Pérdida de biodiversidad: ¿Hasta dónde puede resistir la vida en la Tierra?
Cuando oyes la palabra biodiversidad, ¿qué imagen te viene a la cabeza? ¿Animales icónicos como los elefantes africanos, los lobos grises y las ballenas jorobadas? ¿Especies de coral multicolores que forman un sistema de arrecifes?, ¿o quizás bacterias y microbios que regulan los nutrientes en el suelo o fitoplancton que libera oxígeno y vive en las zonas iluminadas por el sol del océano?
Si bien la biodiversidad abarca a todos los organismos vivos, el concepto se extiende más allá de la mera diversidad o abundancia de las especies. También comprende la variedad infinita de genes que permiten a los animales y a las plantas adaptarse y sobrevivir, así como la diversidad de los ecosistemas planetarios y las diferentes funciones que desempeñan los organismos y los ecosistemas en nuestro mundo estrechamente conectado.
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En resumen, la biodiversidad es el entramado vivo de las especies y los ecosistemas que forman la base de la vida en la Tierra. Por supuesto, la humanidad es parte de la biodiversidad, pero también es un vector de la pérdida de biodiversidad. El Homo sapiens puede impactar negativamente en las especies y los ecosistemas a través de una multitud de acciones, pero también dependemos de la biodiversidad para obtener alimentos, energía, medicinas, seguridad económica y nuestro bienestar general.
Hongos Coprinopsis en un bosque templado de los EE. UU. La biodiversidad global incluye todas las especies del mundo y las variedades infinitas de genes que permiten a los animales y las plantas adaptarse y sobrevivir. La integridad de la biosfera también comprende la diversidad de los ecosistemas planetarios, y las diferentes funciones que los organismos y los ecosistemas desempeñan en nuestro mundo estrechamente conectado. Imagen de Rhett A. Butler/Mongabay.
Puesto que la biodiversidad abarca una amplitud tan extensa de organismos, ecosistemas y genes, puede ser difícil de entender el alcance total del impacto de la humanidad en ella, sobre todo cuando se tiene en cuenta el hecho de que solo conocemos un 20 % de las especies de la Tierra. Sin embargo, hay muchos indicadores que sugieren que las actividades humanas están ejerciendo una presión excepcional sobre la biodiversidad.
Por ejemplo, la Plataforma Intergubernamental Científico-normativa sobre la Diversidad Biológica y Servicios de los Ecosistemas (IPBES, por sus siglas en inglés) estima que alrededor del 77 % de la tierra y el 87 % de los océanos han sido alterados por los humanos, lo que ha llevado a una pérdida del 83 % de la biomasa de los mamíferos silvestres, y la mitad de la biomasa de las plantas del mundo. La IPBES también indica que, en la actualidad, más de un millón de especies de plantas y de animales están en peligro de extinción, lo que nos podría poner en el camino hacia lo que se ha denominado la sexta extinción masiva de la Tierra.
La pregunta que atormenta a los científicos es: ¿llegará un momento en el que la humanidad habrá empujado la biodiversidad más allá del punto de recuperación, que ponga en peligro la estabilidad del sistema operativo de la Tierra y ponga en peligro a la humanidad y posiblemente la vida como la conocemos?
Los investigadores han estado lidiando con esta pregunta desde el desarrollo del marco de los límites planetarios, una teoría que sostiene que la Tierra tiene nueve subsistemas o procesos biofísicos con límites claros más allá de los cuales no pueden soportar la presión antropogénica. Si la humanidad permanece dentro del “espacio operativo seguro” de estos límites, la teoría sostiene que la vida puede prosperar. Si se cruzan los umbrales, la humanidad puede empujar a la Tierra a un nuevo y peligroso estado que no es tan adaptable a la vida como la conocemos.
