La colonización asistida (a veces denominada migración asistida o reubicación gestionada ) es el acto de trasladar plantas o animales a un hábitat diferente . El hábitat de destino puede haber albergado previamente la especie o no; el único requisito es que el hábitat de destino debe proporcionar los requisitos bioclimáticos para sustentar la especie . El objetivo de la colonización asistida es sacar a las especies de un entorno amenazador y darles la oportunidad de sobrevivir y reproducirse en un entorno que no represente una amenaza existencial para la especie. [1]
En los últimos años, la colonización asistida se ha presentado como una posible solución a la crisis del cambio climático que ha cambiado los entornos más rápido de lo que la selección natural puede adaptarse. [2] [3] Si bien la colonización asistida tiene el potencial de permitir que las especies que tienen poca capacidad de dispersión natural eviten la extinción , también ha provocado un intenso debate sobre la posibilidad de la introducción de especies invasoras y enfermedades en ecosistemas previamente sanos. A pesar de estos debates, los científicos y administradores de tierras ya han comenzado el proceso de colonización asistida de ciertas especies. [4]
Fondo
Se espera que el cambio climático expulse a muchas especies de partes de su área de distribución actual mientras crea nuevos hábitats adecuados en otros lugares. [5] Para evitar la disminución y extinción de la población causada por el cambio climático, muchas especies necesitarán adaptarse o colonizar nuevas áreas adecuadas. Utilizando un enfoque de modelado de nicho , los científicos han predicho que la falta de migración o adaptación dará como resultado que aproximadamente una cuarta parte de las especies del mundo desaparezcan este siglo bajo un cambio climático moderado. [5] Las tasas de dispersión natural de muchas especies son mucho más lentas que las necesarias para seguir el ritmo de los cambios de hábitat proyectados en muchas regiones del mundo. [3] [6] [7] [8] [9] Los cambios climáticos prehistóricos han resultado en extinciones globales masivas, y la tasa de calentamiento proyectada para el futuro cercano es muchas veces más rápida que los cambios en los últimos 10,000 años, [10] Los eventos prehistóricos de cambio climático resultaron en extinciones globales masivas, y la tasa de calentamiento global que se proyecta para el futuro cercano es significativamente más alta que la tasa de calentamiento global que ocurrió en los últimos 10,000 años. La incapacidad de las especies para migrar en respuesta al cambio climático causado por los humanos ha llevado a algunos científicos y administradores de tierras a considerar la exploración de la colonización asistida como un medio para prevenir la extinción de especies. [1]
Colonización asistida versus introducción de especies
La colonización asistida es un tipo específico de introducción de especies. La introducción de especies es cualquier acto de establecer una especie en un hábitat que no ocupa actualmente. A menudo se refiere a una reubicación a larga distancia, como la introducción accidental de una especie invasora de un continente a otro, o la reubicación intencional de una especie en declive a un hábitat donde puede persistir. Por el contrario, la colonización asistida reconoce que la tasa de dispersión natural de muchas especies puede ser demasiado baja para responder naturalmente al rápido cambio climático causado por el hombre y, en cambio, se centra en dónde las especies podrían dispersarse lo suficientemente rápido a través de la selección natural para seguir el ritmo de la evolución. Ambiente cambiante. Los profesionales de la colonización asistida consideran ayudar a la especie a dispersarse en dichos sitios, que a menudo se encuentran inmediatamente adyacentes al rango histórico de la especie. [11] A sus ojos, la colonización asistida representa un pequeño impulso artificial a un proceso que de otro modo sería natural. [12]
Terminología
La colonización asistida se denominó inicialmente "migración asistida" cuando se propuso por primera vez. [1] La terminología fue posteriormente criticada por recordar las migraciones naturales y cíclicas de los animales en respuesta a los cambios de estación. [11] El término "migración asistida" recibió críticas, ya que infirió incorrectamente la asistencia humana con las migraciones naturales cíclicas de animales en respuesta a los cambios de estación. Fue rebautizado como "colonización asistida", ya que la colonización describe con mayor precisión el fenómeno natural que buscaban los seres humanos. Otros han tratado de distinguir aún más la colonización asistida de cualquier connotación natural al referirse a ella como "reubicación gestionada". [13] [14] No se ha adoptado por unanimidad ningún nombre específico. Dentro de las comunidades científicas y de conservación, los términos "migración asistida", "reubicación gestionada" y "colonización asistida" a menudo se usan indistintamente y se entiende que se refieren a la misma idea.
