En esta publicación de blog, la Dra. Martha Muñoz, profesora asistente de Ecología y Biología Evolutiva en la Universidad de Yale, EE. UU., analiza su artículo reciente, “The multidimensional (and contrasting) effects of environmental warming on a group of montane tropical lizards.”
Una versión en inglés de esta publicación de blog está disponible para leer aquí.
Sobre el papel
Nuestro estudio se centró en la exploración de la vulnerabilidad al calentamiento ambiental en un grupo de lagartijas (género Anolis) de altas elevaciones en la isla caribeña La Española (Hispaniola). En particular, estábamos interesados en explorar si patrones de vulnerabilidad variaban entre distintos ejes ecológicos. Encontramos que estas lagartijas (Anolis shrevei y A. armouri) son resistentes al calentamiento con respeto a su conducto y su ecofisiología. Descubrimos que están bastante adaptados al calor, tanto en sus límites térmicos como en sus temperaturas ambientales preferidas. Sin embargo, sus hábitats suelen ser bastante fríos. Nuestros modelos biofísicos predicen que el calentamiento debería liberar a estos lagartos del estrés por el frío sin amplificar también el estrés por el calor. Por lo tanto, en realidad podrían beneficiarse del calentamiento con respeto a horas disponibles de actividad (lo cual expande bajo el calentamiento ambiental). Sin embargo, descubrimos que la posibilidad de resiliencia conductual al calentamiento se yuxtapone con vulnerabilidad al calentamiento en diferentes ejes ecológicos. En particular, encontramos que el macrohábitat al que estos lagartos de montaña están inexorablemente vinculados (bosque de pinos de alta montaña) está a punto de encogerse a medida que el calentamiento empuja el bosque nuboso hacia arriba. Asimismo, un bosque latifoliado creciente y temperaturas ambientales más cálidas también hacen que los hábitats de gran altitud sean más acogedores para un pariente cercano (Anolis cybotes).
Anolis armouri, un lagarto de alta montaña en la isla (Foto: M. Muñoz)
Si bien predecir el destino final de estos anolis montanos bajo el calentamiento sigue siendo un desafío multidimensional, nos sorprendió lo diferentes que son los patrones de vulnerabilidad dependiendo de los ejes que uno examina. Por lo tanto, una perspectiva multidimensional puede ayudar a los investigadores a identificar los ejes de preocupación más próximos. En el caso de estos Anolis de alta montaña, la pérdida de hábitat podría ser una presión clave bajo el calentamiento ambiental, quizás más que los efectos directos del calentamiento en los patrones de actividad.
Acerca de la investigación
Durante varios años, yo (Marta) había estado visitando la República Dominicana para estudiar la ecofisiología y el comportamiento de los lagartos del género Anolis. Algunas cosas se me quedaron grabadas en todas estas expediciones de campo. Primero, hace mucho frío a gran altura. La Española (Hispaniola) es topográficamente compleja y sus cumbres montañosas superan los picos más altos en otras partes del Caribe por varios cientos de metros. Sin embargo, se pueden observar Anolis tropicales que viven incluso en las elevaciones más altas de la isla, en particular Anolis armouri (especie endémica a la Sierra de Baoruco) y A. shrevei (especie endémica a la Cordillera Central).
Un mapa topográfico que muestra elevación en La Española, y que indica las principales cadenas montañosas de la isla. Mapa hecha por Vincent Farallo
Que estos lagartos se encuentren en elevaciones tan altas es bastante notable. Estas especies forman parte de una radiación más amplia de Anolis conocidos como los “cibotoides”, los cuales son endémicos de la isla. Dentro de este grupo diverso (9 especies), solo A. armouri y A. shrevei se pueden encontrar a una altura tan alta. Dado que sus entornos son térmicamente desafiante, uno podría anticipar que la fisiología de los lagartos están adaptados al frío, lo cual significaría que estas especies de alta elevación podrían preferir temperaturas corporales más frías o exhibir una tolerancia al calor reducida que sus parientes de elevaciones más bajas (como Anolis cybotes).
