Les interaccions indirectes entre espècies modulen l'adaptació al medi natural, segons un estudi amb participació del CSIC

Un equip científic internacional amb participació del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha revelat en un estudi que les interaccions indirectes que ocorren entre espècies en una xarxa mutualista entre espècies modulen, al igual que les directes, l'adaptació de les espècies al medi natural. Fins ara es sabia que podien influir en la dinàmica ecològica i en l'evolució de les característiques de les espècies, però no existien evidències sobre les seues conseqüències immediates en l'eficàcia biològica d'aquestes espècies, és a dir, en la seua capacitat per a deixar més descendència, en xarxes que inclouen una alta diversitat d'espècies. El descobriment, publicat en la revista Nature, és important, per exemple, per a entendre per què una població creix o disminueix i també com actua la selecció natural sobre els individus dins d'una població.

"Les espècies, en general, no interaccionen unes amb altres de forma individual, sinó que ho fan en el si d'una xarxa d'interaccions molt més complexes i que inclouen una multitud d'espècies", comenta Pedro Jordano, investigador del CSIC a l'Estació Biològica de Doñana (EBD). Una de les interaccions més rellevants en el funcionament dels ecosistemes són les interaccions mutualistes, aquelles en les quals ambdós participants es beneficien mútuament de la interacció, com poden ser els casos de la pol·linització de les plantes per animals, generalment insectes, o la dispersió de llavors per part d'animals que consumeixen els fruits.

En les últimes dècades s'ha utilitzat aquesta visió holística per a aprofundir en el coneixement de com funcionen els ecosistemes. Baix aquest enfocament, avui se sap que en un determinat ecosistema es combinen tant efectes directes, mitjançats per les espècies que interaccionen, com indirectes, entre espècies que no interaccionen. No obstant això, fins ara es desconeixia la seua importància relativa en l'eficàcia biològica dels individus, el que es coneix tècnicament com a fitness. "Així, per exemple, la introducció d'espècies invasores podria afectar a més la magnitud d'aquests efectes i, en última instància, a la capacitat de reproducció de les espècies i la seua conservació", afig l'investigador.

L'estudi ha comptat amb la participació de personal investigador de l'Estació Biològica de Doñana, la Universitat de Sevilla i l'Institut de Productes Naturals i Agrobiologia (IPNA - CSIC), a més de la Universitat de São Paulo i la Universitat Estadual de Campinas de Brasil, així com la Universitat de Santa Cruz de Califòrnia i la Universitat de Zuric de Suïssa.

Les interaccions indirectes també afecten a l'eficàcia biològica

En aquest nou estudi s'han aplicat tècniques analítiques noves en un total de 186 xarxes mutualistes i s'ha detectat que tant les interaccions directes com les indirectes afecten a l'eficàcia biològica de les espècies que constitueixen la xarxa d'interaccions. "En aquest sentit, a més, es demostra que a mesura que augmenta el nombre d'interaccions directes, s'incrementa el fitness de les espècies que interaccionen, però sorprenentment hi ha un límit a partir del qual s'estabilitza. Això ve marcat per la magnitud de les interaccions indirectes", apunta Alfredo Valido, investigador del CSIC a l'IPNA.

En certa mesura, les interaccions indirectes, estarien "frenant" l'adaptació de les espècies als seus agents mutualistes. "Aquest resultat, molt nou, assenyala la importància de les interaccions indirectes en el funcionament dels ecosistemes i, a més, es fa molt evident quan analitzem l'impacte de la introducció d'espècies invasores en les xarxes mutualistes, com és el cas de les abelles domèstiques", assenyala Jordano.

L'eficàcia biològica mitjana d'una determinada espècie, essencial en la seua evolució, no depén només de amb qui interacciona, sinó que també depén d'altres espècies que no interaccionen directament amb ella, creant un conflicte de pressions selectives. L'equip científic també va poder identificar quines posicions en aquestes xarxes d'interacció són afavorides i quines pateixen més influències negatives. Segons els resultats obtinguts, les espècies que es troben en la perifèria de la xarxa, aquelles que tenen poques interaccions, es veurien perjudicades pels efectes indirectes, que es propaguen a través de la xarxa. Les espècies que estan en el centre, amb moltes interaccions directes, en general, es beneficiarien.