Alternativas
Incluso bajo un cambio climático rápido, la dispersión a nuevas áreas puede no ser necesaria para que algunas especies persistan. En lugar de rastrear los cambios climáticos a través del espacio, algunas especies pueden sobrevivir en sus ubicaciones actuales desarrollando tolerancia a nuevas condiciones a través de la aclimatación y la adaptación . [15] [16] El potencial de aclimatación o adaptación para permitir la persistencia frente al cambio climático varía según la especie y, en general, no se comprende bien. Un estudio determinó que la evolución de tolerancias de temperatura más altas en algunas especies de anfibios y reptiles probablemente ocurrirá lo suficientemente rápido como para permitir que estas especies sobrevivan a un aumento de temperatura de 3 ° C durante 100 años, consistente con proyecciones de calentamiento global de rango bajo a medio. [16] Por el contrario, muchas especies, como la mayoría de los árboles templados , tienen tiempos de generación más largos y, por lo tanto, pueden adaptarse más lentamente; pueden tardar miles de años en desarrollar un aumento similar en la tolerancia a la temperatura. [15] [16] Una adaptación tan lenta sería insuficiente para mantenerse al día con el calentamiento global futuro esperado si la colonización de nuevos hábitats no es una opción. Además de la aclimatación y la adaptación, la evolución asistida es una alternativa a la colonización asistida que ha ido ganando popularidad recientemente debido a la crisis mundial de los arrecifes de coral. La evolución asistida es la práctica de utilizar la intervención humana para acelerar el ritmo de los procesos evolutivos naturales. [17] Hay tres tipos principales de evolución asistida.
Acondicionamiento del estrés
El condicionamiento del estrés consiste en exponer a los organismos a un estrés subletal, con el objetivo de inducir cambios fisiológicos que aumenten la tolerancia a futuros eventos de estrés. Existe evidencia documentada de que algunos cambios pueden transmitirse de generación en generación tanto en plantas como en animales. El condicionamiento del estrés se puede inducir artificialmente en un entorno de laboratorio para crear las respuestas deseadas en función de sus entornos. Ejemplos notables incluyen un experimento de 1989 que usó acondicionamiento de estrés mediante choque térmico en riñones de rata para extender su tiempo seguro de almacenamiento en frío a 48 horas. [18] Más recientemente, se está estudiando el condicionamiento por estrés como una posible solución para la preservación de los arrecifes de coral, ya que están continuamente expuestos al calentamiento y la acidificación de los océanos.
Flujo de genes asistido
El flujo de genes asistido (AGF) trabaja para aumentar la presencia de genes naturales deseados en la descendencia . AGF se basa en genes preexistentes dentro del genoma de la especie , en lugar de la creación e inserción artificial de código genético dentro del genoma de la especie. El flujo de genes asistido también puede introducir genomas de especies relacionadas en el acervo genético para permitir la introducción de comportamientos previamente imposibles en la nueva especie. AGF identifica genes que producen comportamientos deseados o tolerancia a las condiciones ambientales, y trabaja para aumentar la posibilidad de que ocurra la transmisión parental del gen en cuestión (también conocido como heredabilidad ). Determinar qué genes dentro del genoma producen los comportamientos deseados o la tolerancia ambiental consiste en experimentos que miden el crecimiento, la supervivencia y la exposición del comportamiento de la descendencia con diferentes genotipos. AGF es una posible estrategia para preservar especies amenazadas por el cambio climático, [19] y puede aplicarse tanto a plantas (por ejemplo, restauración de bosques) como a poblaciones de animales. Actualmente, se están cruzando diferentes colonias de coral de la Gran Barrera de Coral para probar si la descendencia muestra una mayor resistencia a las condiciones de vida más cálidas. La mayor resistencia a las condiciones de vida más cálidas permite la preservación de la Gran Barrera de Coral incluso cuando la temperatura del agua continúa aumentando.
