Un estudio explica la gran diversidad de especies arbóreas en los bosques tropicales

STRI/DICYT Miles de semillas llueven alrededor de enormes árboles tropicales, pero muy pocas germinan con éxito cerca de sus madres y no prosperan. Michael Kalyuzhny y Annette Ostling, de la Universidad de Texas en Austin, Jeffrey Lake, de la Universidad de Michigan, y Joe Wright, científico del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales, exploraron sus implicaciones. Descubrieron que la reducción del reclutamiento a pocos metros de los árboles madre provocaba inesperadamente que las poblaciones de adultos estuvieran separadas por distancias de hasta 100 metros en docenas de especies arbóreas. Estas grandes burbujas personales podrían explicar por qué los bosques tropicales tienen tantas especies de árboles distintos. Los resultados del equipo se publican en la revista Science.

"Este estudio presenta un nuevo enfoque para explicar cómo coexisten tantas especies arbóreas en los bosques tropicales", afirma Wright, que recibió en el 2022 el premio Smithsonian al Académico Distinguido en Ciencias. "Y dado que utilizamos datos de Isla Barro Colorado en Panamá, el primero de los 76 bosques del mundo en utilizar métodos estandarizados para comparar el crecimiento de los árboles y la composición de los bosques, tenemos una oportunidad única de utilizar el mismo enfoque para arrojar luz sobre los procesos que dan forma a las comunidades forestales de todo el mundo y comprender lo que las hace diferentes entre sí a medida que responden al cambio global."

¿Qué hace falta para que cientos de especies coexistan en una zona pequeña? En primer lugar, a medida que una especie se hace más común, su rendimiento debe disminuir, lo que impide que se apodere de la zona. Es lo que se denomina dependencia de la densidad negativa conespecífica o CNDD (por sus siglas en inglés). Los enemigos de las plantas, incluidos los insectos herbívoros y los patógenos microbianos, acumulan poblaciones cerca de los árboles establecidos, lo que provoca la CNDD. En segundo lugar, la disminución del rendimiento causada por árboles cercanos de la misma especie (CNDD) debe ser mayor que la disminución causada por árboles de otras especies. Esto se denomina Dependencia Negativa Heteroespecífica de la Densidad o HNDD. Los enemigos con efectos negativos más fuertes sobre una especie y más débiles sobre otras hacen que la CNDD sea mayor que la HNDD y contribuyen a la coexistencia de sus especies de plantas hospederas. La explicación más aceptada de la observación de que en los bosques tropicales coexisten muchas más especies de plantas que en otros lugares es que los enemigos de las plantas son más virulentos, lo que hace que la CNDD supere a la HNDD en el calor y la humedad de los bosques tropicales durante todo el año.

Sin embargo, hay una mosca en la sopa. Hace tiempo que se sabe que las plantas de una misma especie tienden a congregarse como los adolescentes en el centro comercial. Por el contrario, los enemigos que impiden la germinación y el reclutamiento con éxito cerca de los árboles madre, deberían hacer que los individuos de la misma especie se dispersaran, como pájaros descansando en un tendido eléctrico.

Muchos procesos biológicos influyen en la distribución de las plantas en el espacio. La dispersión de las semillas es especialmente importante, ya que la mayoría caen cerca de sus madres y muy pocas se dispersan a grandes distancias. En el bosque tropical de Isla Barro Colorado (Panamá), los científicos han seguido la pista de 400,000 árboles individuales en una zona forestal de 50 hectáreas y pueden determinar la fuerza de la CNDD y la HNDD para las tasas de crecimiento y supervivencia, así como las distancias de dispersión de las semillas. Wright y sus colegas utilizaron estas estimaciones de las distancias de dispersión de las semillas para simular poblaciones de árboles y, a continuación, compararon los patrones espaciales de las poblaciones observadas y simuladas.

Predijeron que las poblaciones observadas estarían sobredispersas -con menos vecinos de la misma especie en las distancias cortas influidas por enemigos compartidos- en relación con las poblaciones simuladas con dispersión de semillas. Para sorpresa de todos, las poblaciones simuladas tenían menos vecinos de la misma especie a distancias de 75 a 125 metros en docenas de especies. En retrospectiva, este resultado se debe a que, aunque cada árbol sólo afecta a sus vecinos inmediatos, éstos a su vez repelen a sus vecinos y así sucesivamente, creando patrones a gran escala a partir de interacciones a corta distancia. Wright y sus colegas también simularon poblaciones con dispersión de semillas y fuerzas artificiales de CNDD y HNDD. El patrón espacial de las poblaciones observadas sólo podía alcanzarse si la CNDD era mucho mayor que la HNDD.

En conjunto, estos resultados proporcionan algunas de las pruebas más sólidas disponibles hasta la fecha de que las interacciones entre árboles contribuyen a la elevada biodiversidad observada en los bosques tropicales. El siguiente paso será explorar las causas de esas interacciones y de la fuerte CNDD. Los enemigos de las plantas son una posibilidad. Queda por demostrar.