Aunque ha habido intentos por definir un umbral global para el límite planetario de la biodiversidad, no se ha extraído ninguna conclusión. Sin embargo, una cosa en la que los investigadores tienden a estar de acuerdo es que es muy difícil medir y definir la pérdida de biodiversidad, especialmente a nivel mundial. Sin embargo, eso no quiere decir que la biodiversidad no esté en apuros; hay muchas formas de ver que la humanidad está poniendo una presión extrema sobre la biodiversidad, y en el proceso, pone en peligro la integridad de nuestro mundo.
Especies vertebradas cumulativas registradas como extinguidas, o extinguidas en estado salvaje, por la UICN (2012). La línea negra de puntos representa el ritmo original. Esto se considera un “estimación altamente conservadora”. Es importante destacar que este índice no mide las pérdidas entre muchos millones de otras especies en los reinos animal y vegetal. Imagen de Ceballos et al. (2015) vía Earth.org.
¿Un umbral global para la pérdida de biodiversidad?
En 2009, Johan Rockström, del Centro de Resiliencia de Estocolmo, junto con un equipo internacional de investigadores, publicó un artículo que introducía el concepto de límites planetarios. La teoría sostiene que hay nueve procesos de sistema terrestre que ayudan a regular el planeta, pero que estos procesos tienen límites más allá de los cuales no puede resistir el cambio ambiental. Originalmente, estos se describieron como el cambio climático, el índice de pérdida de biodiversidad, la interferencia con los ciclos de nitrógeno y fósforo, el agotamiento del ozono, la acidificación del océano, el uso global del agua dulce, los cambios en el uso de la tierra, la contaminación química y otras contaminaciones, y la carga de aerosoles atmosféricos.
Se demostró que algunos de los límites tenían umbrales globales claros. Por ejemplo, el límite planetario para el cambio climático se fija principalmente por la concentración atmosférica de 350 partes por millón por volumen de dióxido de carbono. Como este límite ya se superó a finales de los 80, los investigadores dicen que hemos entrado en una zona de peligro.
La pérdida de biodiversidad dentro del marco de los límites planetarios se definió inicialmente por los índices de extinción, que medían el número de especies por millón de especies que se extinguían cada año. Si bien los registros fósiles muestras que las extinciones ocurren de manera natural, se estima que los índices de extinción actuales son entre 100 y 1000 veces más altos hoy en día de lo que se considera natural. Incluso se espera que este índice se multiplique por diez a lo largo del siglo.
Los nueve límites planetarios, en sentido contrario a las agujas del reloj desde arriba: cambio climático, integridad de la biosfera (funcional y genética), cambio del sistema de tierras, uso de agua dulce, flujos biogeoquímicos (nitrógeno y fósforo), acidificación de los océanos, contaminación por aerosoles atmosféricos,, agotamiento del ozono estratosférico, y liberación de nuevos productos químicos (incluidos metales pesados, materiales radioactivos, plásticos y más). Imagen cortesía de J. Lokrantz/Azote basada en Steffen et al. 2015 (vía el Centro de Resiliencia de Estocolmo).
Los investigadores utilizaron esta medición para sugerir que la humanidad ha transgredido el límite de la biodiversidad y entrado en una “zona de peligro”. Aun así, reconocen que utilizar las extinciones como una medida es imperfecto ya que es “muy difícil” identificar un límite para la pérdida de biodiversidad que empujaría a la Tierra hacia un nuevo estado tanto a nivel regional como global.
“Nuestra razón principal para incluir la diversidad biológica como un límite planetario es su papel en proporcionar funciones ecológicas que apoyan los subsistemas biofísicos de la Tierra y, por lo tanto, provee la resiliencia subyacente de otros límites planetarios”, escriben los autores. “Sin embargo, nuestra valoración es que la ciencia es, hasta el momento, incapaz de proveer una medida límite que capture, a nivel agregado, el papel regulador de la biodiversidad”.
