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La importancia de los polinizadores en los cultivos

La agricultura y la ganadería se han expandido rápidamente a lo largo de las últimas décadas para poder dar salida a las expectativas demográficas de la humanidad. El problema es que esta expansión se está haciendo a costa de reducir la biodiversidad de los ecosistemas. El paisaje se está uniformizando y homogeneizando. Y hoy en día tenemos muchas evidencias científicas de que la reducción dramática de la biodiversidad que se está produciendo, paradójicamente, afecta de manera negativa a las propias explotaciones agrícolas. De hecho, la reducción de biodiversidad está muy asociada a problemas de plagas y baja productividad.
En el marco de dos proyectos de investigación internacionales del Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el desarrollo (CYTED) en los que participamos como investigadores estamos centrados en analizar el papel de las interacciones entre plantas y animales (como la polinización) en el funcionamiento de los ecosistemas. Como parte del trabajo de difusión social que desde hace unos años venimos haciendo, hemos elaborado un nuevo vídeo en el que hablamos de la importancia de mantener diversidad de polinizadores incluso en los cultivos intensivos.

Con este vídeo hacemos énfasis en la importancia que tiene la polinización como función clave de los ecosistemas. De manera concreta nos centramos en mostrar, en primer lugar, la importancia que tiene el mantener un conjunto diverso de polinizadores para mejorar la producción de los cultivos y en segundo lugar, planteamos alternativas de buen uso en las explotaciones agrícolas para conseguir dicho objetivo. Las distintas especies de insectos se complementan y generan un efecto aditivo que mejora sustancialmente la calidad y cantidad de la cosecha en muchos casos. Pero a la par que empezamos a entender que una comunidad diversa de polinizadores mejora el proceso de polinización, estamos constatando un declive de estos organismos. La polinización de muchos cultivos (y de los ecosistemas en general) está actualmente amenazada por la escasez, en cantidad y diversidad, de polinizadores ¿Está todo perdido? No!. Todavía estamos a tiempo de implementar actuaciones que mitiguen este declive. Ahora sabemos que la biodiversidad y abundancia de polinizadores no sólo depende de la abundancia de flores del propio cultivo, sino también de la disponibilidad de recursos alimenticios alternativos y de nidificación para los polinizadores. Así, por ejemplo, solo con mantener lindes de vegetación natural entre terrenos de cultivo se puede aumentar hasta un 70% la presencia de polinizadores y un 40% la presencia de insectos que controlan las plagas de forma natural. Y esto redunda en una mayor productividad de las cosechas.

Este vídeo es una producción que hemos elaborado para el Clúster de Investigación e Transferencia Agroalimentaria do Campus da Auga (CITACA) de la Universidad de Vigo. El trabajo de investigación que se está realizando en el seno de este clúster no deja lugar a la duda: mantener unas prácticas agrícolas sostenibles y respetuosas con el medio ambiente redundarán, sin duda, en un beneficio para todos. Con el vídeo pretendemos transmitir este mensaje a todos los agentes implicados y a la ciudadanía en general.

La ventaja de trabajar en agrupaciones estratégicas como CITACA es que podemos nutrirnos de información multidisciplinar generada por grupos de investigadores muy diversos y procedentes de proyectos de investigación punteros. En este caso, una parte importante de los resultados que contamos en este vídeo se ha originado en dos proyectos de investigación internacionales del Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el desarrollo (CYTED) en los que participamos como investigadores. Los dos proyectos están centrados en analizar el papel de las interacciones entre plantas y animales (como la polinización) en el funcionamiento de los ecosistemas:
“Servicios ecosistémicos de polinización y dispersión en áreas naturales protegidas” (CYTED 417RT0527)
“Interacciones ecológicas como indicadoras de gestión en áreas naturales protegidas” (CYTED 418RT0555)

Este lunes 20 de mayo se celebra el Día Mundial de las abejas, designado por la Organización de las Naciones Unidas (ONU). Y este año solicitan que se haga hincapié en la importancia que estos organismos tienen en la producción de alimentos y el desarrollo sostenible.

En la medida de nuestras posibilidades seguiremos aportando nuestro granito de arena para que la sociedad en general tenga acceso a los resultados del trabajo que muchos investigadores están realizando en la búsqueda de un desarrollo más sostenible de nuestra sociedad.

17 mayo, 2019Enlace permanente 1 comentario

Extinciones invisibles

Extinciones invisibles: un estudio sobre la pérdida de diversidad en zonas áridas de la Península Ibérica from Divulgare on Vimeo.

