas gracias a que los microbios de su estómago extraen el nitrógeno de los alcaloides. Por supuesto los microbios de un caballo podrían hacer lo mismo pero claro, ¡están al final del sistema digestivo! No tienen oportunidad de lucirse.

Sin embargo, los rumiantes tienen problemas con la acidez de los alimentos. Tienen que tener cuidado con lo que comen. Los frutos ácidos por ejemplo no les sirven porque destrozarían la flora bacteriana de sus complejos estómagos, amantes de medios alcalinos. Por eso su saliva es ligeramente básica. Incluso la hierba fresca de primavera les puede resultar dañina porque es rica en azúcares, que generan ácidos como producto de desecho de la actividad bacteriana (como ocurre en el caso de las caries humanas).  Los no rumiantes sin embargo no tienen ese problema porque la comida va a parar primero al estómago lleno de ácidos antes de pasar a los intestinos llenos de bacterias. Por otro lado, los no rumiantes tienen la ventaja de poder procesar materia vegetal más basta, como la corteza de los árboles.

Cuatro puntos a favor de los rumiantes frente a 2 para los no-rumiantes. Parecería que el mundo vegetariano entre los mamíferos debería ser de los rumiantes. Sin embargo, hay motivos suficientes para que en determinadas circunstancias los no rumiantes funcionen mejor y por tanto hay razones para que ambas estrategias se hayan visto apoyadas por selección natural.

Consecuencias ecosistémicas

El tipo de estrategia digestiva no sólo trae a la biosfera una mayor diversidad de estrategias y un mejor aprovechamiento de los recursos en ambientes heterogéneos. Tiene consecuencias mucho más complejas. Pensemos por ejemplo en el universo de la dispersión de las semillas de los frutos. Un proceso ecológico clave para el mantenimiento de los ecosistemas. Desde la perspectiva de un fruto, los no rumiantes son los preferidos. Los no rumiantes es más probable que expulsen semillas sin dañar (los rumiantes le dan varias vueltas al alimento en sus estómagos y los mastican varias veces hasta que quedan hechos añicos) y además no le hacen ascos a los frutos maduros o/y ácidos.

Las extinciones de megafauna mamífera del Pleistoceno (más tempranas en Eurasia, más recientes en América) no afectaron de manera similar a rumiantes y no rumiantes. Por ejemplo, diversas especies de rumiantes sobrevivieron a las extinciones en Norte América, como el alce, el bisonte, el reno, el ciervo, el buey almizclero, la cabra y el muflón de las Rocosas, el antílope americano, entre otros. Pero por el contrario los no rumiantes desaparecieron por completo. Los mejores dispersores de frutos. Se extinguieron (por sobrecaza humana en el paleolítico o bien por la suma de la sobrecaza y los cambios climáticos, según autores) los mastodontes, los gonfoterios y los mamuts (2). También los caballos, originarios de América del Norte. No regresarían a ese continente hasta que los “conquistadores” españoles los llevaron allí en el siglo XV. Hoy en día el mayor mamífero herbívoro no rumiante (autóctono y terrestre) en Norteamérica es el castor. Y en Sudamérica sólo sobrevivieron el tapir y tres especies de talla menor.