Belinda Reyers, profesora de ciencias de la sostenibilidad en la Universidad de Pretoria, Sudáfrica, y asesora principal del Centro de Resiliencia de Estocolmo, está de acuerdo en que los índices de extinción son un mal indicador de la pérdida de biodiversidad global por varios motivos. Por un lado, Reyers señala que la pérdida de biodiversidad tiende a centrarse en las especies vertebradas, las cuales representan menos del 2 % de todas las especies descritas. En segundo lugar, los índices de extinción no tienen en cuenta factores importantes como las diferencias en abundancia y distribución entre las especies, que afectan a los ecosistemas de maneras complejas. En tercer lugar, los índices de extinción tienden a ser estimados mucho después de la extinción, lo que significa que no se pueden utilizar para pronosticar nuestra estrategia hacia un umbral crítico.
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Luego está el problema de que las extinciones tienen “muy poca influencia sobre los ecosistemas que operan a escalas relevantes al espacio operativo seguro”, dijo Reyers a Mongabay. Por ejemplo, la pérdida de una especie de salamandra puede que no tenga un gran impacto en un ecosistema si la población y variedad de la especie eran pequeñas, y si otras especies continúan cumpliendo funciones parecidas dentro de una comunidad natural.
“Las especies son un aspecto realmente importante de la biodiversidad, son cosas que importan a las personas [y] los índices de extinción de las especies son muy altos y malos”, dijo Reyers. “Sin embargo, no hay una fuerte relación entre los índices de extinción de las especies y la función de la biosfera”.
“Componentes de la vida”
En un artículo de 2014, Reyers y otros investigadores argumentan que la pérdida de biodiversidad podría medirse con mayor precisión mediante tres conceptos: diversidad genética, diversidad funcional e integridad del bioma. Cuando se perfeccionó el marco de los límites planetarios en un artículo de 2015, cuya coautora es Reyers, el límite de la biodiversidad se reestructuró como “integridad de la biosfera” para incorporar todos los ecosistemas y organismos del mundo y sus relaciones entre sí. La integridad de la biosfera también se dividió en dos componentes, definiéndola como diversidad genética y diversidad funcional.
La diversidad genética, en el sentido más simple, es la variación de los genes que se encuentran en las formas de vida. Es el número total de genes, pero también cómo se diferencian entre sí. Como lo explica Reyers, la diversidad genética son los “componentes de la vida”.
“Cuánta más diversidad tengas, más opciones tienes”, dijo Reyers. “Así que, por ejemplo, solíamos comer 75 especies de cultivos. Ahora, comemos en su mayor parte cinco especies de cultivos, y esas otras 70 especies, con el tiempo van desapareciendo… y eso nos reduce la base de recursos con lo que hacer frente al cambio climático, porque no sabemos si algunos de esos otros 70 cultivos podrían haber sido mejores en un entorno más caliente o con escasez de agua”.
La diversidad funcional se refiere a los papeles que juegan los organismos en un ecosistema. Por ejemplo, algunas especies descomponen los residuos. Otros apoyan la regeneración de las plantas a través de la diseminación de las semillas. Si se pierden las especies que realizan ciertas funciones, puede haber consecuencias devastadoras para los ecosistemas, dice Sarah Jones, experta en biodiversidad e investigadora en el Consorcio de Alimentos, Agricultura, Biodiversidad, Uso de la Tierra y Energía (FABLE, por sus siglas en inglés) de la Coalición para la Alimentación y Uso del Suelo (FOLU, por sus siglas en inglés).
“Si perdemos todos los microorganismos del suelo, por ejemplo, esto podría tener un impacto catastrófico en la diversidad de las plantas”, dijo Jones a Mongabay. “Por lo que mirar la diversidad funcional es una forma eficaz de captar cuando las cosas están yendo realmente cuesta abajo”.
Los escarabajos peloteros son dispersores de semillas secundarios e importantes para la diversidad funcional, que se refiere a las funciones que desempeñan los organismos en un ecosistema. Si se pierden las especies que realizan ciertas funciones, puede haber consecuencias devastadoras para los ecosistemas. Las poblaciones de escarabajos peloteros están disminuyendo en las selvas tropicales brasileñas modificadas por el hombre, que reduce sus servicios ambientales y altera la composición de los bosques. Imagen de Bayhaus vía Pixabay.