En este vídeo que os mostramos aquí, se presenta un proyecto financiado por la Fundación BBVA en el que un grupo de investigadores de la Estación de Zonas Áridas de Almería (CSIC), la Universidad de Granada, la Universidad de Coimbra, la Universidad Pablo de Olavide y la Universidad de Vigo, en colaboración con el Parque Natural de Cazorla, Segura y las Villas, vamos a estudiar la pérdida de diversidad biológica que está ocurriendo en distintas zonas áridas de la cuenca Mediterránea como consecuencia de la expansión de especies de plantas asociadas a la actividad humana. Esta pérdida de diversidad está afectando sobre todo a especies endémicas.
Las especies endémicas se caracterizan porque su área de distribución está restringida a una zona geográfica concreta y limitada en el espacio. En muchos casos esto ocurre porque determinadas especies de organismos están adaptadas a vivir en unas condiciones ecológicas muy concretas y no son capaces de expandir su área de distribución a otros lugares en los que las condiciones son diferentes. Esto hace que estas especies sean especialmente vulnerables a la extinción. Si en el área de distribución que ocupan ocurre una perturbación, puede afectar a una fracción importante de su exigua población mundial y esto puede llevar a la especie a la desaparición y extinción. Conocemos, desgraciadamente, muchos casos de especies con un rango de distribución limitado (endémicas) que han desaparecido para siempre del planeta.
Por el contrario, hay otras especies con mayor tolerancia ecológica, que son capaces de colonizar prácticamente cualquier ambiente. Eso las ha llevado a incrementar su éxito, en muchos casos, asociándose al ser humano, que, dicho sea de paso, se ha convertido en una de las principales fuentes de perturbación del planeta.

Investigadores del proyecto en una reunión de organización del plan de trabajo y diseño de los experimentos que se realizarán.

La cuenca mediterránea es considerada un punto caliente de biodiversidad a escala planetaria debido al elevado número de especies endémicas que alberga. Sin embargo, desde el advenimiento de la agricultura hace más de 10 000 años, el ser humano ha modificado intensamente los ecosistemas terrestres en este lugar del planeta. Esto está provocando que muchas especies endémicas de área restringida estén desapareciendo como consecuencia de procesos que alteran las comunidades biológicas, como la sobreexplotación de los ecosistemas con fines económicos, la contaminación derivada de las actividades industriales, agrícolas, ganaderas o urbanas, el cambio climático que está provocando cambios radicales en la configuración de muchos ecosistemas, la introducción de especies invasoras que compiten con las nativas o la destrucción y deterioro de los hábitats. La pérdida de especies por estas causas está bien documentada.
El investigador Francisco Perfectti colectando muestras para más tarde poder realizar estudios moleculares en el laboratorio.

Pero, hay un tipo de impacto humano que ha pasado desapercibido: es el relacionado con la expansión de aquellas especies que “se encuentran cómodas” asociadas a las actividades humanas y que los científicos denominan ruderales y arvenses. Estas especies también pueden poner en peligro la existencia de muchas especies nativas endémicas. Y lo hacen por medio de unos mecanismos difíciles de percibir sin un estudio detallado. Cuando la desaparición de especies se produce por estos mecanismos difíciles de percibir, se conoce con el nombre de extinción invisible.
En este proyecto de investigación concretamente vamos a evaluar si una planta de amplia distribución y que es tremendamente abundante en zonas cultivadas de clima árido o semi-árido a lo largo de toda la cuenca Mediterránea, Moricandia arvensis, puede desplazar a otras especies nativas y del mismo género, cuya área es más restringida. Estudiaremos si la especie de amplia distribución desplaza a las de área restringida por competencia directa por el espacio, algo que ocurre frecuentemente con muchas especies invasoras. También examinaremos si la transferencia de organismos antagónicos asociados a la especie de amplia distribución afecta al resto de especies. No hay que perder de vista que en muchos casos los procesos evolutivos que originan y mantienen a las especies llegan a un punto de estabilidad en el que, por ejemplo, un herbívoro que se alimenta de las flores de una planta afecta de manera negativa a dicha planta (i.e. es un antagonista), pero nunca tanto como para llevarla a la extinción porque la especie de planta ha “aprendido” a defenderse (por ejemplo, generando compuestos que mantienen a raya al herbívoro). De esta manera ambas especies viven en un equilibrio que les permite perdurar en el tiempo. Sin embargo, cuando ese herbívoro “ataca” a otra especie de planta que, por la razón que sea, no es capaz de defenderse, la agresión puede ser letal y llevar a la extinción a la nueva especie “presa”. Otro mecanismo por el que una especie de amplia distribución y abundante localmente puede llevar a la extinción a especies que no son tan abundantes en un área es aquel mediado por el secuestro de sus mutualistas, como los polinizadores. A veces ocurre que el recurso floral habitualmente utilizado por algunos polinizadores se vuelve muy escaso y difícil de localizar frente a otro recurso floral más abundante. En estos casos, los polinizadores, ante la dificultad para encontrar las flores de la especie nativa podrían optar por abandonar la interacción con las especies endémicas. Finalmente, en este proyecto vamos a investigar sobre uno de los mecanismos de extinción de especies más complejos de percibir: la extinción mediada por fenómenos de hibridación e introgresión con especies genéticamente emparentadas. Puede ocurrir que cuando una especie de planta de área restringida comienza a hibridar con otra especie emparentada y de distribución más abundante, los híbridos sean más vigorosos que los descendientes directos de la especie endémica. Y cuando esto ocurre con frecuencia, puede conducir a la pérdida de la identidad genética de la especie más vulnerable de distribución restringida.
A veces la obtención de datos en el campo requiere prolongar las jornadas de trabajo hasta que se va la luz.