Hibridación
La hibridación se refiere al proceso en el que un óvulo y un espermatozoide de dos especies diferentes pueden fertilizar y producir crías. La hibridación fue estudiada en el siglo XIX por Johann Gregor Mendel , a quien póstumamente se le atribuye el descubrimiento de genes y alelos y su impacto en el genotipo de una descendencia. Los beneficios de la hibridación incluyen el aumento de la diversidad genética y el potencial de combinaciones genéticas capaces de adaptarse y reproducirse en entornos cada vez más difíciles. Se está experimentando con la hibridación de los arrecifes de coral durante el desove anual de los corales para crear descendientes híbridos que, con suerte, tendrán mayores tasas de supervivencia y crecimiento en una variedad de condiciones relacionadas con el cambio climático.
Tipos
En términos generales, existen tres formas aceptadas en las que se puede realizar la colonización asistida, cada una de ellas con beneficios específicos y situaciones en las que se aplica. Pueden definirse como procesos de reintroducción, introducción y aumento. [20]
Aumento
En el aumento, una población se identifica con un pequeño número de individuos apareados. Esto puede conducir a muchos problemas, incluida la depresión por endogamia , y a menudo conduce a un número cada vez menor de personas. Para complicar aún más las cosas, con una población tan pequeña y una depresión endogámica constante, la deriva genética también es motivo de preocupación, lo que conduce a altos niveles de homocigosidad. Para combatir estos problemas, los individuos se reintroducen en la población. Esto se puede hacer mediante la reproducción ex situ de individuos o reubicando físicamente una población separada para que se una a la población problemática identificada.
Introducción
En introducción, una especie es llevada a un hábitat en el que nunca antes había existido. Esto se puede hacer por varias razones, que van desde la pérdida de hábitat asociada al cambio climático hasta la introducción de especies depredadoras que no se pueden controlar. En términos generales, este es el tipo de colonización asistida que contiene el mayor potencial de efectos dañinos, como los descritos en otra parte de este artículo. Actualmente, se han realizado una serie de introducciones de poblaciones en peligro de Australia con diversos grados de éxito en pequeñas islas cercanas al continente, donde la única razón por la que la población no se había dispersado antes se debía a la vía fluvial física.
Reintroduccion
Las reintroducciones implican restaurar una especie a su área de distribución nativa. Es posible que la especie ya no se encuentre allí debido a varias razones, aunque la más común es a menudo la introducción de depredadores o la pérdida de hábitat debido al cambio climático u otros factores humanos. Esto generalmente se hace para ampliar la gama de poblaciones amenazadas y reconectar poblaciones fragmentadas.
Controversia
Se ha desarrollado una controversia significativa en torno a la idea de la colonización asistida desde que se presentó por primera vez en la literatura científica en 2007. [1] Los dos lados se pueden separar aproximadamente de la siguiente manera. Los partidarios generalmente creen que los beneficios esperados de la colonización asistida, incluido el ahorro y el fortalecimiento de especies, superan el daño potencial de cualquier proyecto. Los detractores generalmente creen que otras técnicas de conservación que no incluyen el alto riesgo de especies invasoras no solo son más adecuadas sino que también tienen más probabilidades de tener éxito. Este debate continúa a lo largo de la literatura, generalmente debido a la falta de aplicaciones y seguimientos en el mundo real. Aunque estos esfuerzos de conservación se están volviendo cada vez más comunes, se han realizado pocas miradas a largo plazo de su éxito. [4]
Riesgo de especies invasoras