El estudio de los límites planetarios de 2015 sostiene que la diversidad funcional podría medirse utilizando el Índice de Integridad de la Biodiversidad (BII, por sus siglas en inglés), un indicador que mide la abundancia de las especies en función de las presiones humanas, a la vez que tiene en cuenta la funcionabilidad de las especies. Sin embargo, los autores apuntan que no hay una relación clara entre el BII y las respuestas del sistema terrestre, por lo que solo lo utilizan como una variable de control provisional para la diversidad funcional.
En lo que se refiere a la diversidad genética, los autores siguen utilizando las tasas de extinción. Reyers dice que, si bien los índices de extinción incorporan la diversidad genética y, por lo tanto, pueden actuar como un “substituto aceptable”, aún no es la herramienta óptima para medir. La razón se debe a que, por ejemplo, “se asume que perder un elefante tiene el mismo impacto en la diversidad genética que si perder un tejón australiano, [pero] sus genes son muy diferentes, y cada uno juega un papel muy distinto”, explica la experta.
En otras palabras, un umbral global para la pérdida de biodiversidad —o integridad de la biosfera, como se la conoce ahora— sigue siendo totalmente incierto.
“No podemos decir si ya hemos cruzado ese umbral o no”, dijo Reyers. “Sin embargo, podemos decir, sin dudas, que sí estamos perdiendo demasiada biodiversidad. Si miramos a la escala subglobal de los biomas [y] miramos el riesgo al que nos enfrentamos en la pérdida de los arrecifes de coral, en la pérdida de biomas como la tundra ártica… probablemente sea apropiado decir que estamos muy cerca de exceder algunos límites que van a ser bastante perjudiciales para el sistema [de la Tierra] y nuestras vidas en él”.
La diversidad genética del sorgo (izquierda) y del mijo (derecha). Los investigadores dicen que la diversidad genética son los “componentes de la vida”. La diversidad genética también ayuda a proporcionar resiliencia a las especies en un mundo que cambia rápidamente. Imagen de ICRISAT vía Flickr (CC BY-NC 2.0).
“No es un proceso gradual”
Aunque es difícil, si no imposible, identificar un umbral global para la integridad de la biosfera, muchos investigadores sostienen que los límites de la biodiversidad se pueden precisar a escala local o regional a través de algo denominado “cambios de régimen”, también conocido como “puntos de inflexión”.
Un cambio de régimen es un cambio abrupto que altera fundamentalmente la estructura y función de un ecosistema. En la mayoría de los casos, este tipo de cambios son irreversibles.
“No es un proceso gradual”, dijo a Mongabay, Ingo Fetzer, investigador del Centro de Resiliencia de Estocolmo que estudia cómo interactúan los sistemas de la Tierra. “El sistema permanece estable hasta que alcanza cierto punto de inflexión y entonces cambia rápidamente a algo nuevo”.
Las presiones humanas sobre un arrecife de coral ofrecen un buen ejemplo de un cambio de régimen. Un sistema de arrecifes puede mantenerse resiliente después de múltiples casos de blanqueamiento producidos por el cambio climático, pero los corales también pueden alcanzar un punto en el que ya no se recuperen. En ese caso el ecosistema se derrumba se convierte rápidamente en un sistema enfermo que solo alberga un número limitado de organismos.
Otro ejemplo de un cambio de régimen puede tener lugar en un lago de agua dulce. Cuando su ecosistema acuático se inunda con demasiado fósforo procedente de aguas residuales sin tratar, el lago se vuelve eutrófico, la falta de oxígeno vital mata casi todo lo que vive en ese lago.