Con este proyecto trataremos de contestar estas preguntas para tratar de entender mejor cómo está funcionando este universo del que nos estamos apropiando y así contribuir a la conservación de la biodiversidad de espacios tan singulares del paisaje Ibérico como son las zonas áridas y desiertos.

1 octubre, 2018Enlace permanente 1 comentario

¿Por qué existe el robo?

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Acabamos de publicar un nuevo trabajo sobre robo de néctar, una interacción entre flores y visitantes florales en la que algunos animales, al no poder acceder al néctar por la apertura natural del tubo floral, realizan una perforación en la flor, cercana al lugar donde se acumula el preciado recurso líquido, y lo acceden desde esa posición. En la mayoría de los casos este robo implica que el ladrón no toca las estructuras sexuales (anteras y estigmas) y por lo tanto no realiza polinización, con el consiguiente problema para la flor, que ve mermada su reserva de recompensa para atraer a otros polinizadores más eficientes.
Pues este tipo de interacción biológica, el robo de néctar, a pesar de su alta incidencia en la naturaleza, habitualmente ha sido ignorada en la literatura científica.
En este nuevo estudio, hemos examinado la incidencia del robo de néctar en diferentes ecosistemas del planeta, pudiendo observar que este fenómeno se produce tanto en ambientes tropicales como templados, aunque los actores no son similares. En los ecosistemas templados, el robo de néctar habitualmente es cosa de algunos abejorros, del género Bombus (ver vídeo) que tienen probóscides cortas, y abejas carpinteras del género Xylocopa. En los trópicos, sin embargo, además de estos abejorros, hay también algunos colibríes de picos cortos y, sobre todo, un grupo de aves de la familia Thraupidae de los géneros Diglossa y Diglossopis que se distribuyen por las zonas altas del centro y sur de América. Estas aves, conocidas como pinchaflores o mieleros, se alimentan principalmente del néctar de las flores y acceden a este recurso realizando una perforación en la corola, una vez más, cerca del área donde se acumula el néctar. Para ello disponen de un pico adaptado para perforar la base de las corolas de las flores (ver imagen en la Lamina inferior).
En las comunidades de plantas sin mieleros vimos que existía un patrón recurrente: una especie de planta acumula enormes porcentajes de flores robadas, mientras que el resto de las especies tenían valores intermedios o directamente no eran robadas. Estas comunidades de plantas se caracterizan por tener ladrones de néctar con un comportamiento oportunista: a veces roban, pero lo hacen sobre todo en las plantas que ofrecen grandes recompensas y presentan un acceso al néctar “complicado”. En los Andes, por el contrario, donde las plantas co-existen con estas aves especializadas en el robo de néctar, el patrón es diferente. La mayoría de plantas con flores tubulares son robadas por los mieleros, aunque los porcentajes de flores robadas son intermedios (hay que tener en cuenta que los mieleros comparten recurso con una infinidad de polinizadores legítimos como los colibríes, abejas, moscas o mariposas, solo por nombrar a los más frecuentes.
A partir del estudio morfológico de las flores que son robadas y las que no, hemos llegado a la conclusión de que aquellas plantas que producen flores alargadas, ofrecen abundante néctar y presentan alta densidad espacial, son más propensas a ser robadas por insectos y aves.
Flores altamente agregadas dentro de las plantas y la presencia de estructuras que protegen la base del tubo floral de la perforación por los ladrones, están asociados a valores reducidos de robo de néctar.
Todavía queda mucho por estudiar en este tipo de interacción biológica entre plantas y animales pero … ahora ya sabemos un poco más: no acumules mucho, ni dificultes el acceso a quien quiera interactuar contigo. Si lo haces… te robarán!

El robo de néctar es un fenómeno común en la naturaleza en aquellas flores que ocultan el néctar en el fondo de largos tubos florales. En los ecosistemas mediterráneos las flores de la madreselva Lonicera etrusca son robadas por coleópteros y especialmente por abejorros como Bombus terrestris (a). Otras especies de plantas nectaríferas, como Vicia dasycarpa, son robadas en menor medida por otras abejas como Xylocopa violacea (b). En las comunidades Alpinas, la hierba Anthyllis vulneraria es robada frecuentemente por Bombus terrestris (c). En las Antillas el árbol Tecoma stans (d) presenta incisiones realizadas por Xylocopa cubaecola (flecha negra en la base del tubo) y perforaciones realizadas por el colibrí Chlorostilbon ricordii (flecha azul). Por el contrario, la especie endémica Rhytidophyllum wrightianum no es robada por nadie (e). En los Andes, plantas como Thibaudia grandiflora presentaron elevados porcentajes de flores robadas (f). Las aves del género Diglossa tienen un pico con una morfología particular que les permite perforar fácilmente los tubos de las corolas largas. Con ese pico pueden agarrar la flor con su maxilar superior con forma de gancho, mientras que con la afilada mandíbula inferior realizan la perforación. En la imagen se puede ver a Diglossa humeralis robando en una flor de Passiflora mixta. Lamina tomada de Rojas-Nossa et al. 2016
8 julio, 2016Enlace permanente 1 comentario