Quizás la principal preocupación que los científicos han expresado sobre la colonización asistida es la posibilidad de que las especies reubicadas sean invasoras en sus nuevos hábitats, expulsando a las especies nativas. [21] El temor de que la colonización asistida facilite las invasiones proviene principalmente de las observaciones de la gran cantidad de especies que se han vuelto invasoras fuera de sus áreas de distribución nativas por la introducción (a menudo inadvertida) por parte de los humanos. Aunque la mayoría está de acuerdo en que los esfuerzos de colonización asistida, a diferencia de las introducciones accidentales, deben incluir una planificación detallada y una evaluación de riesgos, para algunos, cualquier amenaza de introducción de especies invasoras, por pequeña que sea, descalifica la colonización asistida como una respuesta de gestión viable al cambio climático. [21]
Aquellos que desean mantener la colonización asistida sobre la mesa a menudo notan que la gran mayoría de las invasiones históricas de especies han resultado del transporte de especies de continente a continente o de continente a isla y que muy pocas invasiones han resultado de distancias comparativamente cortas. , movimiento de especies dentro del continente propuesto para la colonización asistida. [12] [13] [22] Por ejemplo, Mueller y Hellman revisaron 468 invasiones de especies documentadas y encontraron que solo el 14,7% ocurrieron en el mismo continente donde se originó la especie. [12] Del 14,7%, la gran mayoría eran peces y crustáceos. Las especies terrestres que se volvieron invasoras en el mismo continente donde se originaron a menudo fueron transportadas a través de grandes barreras biogeográficas, como cadenas montañosas. Estas translocaciones de larga distancia dentro de los continentes son diferentes de los usos esperados de la colonización asistida, que generalmente implican ayudar a las especies a colonizar hábitats inmediatamente adyacentes a sus áreas de distribución actuales. [11]
Incertidumbre en el proceso de planificación
Para identificar poblaciones en riesgo y localizar nuevos hábitats potenciales, los conservacionistas suelen utilizar modelos de nicho . Estos modelos predicen la idoneidad de los hábitats en el futuro en función de qué tan cerca sus climas se asemejen al clima actualmente habitado por la especie. Aunque son útiles para describir tendencias generales, estos modelos hacen una serie de suposiciones poco realistas que restringen la utilidad de sus predicciones. [23] Por ejemplo, no consideran la posibilidad de que las especies puedan desarrollar tolerancia a nuevos climas mediante la aclimatación o adaptación. [24] Además, no tienen en cuenta el hecho de que una especie determinada puede funcionar mejor (p. Ej., Volverse invasora) o peor (p. Ej., No establecerse) en un nuevo hábitat que en su área de distribución actual si la comunidad del competidor , el depredador , y la especie mutualista es diferente allí. [24] [25] Además, debido a que las diferentes variables climáticas (p. Ej., Temperatura mínima de enero, precipitación anual promedio) rara vez cambian al unísono, es posible que pocas áreas coincidan exactamente con los climas históricos de las especies amenazadas por el cambio climático. [26] Estos cambios climáticos multidireccionales harán que sea especialmente difícil determinar las especies que están en mayor riesgo de pérdida de hábitat debido al cambio climático y predecir el futuro hábitat adecuado. Las incertidumbres en las predicciones de un hábitat adecuado en el futuro limita la confianza en las decisiones de colonización asistida y ha llevado a algunos a rechazar por completo la colonización asistida. [21]
A pesar de la incertidumbre inherente a las predicciones de un hábitat adecuado en el futuro, algunos estudios han demostrado que las predicciones pueden ser bastante precisas. Un estudio de las mariposas coma Hesperia en Gran Bretaña identificó sitios de hábitat desocupados que probablemente sustentarían a la especie en un clima más cálido en función de su similitud con los sitios ocupados. [27] A medida que el clima se calentó, la mariposa colonizó muchos de los sitios; la mayoría de los sitios que no colonizó estaban ubicados lejos de las poblaciones existentes, lo que sugiere que no estaban colonizados porque la mariposa no podía llegar a ellos por sí sola. Los datos sugirieron que los sitios adecuados no colonizados podrían ser buenos objetivos para la colonización asistida. Los resultados sugirieron que si los investigadores pueden demostrar que su modelo hace predicciones confiables con datos del mundo real, se podría confiar en los modelos para informar las decisiones de colonización asistida.