La extinción pleistocena de la megafauna de mamíferos (descendientes de linajes que reinaron a lo largo del terciario) fue una pérdida enorme en sí misma. Pero si pensamos en ese sesgo hacia la pérdida de no-rumiantes nos lleva a pensar en lo huérfanas que muchas especies de plantas se han debido quedar al perder sus dispersores. Algunas habrán conseguido otros sustitutivos por puro encaje ecológico en las redes tróficas de nuevos dispersores (algunos de ellos especies exóticas); otras se han beneficiado de la actividad humana gracias a sus apetitosos frutos (es el caso de papallas, mangos, chirimollas, aguacates y un largo etcétera). Por lo que respecta a nuestras tierras, pensad por ejemplo en el algarrobo. ¿Quién dispersaría esta legumbre tras la extinción de los équidos en el Mediterráneo si no hubiese sido cultivada por nuestra especie? O ¿quién dispersaría las parecidas pero tóxicas vainas del algarrobo del demonio Anagyris foetida? En este sentido me viene a la cabeza, ya como comentario final, la enorme falta que hace tener más en cuenta el papel de la megafauna perdida (por medio de sus sustitutos domesticados como caballos y toros) para contar con unos ecosistemas que funcionen de manera más parecida a como lo hicieron durante decenas de millones de años en el pasado.  No ya sólo dispersando especies sino manteniendo a raya a otras. ¿Cuántos humedales restaurados a golpe de billetera europea se cierran de vegetación ahora por carecer de ese elemento fundamental? ¿Cuántas especies de plantas esperan a esos fantasmas ecológicos perdidos como Penélope esperaba el regreso a Itaca de su querido Ulises tras la guerra de Troya?

Agradecimientos

Este trabajo se ha nutrido enormemente del contenido del libro de Connie Barlow, “The ghosts of evolution” publicado por Basic Books en Nueva York el año 2000. A ella mi reconocimiento.

Referencias citadas

(1) Barlow, C. 2000. The ghosts of evolution: nonsensical fruit, missing partners, and other ecological anachronisms. Basic Books, New York.

(2) Martin, P. S.  2005. Twilight of the mammoths: ice age extinctions and the rewilding of America. California Univesity Press. 

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Naturaleza neolítica

A menudo pensamos que la agricultura y la ganadería son obras maestras de nuestra especie, un excelso logro cultural que nos distingue del resto de las formas vivas. Sin embargo, bien mirada, la naturaleza está llena de ejemplos sofisticados de agricultura y ganadería, tanto a pequeña como a gran escala.

A primera vista, podría dar la sensación de que la naturaleza es fundamentalmente paleolítica, es decir, cazadora-recolectora. Los animales sobreviven cazando y recogiendo lo que encuentran. Sin embargo, la realidad es siempre mucho más compleja: hay formas de agricultura y ganadería que no son de reciente invención ni están protagonizadas por grandes vertebrados.

Hormigas agricultoras y ganaderas

Un caso bien conocido es el de las hormigas cortadoras de hojas de los géneros Acromyrmex y Atta que habitan en las selvas tropicales americanas. Con las hojas que cortan y mastican crean en el interior de sus hormigueros un lecho donde cultivan hongos de la familia Agaricaceae (la familia del champiñón común, para entendernos). Más adelante, estos hongos servirán de alimento a larvas y adultos. Así pues, entre hormigas y hongos se establece una relación mutualista compleja, ya que las primeras se ocupan de mantener libres de plagas a los segundos y estos les proporcionan su sustento vital. Incluso parece que las hormigas impiden la aparición de otros hongos parásitos mediante unas sustancias antimicrobianas que generan unas bacterias simbiontes que albergan en su interior. ¡Ahí es nada!

Aparte de las hormigas, el cultivo de hongos con fines alimenticios también ha sido desarrollado por termitas y por barrenillos del género Xyleborus. En ambos casos, los insectos acarrean esporas del hongo sobre su propio cuerpo hasta que acaban germinando en las galerías que excavan en los árboles.

Hormigas pastoreando a un grupo de pulgones sobre Galactites tomentosa. Las hormigas hicieron su particular tránsito a la ganadería mucho antes de que los humanos la inventaran a comienzos del Neolítico. Foto del autor.

En cuanto a la ganadería, un ejemplo asimismo bien conocido es el de las hormigas que pastorean pulgones. Ni siquiera hace falta viajar a la selva tropical para presenciarlo. Basta con fijarse en cualquier planta ruderal, por humilde que sea, incluso en un escenario tan pobre como las escombreras de los pueblos. Las hormigas se encargan de mantener a los pulgones libres de depredadores y competidores. A cambio, “ordeñan” el dulce y nutritivo líquido que segregan los pulgones a partir de los jugos vegetales. Tenían que ser las hormigas, con sus complejas sociedades, las más capacitadas para desarrollar unos medios de subsistencia no anclados en el Paleolítico.

