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El pasado mes de enero fue el comienzo de año más caluroso jamás registrado en el planeta, superando por 0,03°C a los primeros días de 2016. El hito fue uno más de un período marcado por calores extremos, los cuales han diezmado poblaciones completas de animales alrededor del mundo; desde colonias de mejillones en Nueva Zelanda a las comunidades de lagartos de climas fríos.

Si bien la conexión entre el aumento variable de las temperaturas y la mortalidad de los organismos es un hecho científico establecido, la magnitud del impacto que estos cambios tienen sobre especies específicas, y en condiciones ambientales naturales, seguía siendo un misterio para la ciencia.

O al menos lo era hasta ahora, cuando un grupo de investigadores chilenos, húngaros y españoles liderados por el ecólogo Enrico Rezende, desarrolló y validó un modelo matemático que permite predecir la mortalidad de diversos organismos sometidos al cambio fluctuante de las temperaturas en sus propios ambientes.

“Predecir la muerte por calor en la naturaleza es un desafío, porque la temperatura y el nivel de estrés de un animal, especialmente de las especies pequeñas y en el contexto del cambio climático actual, pueden fluctuar notablemente en el transcurso de los días y a través de las estaciones”-Francisco Bozinovic,académico UC,  co-autor del estuidio, Premio Nacional de Ciencias Naturales 2020

“Hasta ahora, los científicos no habíamos podido extrapolar la tolerancia térmica propia de cada especie –esto es, la temperatura a partir de la cual los individuos de una especie empiezan a morir– observada en el laboratorio, al mundo real”, explica Rezende, académico de la Facultad de Ciencias Biológicas e investigador del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad, CAPES UC. “A lo más, contábamos con un límite crítico máximo, fijo, que no incorporaba la variabilidad térmica en la ecuación. Ahora poseemos un modelo dinámico que cuantifica el estrés térmico acumulado en el tiempo”.

En esa misma línea, el también académico de la UC y co-autor del estudio, Francisco Bozinovic, Premio Nacional de Ciencias Naturales 2020, comentó que “predecir la muerte por calor en la naturaleza es un desafío, porque la temperatura y el nivel de estrés de un animal, especialmente de las especies pequeñas y en el contexto del cambio climático actual, pueden fluctuar notablemente en el transcurso de los días y a través de las estaciones”.

“Conocer la tolerancia térmica de insectos y otros organismos ectotermos pequeños en un contexto de cambio climático ayudará, por ejemplo, a evaluar el impacto de la pérdida de estos organismos sobre las redes tróficas o de polinización dentro de un ecosistema"-Enrico Rezende, académico Facultad de Ciencias Biológicas e investigador de CAPES UC.

Los investigadores se basaron en estudios históricos asociados a la especie de mosca de la fruta Drosophila subobscura para predecir, por medio de una serie de análisis, cómo aumenta la tasa de mortalidad de distintos organismos a medida que éstos se someten a cambios de temperatura más extremas y fluctuantes, como los vividos regularmente en los últimos tiempos a causa del cambio climático.

“A partir de este trabajo, podremos predecir el impacto que tendrán sobre distintas especies animales las numerosas olas de calor que se producen hoy alrededor del mundo”, añade Rezende. Para el investigador, conocer la tolerancia térmica de insectos y otros organismos ectotermos pequeños en un contexto de cambio climático ayudará, por ejemplo, a evaluar el impacto de la pérdida de estos organismos sobre las redes tróficas o de polinización dentro de un ecosistema.

“Lo más significativo es que el modelo propone que las temperaturas ambientales relativamente bajas, es decir, las que están por debajo de la tolerancia máxima estimada en el laboratorio, pueden causar una mortalidad sustancial y el colapso de la población a lo largo del tiempo”, explica Bozinovic.

Para testear qué tan bien predice el modelo la mortalidad de los insectos en sus respectivos ambientes, los investigadores se valieron de los datos históricos de campo recopilados por el destacado genetista chileno y Premio Nacional de Ciencias 1987, Danko Brncic, quien entre los años 1984 y 1991 monitoreó como fluctúan las poblaciones de moscas en Santiago en el transcurso del año. Sus cálculos basados en las temperaturas observadas durante esos años en la capital de Chile muestran que estas fluctuaciones pueden explicarse por mortalidad debido al calor.

“Con este modelo se abre la posibilidad de trasladar lo que sabemos de cada animal en el laboratorio a su hábitat y condiciones ambientales específicas, permitiéndonos contestar preguntas para cada especie y lugar. Qué regiones o qué grupos de organismos, por ejemplo, se verán más afectadas ante el aumento gradual de las temperaturas”-Enrico Rezende, ecólogo

“A nivel del tiempo en que los individuos empezaban a morir y la tasa de sobrevivencia, el modelo consiguió un 0.999 de predictibilidad, es decir, se trata de un modelo extremadamente fiel”, expresa Rezende. De hecho, la prueba les permitió notar cómo el cambio climático ha afectado la mortalidad de Drosophila subobscura en los últimos 30 años, adelantando casi en un mes el momento del año a partir del cual su población empieza a disminuir debido al calor.

En opinión del ecólogo, este trabajo “abre una caja de pandora”, con respecto al estudio de los efectos de la temperatura, y específicamente del calentamiento global, sobre la capacidad de supervivencia de los organismos en particular y la resiliencia de las especies en general. “Los efectos de la temperatura sobre los individuos es especie-dependiente. Con este modelo, se abre la posibilidad de trasladar lo que sabemos de cada animal en el laboratorio a su hábitat y condiciones ambientales específicas, permitiéndonos contestar preguntas para cada especie y lugar. Qué regiones o qué grupos de organismos, por ejemplo, se verán más afectadas ante el aumento gradual de las temperaturas”, concluye.

El trabajo, publicado en la prestigiosa revista Science, contó con la coautoría de los investigadores Francisco Bozinovic, de la P. Universidad Católica de Chile y CAPES, András Szilágyi, de la Eötvös Loránd University (Hungría), y Mauro Santos, de la Universidad Autónoma de Barcelona (España).

Autor

Pontificia Universidad Católica de Chile

Coloquialmente conocida como «la Católica», es una universidad privada tradicional de Chile, una de las trece universidades católicas en el sistema universitario chileno​ y de las seis universidades católicas tradicionales del país. Fue creada hace 131 años, el 21 de junio de 1888, por el arzobispado de Santiago de Chile. La Santa Sede le concedió el título de «Pontificia» en febrero de 1930. Al ser una universidad pontificia, depende directamente de la Santa Sede y de la Iglesia católica chilena, por medio del arzobispado de Santiago.