Riesgos y beneficios
La ciencia es clara en que el cambio climático provocará la extinción de muchas especies, y una ética tradicional de preservación de la tierra no evitará las extinciones. [1] Aquellos que desconfían de las especies en movimiento, en cambio, sugieren expandir las redes de corredores de hábitat , permitiendo que las especies migren naturalmente a áreas nuevas adecuadas. [28] Sin embargo, con las tasas de cambio climático proyectadas para las próximas décadas, incluso los hábitats perfectamente conectados probablemente serán insuficientes. [29] Las especies que naturalmente no pueden seguir el ritmo de los climas cambiantes estarán en riesgo independientemente de la conectividad del hábitat. La evidencia sugiere que las especies que evolucionan y se dispersan lentamente (incluidas las especies que tienen una dispersión limitada debido a la fragmentación del hábitat ) disminuirán o se extinguirán en ausencia de programas de colonización asistida. [22]
En su rechazo a la colonización asistida, Ricciardi y Simberloff citan el principio de precaución, afirmando que cualquier riesgo desconocido, por pequeño que sea, de colonización asistida que resulte en la creación de nuevas especies invasoras es suficiente para requerir que no se emprenda. [21] Sin embargo, muchos científicos rechazan esta posición, señalando que en muchos casos donde es probable que existan extinciones debido al cambio climático, los riesgos de extinción por no facilitar la colonización son probablemente mucho peores que los riesgos de facilitar la colonización. [13] [14] Argumentan que el principio de precaución corta en ambos sentidos, y los riesgos de la inacción deben compararse con los riesgos de la acción. Otros señalan que la ética de ayudar a la colonización dependerá de los valores de las partes interesadas involucradas en una decisión específica más que de la posición de los científicos sobre la colonización asistida en general. [30] Como mínimo, algunos señalan que los científicos deberían realizar más investigaciones sobre la colonización asistida y mejorar nuestra capacidad para predecir resultados específicos en lugar de rechazarlos por completo. [14]
Debido a que la confianza en los resultados esperados suele ser mayor en el corto plazo (por ejemplo, 20 años) que en el futuro a largo plazo, puede ser más razonable utilizar proyecciones a corto plazo para orientar las acciones. [31] Sin embargo, también es importante considerar si el clima seguirá siendo adecuado el tiempo suficiente para que las especies colonizadoras maduren y se reproduzcan, si ese es el objetivo de la gestión. [32]
Debido al cambio climático, la introducción accidental de especies y otros cambios globales, no hay ningún lugar del planeta libre de perturbaciones humanas. [33] Por lo tanto, la idea de que los administradores de tierras deben abstenerse de crear comunidades alteradas por humanos a través de la colonización asistida puede ser discutible dado que todas las comunidades han sido alteradas por humanos hasta cierto punto, ya sea que los administradores emprendan la colonización asistida o no. [34] [35] [36] Dada la realidad del cambio global, será imposible mantener indefinidamente las comunidades ecológicas del pasado. Por lo tanto, muchos creen que debemos esforzarnos por mantener la biodiversidad y los ecosistemas en funcionamiento frente al cambio climático, incluso si esto significa mover activamente las especies más allá de sus áreas de distribución nativas. [35] En ausencia de una colonización asistida, el cambio climático ya está provocando que muchas especies altamente móviles, como las mariposas, colonicen áreas que no habían habitado anteriormente. [35] A través de la colonización asistida, los administradores podrían ayudar a las especies raras o menos móviles a mantener el ritmo, posiblemente previniendo futuras extinciones debido a su incapacidad para colonizar nuevas áreas lo suficientemente rápido. Aunque algunos argumentan que la naturaleza a menudo responde a los desafíos de manera más efectiva en ausencia de la intervención humana, otros señalan que el cambio climático actual, en sí mismo, es una intervención humana. [35] Muchas especies que habrían sido dispersores efectivos bajo un cambio climático natural más lento pueden ser dejadas atrás por especies más móviles bajo las tasas actuales de cambio climático causado por el hombre. Por lo tanto, al cambiar el clima, es posible que los humanos ya estén segregando especies artificialmente, incluso sin reubicarlas activamente. [35]