Currucas que plantan su propio alimento

Más llamativos resultan los pajarillos que dispersan frutos y semillas en el matorral mediterráneo. En apariencia, currucas, petirrojos, colirrojos y mirlos son aves cazadoras-recolectoras. Durante buena parte del año se alimentan de los insectos que cazan y sólo durante el otoño se cambian a un régimen frugívoro para aprovechar la fructificación del matorral. Sin embargo, hay mucha complejidad encubierta.

Pensemos, por ejemplo, en las currucas cabecinegras (Sylvia melanocephala), legítimas residentes del matorral mediterráneo dado que habitan en él a lo largo de todo el año. Muchas otras especies que comen y dispersan frutos son en realidad “turistas” que sólo visitan la región mediterránea en los meses de otoño. Pero no deja de ser curioso que la labor de dispersión que realizan las avecillas migradoras otoñales coincida con los intereses de las especies residentes. Bien es cierto que, a corto plazo, las aves en paso consumen recursos que podrían aprovechar las residentes, pero también contribuyen a sembrar unos arbustos que, a largo plazo, supondrán alimento y hábitat tanto para sedentarias como para pasajeras. En caso contrario se habría establecido un conflicto histórico entre residentes e inmigrantes.

A juzgar por los restos fósiles encontrados, las currucas pueden llevar de 2 a 3 millones de años sobre el planeta. Durante todo ese tiempo han estado comiendo y dispersando sus frutos preferidos, dando con ello, sin querer, una forma particular al paisaje. Es decir, la maquia que vemos ahí fuera en las zonas mediterráneas no es una formación vegetal que da de comer a las currucas, sino que las currucas han hecho que sus plantas favoritas abunden ahora por doquier. Se mueven entre las plantas de su “huerto” (una huerta de lentiscos, aladiernos, acebuches, mirtos, madreselvas, madroños), crían sobre ellas y quizá se coman los insectos que estas plantas atraigan. En lugar de confiar en que provea la providencia, prefieren “arrimar el ascua a su sardina”.

Como recordaba en un artículo publicado en esta misma sección (1), las currucas fabrican su sustento a la chita callando; incrementan la capacidad de carga del medio y, en definitiva, dan forma al paisaje donde las vemos. En un plano metafórico, podríamos decir que la presencia de una curruca en un lentiscar no es muy distinta a la de un agricultor en un melonar. Al fin y al cabo, son artífices de sus respectivas obras. El azar no juega un papel tan importante como las preferencias deterministas. No sólo hay más lentiscos porque hay currucas dispersándolos, sino que hay más currucas porque ellas mismas se encargan de dispersar su fuente de alimento.

Juntos, pero no revueltos

Entramos así en un bucle que se retroalimenta de manera positiva: a más currucas más lentisco y a más lentisco más currucas. Ya tenemos el monte convertido en una fábrica de currucas y a las currucas convertidas en las ingenieras del paisaje. Como contaba Carlos M. Herrera en unos preciosos artículos publicados hace ya 25 años (2, 3), las currucas capirotadas (Sylvia atricapilla) pueden provocar que ciertas plantas hemiparásitas obligadas, como el bayón (Osyris quadripartita) desarrollen su parasitismo de manera preferente con una especie del matorral. Esto sucede porque las semillas del bayón viajan en las heces de las aves junto a las semillas de las plantas predilectas y, en consecuencia, acaban por germinar junto a éstas. Este proceso se retroalimenta positivamente en el tiempo. No hace falta pues invocar un mecanismo de coevolución para explicar la asociación entre lentiscos y bayones. Simplemente, el proceso ecológico de interacción entre plantas y dispersores de semillas acaba generando el patrón de asociación y abundancias relativas que observamos. A estos casos de íntima interacción entre especies, que no son el resultado de un proceso evolutivo, el ecólogo norteamericano Daniel Janzen los define como “ecological fitting” (4), algo así como un ajuste o encaje ecológico. El caso de las currucas y sus plantas nutricias, que Herrera denominó en su día “habitat shapping” (“dando forma al hábitat”) sería un caso de libro del proceso Janziano de “ecological fitting”.