Sin embargo, nada podría estar más lejos de la realidad. Me sorprendió mucho descubrir que la ecofisiología de estos lagartos está mas bien adaptada al calor, tal vez como si fueran distribuidas en elevaciones más bajas. De hecho, si alguien me diera un valor observado de tolerancia al calor, una temperatura corporal preferida, o una temperatura corporal estimada en el campo de un “cybotoid”, no podría identificar con precisión la especie de la cual se recopilaron esos datos. ¡Así de similares, incluso a gran altura, estos Anolis son en su ecofisiología! La única excepción es la tolerancia al frío, lo cual es más fuerte (es decir, más baja) en los ejemplares de gran altura. Entonces, la primera incursión en este trabajo se basó en la pura curiosidad. ¿Será en realidad el calentamiento ambiental una amenaza inmediata para estos lagartos? Para responder a esta pregunta, colaboré con el Dr. Vinny Farallo (profe en la Universidad de Scranton), en aquel entonces un postdoc en mi laboratorio, para construir una serie de modelos biofísicos para explorar los impactos del calentamiento en la actividad y el estrés térmico en los Anolis de alta elevación. Dada la preferencia por temperaturas relativamente altas y abundante tolerancias al calor en estos lagartos, encontramos que el calentamiento no debería limitar la actividad ni imponer estrés al calor en general. Por el contrario, la liberación del estrés con respeto al frío bajo el calentamiento en realidad aumenta las horas anuales disponibles para actividad.
Martha Muñoz con un Anolis cybotes (macho) de la República Dominicana (Foto: R. Castañeda)
Pero, después de esto, Vinny y yo empezamos a preguntarnos si había más que considerar. Sabía que los Anolis montañosos estaban inexorablemente vinculados a los bordes del bosque de pinos. En elevaciones más bajas, Anolis armouri y A. shrevei son reemplazados parapatricamente por su pariente cercano, A. cybotes, en el ecotono que separa el bosque de pinos de alta montaña del bosque latifoliado que se encuentra debajo. Decidimos unir fuerzas con dos botánicos, el Dr. Patrick Martin (Universidad de Denver) y el Dr. Ken Feeley (Universidad de Miami), para explorar qué podría suceder con la distribución de los bosques bajo el calentamiento. Patrick, junto con sus colegas, había estado monitoreando parcelas de bosque dominicano en grandes transectos de elevación durante casi dos décadas. Por lo tanto, teníamos un conjunto de datos excepcional de ocurrencias que podíamos usar para la tarea. Con estos datos, Ken construyó una serie de modelos de distribución bajo escenarios climáticos actuales y futuros. Descubrimos que se espera que el bosque nuboso rastree la pendiente ascendente del clima, lo cual puede restringir el extento de bosque de pinos. Al ver cómo el bosque nuboso estaba preparada para desplazarse hacia arriba, Vinny luego construyó una serie de modelos biofísicos adicionales para determinar cómo el aumento de las temperaturas podría afectar la disponibilidad de hábitats térmicos en la alta montaña para Anolis cybotes. El calentamiento transforma las altas alturas en ambientes más térmicamente hospitalarios, similares a los hábitats dentro del rango central actual de la especie. Estos dos factores, la pérdida potencial del macrohábitat y el transporte hacia arriba de un pariente cercano, podrían colocar a las especies endémicas montañosas en rangos cada vez más reducidos, a pesar de su resistencia conductal y fisiológica al calentamiento. Para estar claros, todas estas son proyecciones basadas en modelos usando datos actuales. En realidad, no está claro qué podría pasar con esos Anolis montañosos. Examinamos solo tres de los muchos factores potencialmente importantes para estos lagartos bajo calentamiento. Pero, en general, nos sorprendió lo variados que son los patrones de vulnerabilidad bajo el calentamiento. Y este es esencialmente nuestro mensaje más amplio: predecir el futuro de las especies en un clima que cambia rápidamente es un desafío multidimensional (quizás n-dimensional). Apreciar este matiz nos permite, por ejemplo, centrar los esfuerzos de conservación en los ejes más destacados de vulnerabilidad como (en este caso) el potencial de pérdida crítica del macrohábitat.