Blanqueamiento de coral en Samoa Americana, 2015. El blanqueamiento de los corales puede alcanzar un punto en el que no puedan recuperarse, y el ecosistema se derrumba, que convierte rápidamente un arrecife biodiverso en un sistema enfermo que solo alberga un número limitado de organismos. Sigue siendo una incógnita si el colapso de la biodiversidad regional puede desencadenar el colapso de otras biorregiones, que podría resultar en el colapso de la biodiversidad global en un efecto domino, pero está siendo estudiado. Imagen de the Ocean Agency / Ocean Image Bank.
Garry Peterson, profesor de ciencias ambientales en la Universidad de Estocolmo, dice que, aunque se han llevado a cabo muchas investigaciones sobre los cambios de régimen, todavía es difícil de predecir cuándo uno podría tener lugar, o qué llevaría a un ecosistema a pasar de un estado a otro. En la mayoría de los casos, los cambios de régimen no son identificados hasta después de que el proceso haya tenido lugar, dijo.
“Puedes detectar un cambio de régimen un tiempo después de que haya ocurrido porque ocurre algo importante y luego no hay vuelta atrás”, dijo Peterson a Mongabay. “Como cuando colapsó [la pesquería] del bacalao canadiense. Dejaron de pescar, el bacalao no volvió y todavía no vuelve… algo cambió».
Sin embargo, los umbrales de la biodiversidad que se cruzan a escala local o regional no nos han acercado necesariamente a determinar un umbral global para la pérdida de biodiversidad, dice Reyers.
A pesar de todas estas incertidumbres, los investigadores argumenta que la integridad de la biosfera actúa como un límite central en el marco del límite planetario, brindando la capacidad para que el planeta se adapte a los cambios que tienen lugar en otros límites, como los altos niveles de acidificación de los océanos y la arremetida de la contaminación de plásticos y otros productos químicos creados por el hombre. Si debido a las presiones antropogénicas la biosfera queda demasiado comprometida, como resultado otros límites se debilitarán.
“Si el límite de la biosfera empeora, los otros límites también empeoran”, dijo Reyers. “Si el límite de la biosfera mejora, los otros también mejoran. De esa manera, [la biosfera] tiene un poco de control”.
Un oso polar famélico en el Ártico. A pesar de todas las incertidumbres que rodean a la biodiversidad, los investigadores argumentan que la integridad de la biosfera actúa como un límite central en el marco de los límites planetarios, que aporta la capacidad para que el planeta se adapte a los cambios que tienen lugar en otros límites. Imagen de Andreas Weith vía Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0).
“Una propuesta radical”
Las dificultades en la definición de un umbral de la integridad de la biosfera han llevado a algunas críticas sobre el uso del marco de los límites planetarios para medir la pérdida de biodiversidad. Por ejemplo, José Montoya, director de investigación del Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia (CNRS, por sus siglas en francés), dijo a Mongabay que tratar la pérdida de biodiversidad como un límite planetario es “fundamentalmente erróneo” ya que la mayoría de los parámetros para medir la biodiversidad tienden a mirar hacia los cambios locales en vez de los globales, y como la mayoría de los cambios en la biodiversidad tienen lugar a escala local, puede que no tengan consecuencias globales.
“No tiene sentido establecer un límite más allá del cual el sistema terrestre está condenado”, dijo Montoya, quien fue el coautor de un artículo sobre este tema. “Hay una carencia de base científica para definir un límite para la biodiversidad a escala global”.
Otros, incluidos aquellos que han trabajado en el concepto de límite planetario, reconocen las incertidumbres en el uso de esta teoría para definir la pérdida de biodiversidad. Sin embargo, muchos ven la teoría general como un poderoso instrumento para que la humanidad visualice la salud ecológica de nuestro planeta y nuestra capacidad para empujar la estabilidad de la Tierra en una dirección positiva o negativa. Fetzer compara cada límite con un “reloj que nos dice cuánto nos queda para el deterioro completo de la Tierra”.
Deforestación de la rica selva tropical en Borneo de Malasia para la palma de aceite. Las dificultades en definir un umbral de la integridad de la biosfera han llevado a algunas críticas sobre el uso del marco de los límites planetarios para medir la pérdida de biodiversidad. Imagen de Rhett A. Butler/Mongabay.