Los críticos también pueden tener grandes preocupaciones sobre diferentes problemas genéticos al considerar la colonización asistida, como la mala adaptación a nuevas condiciones ambientales y la hibridación con especies similares. Estos a menudo dependen de la estructura genética y el nivel de variación genética en las poblaciones de origen. También deben tenerse en cuenta las condiciones ambientales en las que se están introduciendo estas poblaciones. Para mejorar la variación genética y, por lo tanto, el potencial de adaptación, el material podría obtenerse de múltiples poblaciones. Esto se conoce como procedencia compuesta. [37] Sin embargo, si el gradiente ambiental es bien conocido, como los cambios predecibles en la elevación o la aridez, las poblaciones de origen deben "emparejarse genéticamente" con los sitios receptores de la mejor manera posible para garantizar que los individuos translocados no estén mal adaptados. Esta estrategia de trasladar especies más allá de su área de distribución actual se ha sugerido para aquellas que están gravemente amenazadas o en peligro de extinción. Al moverlos fuera de su área de distribución nativa, es de esperar que se puedan evitar las amenazas inmediatas de depredación, enfermedades y pérdida de hábitat. Sin embargo, estas especies generalmente ya padecen algún tipo de problema genético resultante de un tamaño de población efectivo bajo, como depresión endogámica, pérdida de diversidad genética o mala adaptación. Por lo tanto, se debe tener cuidado con los pocos individuos que quedan y el objetivo principal debe ser el rápido crecimiento de la población. En el caso de algunas especies, esto se puede lograr con un programa de cría en cautividad [38]
Ejemplos de
Silvicultura en América del Norte
La migración forestal asistida en América del Norte es un programa propuesto de migración forestal asistida por humanos con el propósito de adaptarse al cambio climático . La migración asistida es el acto de trasladar plantas o animales a un hábitat diferente . En el contexto de América del Norte, esto se discute con mayor frecuencia en el contexto de la relocalización de árboles y bosques .
El aumento de las temperaturas medias en todo el mundo está haciendo que el rango óptimo para las especies de árboles se mueva hacia el norte, al tiempo que modifica sus rangos históricos del sur para volverlos inhóspitos para ellos. En estas circunstancias, algunos biólogos, silvicultores y legisladores creen que la migración asistida de los bosques es, por tanto, necesaria, mientras que otros discrepan con vehemencia. La ramificación ecológica y ética de esta propuesta ha sido discutida y debatida por la comunidad científica durante décadas.
A finales de la década de 2000 y principios de la de 2010, las provincias canadienses de Alberta y Columbia Británica modificaron sus pautas de resiembra de árboles para tener en cuenta el movimiento hacia el norte de los rangos óptimos de los bosques. Columbia Británica incluso dio luz verde para la reubicación de una especie, el alerce occidental , 1000 km hacia el norte.Dixon National Tallgrass Prairie Seed Bank, EE. UU.
Aunque no participa activamente en la colonización asistida, el Banco Nacional de Semillas de Praderas de Tallgrass de Dixon busca recolectar semillas de poblaciones de especies que se espera que disminuyan o desaparezcan debido al cambio climático. [39] Priorizan las recolecciones de poblaciones con mayor riesgo de desaparición y para las cuales se prevé que exista un hábitat adecuado en otras partes de la región en general, manteniendo abierta la posibilidad de utilizar semillas recolectadas para proyectos de colonización asistida en el futuro.
Gran Barrera de Coral
La salud de la Gran Barrera de Coral ha estado en peligro en los últimos años debido al aumento de la temperatura del mar provocado por el cambio climático. El Instituto Australiano de Ciencias Marinas ha estado a la vanguardia de los intentos de salvar los arrecifes utilizando diversas formas de evolución asistida y colonización asistida. Se cree que la evolución asistida es una solución temporal para salvar muchas especies amenazadas del calentamiento global y otros cambios ambientales relacionados con el cambio climático. [40]
Stitchbird (hihi)
El pájaro cosido , también conocido como Hihi, es un ave endémica de Nueva Zelanda. Los cambios en el clima han demostrado tener un efecto profundo en la capacidad del hihi para prosperar y reproducirse. Como resultado, el cambio climático causado por el ser humano es una amenaza existencial para la especie. El hábitat nativo actual del hihi se está volviendo inestable debido al aumento de las temperaturas, y las temperaturas adecuadas se están desplazando hacia el sur. Se está considerando la colonización asistida como un medio para garantizar que el hihi pueda permanecer en su hábitat natural actual. Los críticos, sin embargo, argumentan que los riesgos que se presentan en los nuevos entornos de acogida no valen los beneficios potenciales que puede presentar la colonización asistida. [41]
Ver también
- gestión de bosques
- Efecto del cambio climático en la biodiversidad vegetal
Referencias
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