En una mañana fría y lluviosa en la Sierra de Baoruco, Martha Muñoz está esperando que salgan Anolis armouri de sus refugios nocturnos (Foto: E. Cook)
Tenemos algunas conclusiones que nos gustaría compartir. Primero, algunos ectotermos tropicales, especialmente aquellos en ambientes mucho más fríos que sus rangos térmicos preferidos y tolerancias de calor, probablemente serán bastantes resistentes al calentamiento, al menos más que otros tipos de ectotermos tropicales (por ejemplo, especies adaptadas a los interiores de bosques). Segundo, la resiliencia potencial en algunas dimensiones ecológicas puede verse socavada por la vulnerabilidad de otras. Por último, la exploración simultánea de la vulnerabilidad a lo largo de múltiples ejes ecológicos puede ayudar a identificar variables más próximas de interés para la conservación. En el caso de nuestros Anolis de alta montaña, la pérdida de hábitat parece ser una preocupación más inmediata bajo el calentamiento que la restricción de la actividad.
Vista de la Cordillera Central, en la República Dominicana (Foto: M. Muñoz)
Con referencia a las preguntas planteadas por nuestra investigación, Exploramos los patrones de vulnerabilidad al calentamiento en estos Anolis con respeto a tres ejes ecológicos. Pero la vulnerabilidad al calentamiento es un problema intrínsecamente multidimensional, y abarca numerosos efectos potenciales directos e indirectos. Nos encantaría saber, por ejemplo, cómo se alterará la disponibilidad de presas (como la abundancia de insectos) o la distribución de los depredadores con el calentamiento. ¿Cómo se combinan o equilibran los patrones de vulnerabilidad? Y, ¿cómo podemos convertir las inferencias en acciones de conservación basadas en el clima? Cualquiera que se sienta atraído por la biología podría querer leer este artículo, pero creo que el estudio será de particular interés para las personas interesadas en reptiles, el cambio climático, ecofisiología, la biología de organismos caribeños, y modelos de distribución.
Sobre la autora
Actualmente, soy Profesor Asistente en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Yale, EE. UU., y Curador Asistente de Zoología de Vertebrados, Museo de Historia Natural de Yale Peabody. Me atrajo la biología principalmente por un intenso deseo de comprender mejor el mundo natural. Esto me llevó a buscar oportunidades en ecología y a participar en investigaciones que se basaban en el campo. Mi investigación integra el comportamiento, la ecofisiología y la evolución. Absolutamente vital para mi programa de investigación son las observaciones ecológicas que hacemos en el campo. Todos los proyectos importantes en los que trabajamos en mi laboratorio se están de algún modo u otro en la ecología y con el tiempo que pasamos en compañía de los organismos en el campo.
Martha Muñoz (Foto: Dan Miller)
Creo que una de las presiones a las cuales se enfrentan los científicos en ecología y evolución es publicar resultados “positivos” utilizando enfoques de prueba de hipótesis. Sin duda, esta es una dimensión importante de la investigación. Pero los resultados “negativos” también son importantes y pueden decirnos algo igualmente importante sobre los fenómenos biológicos como los resultados “positivos”. Asimismo, los enfoques de prueba de hipótesis requieren que trabajemos dentro del marco de las observaciones existentes. A pesar de todas las hipótesis que ya tenemos sobre la biología, aún quedan más por descubrir. La historia natural y la exploración de campo basada en la curiosidad son los catalizadores de nuevas observaciones e ideas. Adopte tanto la prueba de hipótesis como el “descubrimiento” de hipótesis.
Me encanta leer, hacer caminatas y pasar tiempo con mi familia.
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