Pero, curiosamente, tales procesos pueden sentar las bases de futuras relaciones evolutivas. Por ejemplo, desconozco si el torvisco (Daphne gnidium) y los acebuches (Olea europaea var. sylvestris) tienen en Mallorca algún tipo de asociación simbiótica mediada por micorrizas. Pero podrían acabar teniéndola porque los dispersores de ambas plantas suelen depositar sus excrementos (con las semillas de ambas plantas juntas o no) desde las ramas de los acebuches que hacen de posaderos o dormideros, lo que fomenta el crecimiento del torvisco bajo la copa de estos olivos silvestres. El escenario está servido para que, por medios naturales de selección, pueda prosperar una simbiosis si el azar ofrece la ocasión. La contingencia desde luego juega a su favor.

Los termiteros acaban convirtiéndose con el tiempo en viveros de árboles (y siendo por tanto destruidos) debido a la germinación de semillas recolectadas por las termitas y no consumidas. Las termitas plantan árboles pues y mantienen la estructura de la sabana arbolada tanto al cosechar gramíneas como al plantar árboles. Su efecto sobre el paisaje es mayor que el de los ejércitos de ungulados diurnos. Foto del autor en el parque nacional de Tsavo (Kenia).

Efectos sobre el paisaje

Estos ejemplos de organismos pequeños y discretos, pero capaces de llevar a cabo actividades que consideramos culturalmente sofisticadas, como la agricultura y la ganadería, deberían servirnos de doble lección. Por un lado, nos trasladan un mensaje de humildad. No somos tan importantes y tan singulares como pensamos, ni tan distintos del resto de la naturaleza. Somos más bien unos recién llegados, mientras que la naturaleza ha tenido millones de años para innovar, especialmente entre los insectos, que es el grupo zoológico más diverso.

Por otro lado, la naturaleza no es una escala de progreso que siga un curso de complicación progresiva. Entre los insectos pueden evolucionar técnicas “neolíticas” de autoabastecimiento independientes de la caza y la recolección, cuyas repercusiones en el paisaje sean enormes y diversas. La actividad agricultora del arrendajo, que siembra bellotas en el encinar, perpetúa el paisaje, le da forma y le garantiza, a la vez, una despensa a largo plazo. Pero también es cierto que las termitas siembran involuntariamente árboles en el paisaje abierto de la sabana. Una actividad que se vuelve en su contra, por cierto, al destruir los enormes edificios termiteros. De lo pequeño y lo simple emerge un patrón macroscópico complejo y mucho menos azaroso de lo que parece a primera vista. Cuando coinciden los intereses a corto plazo (como comer) y a largo plazo (como fomentar la disponibilidad del recurso comida), las especies han dado sin duda con una estrategia perdurable en el tiempo, sin necesidad de grandes cambios, hasta que las reglas del juego cambien drásticamente.

Bibliografía

(1) Martínez-Abraín, A. (2013). El reclamo de la curruca. Quercus, 329: 6-7.

(2) Herrera, C.M. (1988). Habitat-shaping, host plant use by a hemiparasitic shrub, and the importance of gut fellows. Oikos, 51: 383-386.

(3) Herrera, C.M. (1985). Habitat-consumer interactions in frugivorous birds. En Habitat selection in birds, 341-365. M. Cody (ed.). Academic Press. New York.

(4) Janzen, D.H. (1985). On ecological fitting. Oikos, 45: 308-210. 

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