El cas de l'abella domèstica

Un dels exemples estudiats va ser l'impacte que genera la presència d'abelles domèstiques, propiciada per l'activitat agrícola, sobre la diversitat de pol·linitzadors nadius i sobre les seues interaccions mutualistes amb les plantes. L'abella domèstica o mel·lífera (Apis mellifera, Apidae) és una espècie nàtiva d'Euràsia i Àfrica, però ha sigut introduïda en pràcticament tot el planeta per a l'obtenció de mel i la pol·linització de certs cultius. És considerada un pol·linitzador super-generalista, és a dir, visita moltes espècies de plantes. Competix amb la resta de pol·linitzadors nadius pels recursos florals (nèctar i pol·len) i els acaba desplaçant, produint una homogeneïtzació de les xarxes mutualistes. A més, es coneix que les abelles domèstiques incrementen la transferència de pol·len dins de la pròpia planta individual, la qual cosa afecta en última instància la producció de fruits i llavors. "En l'estudi ens vam plantejar fins a quin punt aquesta activitat antròpica podria estar reorganitzant les interaccions directes i indirectes en les xarxes mutualistes i alterant el fitness de les espècies participants", assenyala Valido.

Per a això, els investigadors van analitzar, en primer lloc, mitjançant l'ús de simulacions analítiques, l'absència d'abelles domèstiques en un total de 73 xarxes mutualistes repartides per tot el planeta i caracteritzades per la presència massiva d'abelles mel·líferes. La idea era comparar la magnitud de les interaccions directes i indirectes tant en la seua presència com en la seua absència. "Els resultats obtinguts són sorprenents", assenyala Pedro Jordano. "Atés que les abelles mel·líferes s'integren prou bé en les xarxes mutualistes, incrementen les interaccions directes a la xarxa —en teoria, hi ha una espècie de més a la comunitat—, però disminueixen de forma significativa el fitness de les espècies que interaccionen de forma indirecta amb elles."

Això significa que, amb la introducció de les abelles mel·líferes, s'incrementa la magnitud dels efectes indirectes en les xarxes mutualistes, i com ja hem vist prèviament, es redueix el fitness promig de les espècies. "Aquest resultat és encara més impactant si tenim en compte que quan les abelles mel·líferes envaeixen un àrea natural, la xarxa mutualista resultant es caracteritza per presentar un menor nombre d'espècies de pol·linitzadors nadius, ja que són desplaçats, i també d'interaccions, a causa que les espècies encara presents redueixen les seues interaccions amb les plantes", assenyala Alfredo Valido.

Per conèixer en detall les implicacions d'aquest últim aspecte, l'equip ha utilitzat dades d'un estudi experimental de camp realitzat al Parc Nacional del Teide (Tenerife) on, en cada primavera, s'introdueixen fins a 2700 colònies. Aquestes dades experimentals s'han utilitzat en els models analítics que han comparat la magnitud del canvi en les interaccions directes i indirectes i les seues implicacions en l'eficàcia biològica en un escenari més real, en absència i presència d'abelles domèstiques (abans i després de la instal·lació de les colònies). "Els resultats obtinguts van ser encara més sòlids i concloents", indica l'investigador de l'IPNA. "El 68% de les espècies nadius veu reduït el seu fitness en presència de les abelles domèstiques. Aquest efecte va quedar molt patent, ja que les abelles mel·líferes no només incrementen les interaccions indirectes, sinó que en realitat també disminueixen les interaccions directes".

Els resultats d'aquest treball mostren noves línies d'anàlisi del procés de coevolució entre espècies en ecosistemes d'alta diversitat, i evidencien la importància de les interaccions indirectes. També alerten sobre la vulnerabilitat dels ecosistemes naturals a la pèrdua d'espècies i interaccions per la introducció d'espècies invasores, amb repercussions immediates mesurables sobre l'eficàcia biològica, el fitness de les espècies en reorganitzar tant les interaccions directes com les indirectes.

Font CSIC