La crisis climática incrementa la sequía y podría desencadenar la abrupta desertización de muchos ecosistemas áridos, los cuales albergan un tercio de la población mundial. Este proceso podría tener un gran impacto en España, que cuenta con amplias zonas en riesgo de desertización y en 2023 registró el tercer año más seco desde que se tiene registro, hace sesenta años. 

Ahora una investigación participada por el Instituto de Biología Evolutiva (IBE), un centro mixto del  Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF), ha descubierto que la disposición espacial de la vegetación determina el grado de degradación de los ecosistemas áridos y su capacidad de resiliencia.

El estudio desvela que la vegetación presenta patrones organizativos característicos en condiciones ambientales estresantes, como la sequía, capaces de aumentar la resiliencia de los ecosistemas. Estos patrones proporcionan una herramienta de monitoreo muy útil en el control de los ecosistemas áridos. Sin embargo, si el territorio ya está degradado debido a la actividad humana, este sistema de resiliencia se pierde.

La vegetación se organiza para sobrellevar la escasez de agua

La estructura espacial de la vegetación en los ecosistemas de tierras secas ha fascinado durante mucho tiempo a los científicos debido a su apariencia llamativa, pues se observan islas de vegetación rodeadas por un suelo desnudo. Ahora el estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences arroja nueva luz sobre por qué las plantas se agrupan de esta manera.

“Este trabajo es parte de un esfuerzo internacional para entender la naturaleza de la resiliencia de los sistemas áridos” Apunta Ricard Solé, investigador ICREA del Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida de la UPF e Investigador Principal del Laboratorio de Sistemas Complejos en el IBE. “Se prevé que sufriremos sequías extremas debido a la crisis climática, por lo que es vital comprender cómo responden los ecosistemas ante la escasez de agua”.

Al combinar datos de campo de 115 sitios de todo el mundo, modelos matemáticos y teledetección, la investigación muestra que la forma en que la vegetación está organizada en el espacio actúa como un cortafuegos contra el colapso del ecosistema cuando aumenta la aridez.

Representación gráfica del Tipping Point que ya ha afectado algunos lugares y que puede afectar en el futuro estos ecosistemas áridos, pudiendo transicionar hacia estados degradados de forma abrupta. Crédito a Ricard Solé.

Los científicos han descubierto que las plantas crecen con mayor espacio entre ellas a medida que aumenta la aridez. Cuanto más seco es el ambiente, más espaciada está la vida vegetal en ese territorio. Esto hace que los ecosistemas saludables de tierras secas puedan adaptarse mejor a la escasez de agua y las altas temperaturas, aumentando su resiliencia a la desertificación.

Los ecosistemas que ya están degradados no pueden resistir la sequía

El equipo advierte de que la capacidad de los ecosistemas para responder adecuadamente al cambio climático podría verse comprometida si ya sufren de degradación causada por el ser humano, por sobre pastoreo, biodiversidad empobrecida y explotación de recursos.

En estos casos, la capacidad adaptativa de la vegetación se pierde, disminuyendo la resiliencia de los ecosistemas áridos y aumentando, al mismo tiempo, la degradación y la escasez de agua. Gracias al estudio, no obstante, se puede identificar esta degradación.

Una nueva herramienta para el monitoreo de la crisis climática

Los científicos sugieren que monitorear los cambios, o la falta de cambios, en los patrones espaciales de la vegetación de los ecosistemas áridos podría usarse como un indicador temprano de degradación. Esto podría ser un paso crucial hacia el desarrollo de herramientas para ayudar a gestionar y preservar los ecosistemas de tierras secas en un mundo más cálido y seco.

“En mi línea de investigación, los resultados del estudio también servirán de base para desarrollar estrategias de intervención con biología sintética.” Añade Ricard Solé.

Además, debido a que el patrón de vegetación también es clave en otros sistemas naturales, como las comunidades microbianas o los humedales costeros, los resultados del estudio también podrían tener implicaciones para sistemas distintos de las zonas áridas.

Artículo referenciado:  

Kéfi S, Génin A, Garcia-Mayor A, Guirado E, Cabral JS, Berdugo M, Guerber J, Solé R, Maestre FT. “Self-organization as a mechanism of resilience in dryland ecosystems”; (2024) Proc Natl Acad Sci U S A. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2305153121