Otro método para medir la pérdida de biodiversidad mundial es calcular la degradación y destrucción del hábitat, que puede transformar los ecosistemas y extirpar especies. Un artículo de 2012 dirigido por Reed Noos de la Universidad de Florida Central, Orlando, argumentaba que necesitamos proteger al menos el 50 % del suelo para poder conservar la biodiversidad, una idea que se basa en el trabajo de otros investigadores, incluido E.O. Wilson, autor de Medio Planeta. Solo alrededor del 16 % de las regiones terrestres y de agua dulce del mundo y el 8 % del medio marino están protegidos en la actualidad, lo cual, de acuerdo con esta métrica, pone la integridad de la biosfera en una posición peligrosa.
El Convenio sobre la Diversidad Biológica (CDB), el tratado multilateral responsable de conservar la biodiversidad y garantizar el uso sostenible y equitativo de la biodiversidad, se basa en el concepto de proteger la mitad de la tierra y el mar en el borrador de su marco mundial de la biodiversidad posterior a 2020. El marco, que se negoció en Ginebra en marzo, marca una ruta para “vivir en harmonía con la naturaleza” para 2050. Una de las propuestas para alcanzar este objetivo es que los países protejan al menos 30 % de la tierra y los océanos para 2030 y que se extienda hasta el 50 % para 2050. Además de la conservación de la tierra y el mar, otros objetivos de la protección de la biodiversidad global incluyen reducciones en las especies invasivas, pesticidas e incentivos que dañan la biodiversidad. (Aunque los negociadores acordaron el borrador del texto en las últimas reuniones, poco progreso se ha hecho para detener la constante destrucción de la biodiversidad).
El biólogo conservacionista Henrique Pereira, del Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad (iDiv), dijo a Mongabay que está a favor del uso de múltiples métricas para calcular el cambio de la biodiversidad.
Pereira añadió que, aunque las extinciones que ocurren a escala global no se pueden revertir, tenemos la capacidad de responder proactivamente a cambios que se producen debido a extinciones locales o regiones a través de las iniciativas para reintroducir la fauna silvestre.
“La naturaleza es realmente resistente”, dijo, “y se reinventará a sí misma y volverá”.
Una tortuga de mar en Indonesia. Los investigadores señalan que, aunque las extinciones que ocurren a escala global no se pueden revertir, tenemos la capacidad de responder proactivamente a cambios que se producen debido a extinciones locales o regiones a través de las iniciativas para reintroducir la fauna silvestre. Imagen de Robin Rodriguez vía Pexels.
“Un cambio muy radical”
A pesar de las muchas incertidumbres que rodean la integridad de la biosfera y los enfoques para medirla, los expertos están de acuerdo en que la pérdida de la biodiversidad está teniendo lugar ahora a unos índices inaceptables.
Sin embargo, Peterson, del Centro Resiliencia de Estocolmo, dijo que se sentía alentado por las colaboraciones que se están llevando a cabo entre investigadores que intentan medir la biodiversidad, y por el progreso realizado en este campo. “Hay mucha incertidumbre sobre cómo definir el nivel correcto para [mantener] la biodiversidad”, dijo. “Sin embargo, la investigación sobre esto está [avanzando] muchísimo y creo que vamos a estar en un sitio muy distinto en cinco años y un sitio muy distinto en 10 años”.
¿Será incluso posible definir un umbral global para la integridad de la biosfera? Eso está aún por verse, pero por ahora los indicadores proporcionan una evidencia convincente de que necesitamos actuar rápidamente para proteger lo que queda en nuestra biosfera.
“Las economías globales están destruyendo el tejido de la vida, arrancan todas estas hebras”, dijo Peterson. “¿Ha pasado algún límite o no? ¿Qué significa siquiera eso? No hay duda… estamos en una trayectoria terrible con la biodiversidad y la única forma de lidiar con esto es un cambio muy radical”.
