Los insectos nos ayudan a entender el cambio climático
Antecedentes: El cambio climático global está afectando los bosques en todo el mundo y la diversidad biológica, de igual forma, los servicios del ecosistema. En Panamá, estos efectos son graves: desde 1981, en la isla Barro Colorado (BCI) se monitorea la parcela forestal, la cual ha experimentado un aumento de 0,36 º C en la temperatura media anual y 17,9% de la precipitación media anual. Para los organismos de larga vida, como los árboles, esto se ha traducido en un aumento a largo plazo en la abundancia de lianas y la producción de flores. El monitoreo de los árboles proporciona información crucial sobre el estado de los bosques, pero como los árboles presentan largos periodos de regeneración, esto impide el desarrollo de sistemas de alerta temprana (5-10 años), que son cruciales para el pronóstico biológico. Los insectos tropicales a menudo presentan ocho generaciones por año, con extremos de hasta10 a 14 generaciones dentro de los insectos plagas. Por lo tanto, el monitoreo de artrópodos durante un periodo de 5-10 años en los trópicos podrÃamos estar monitoreando de 40-80 generaciones de insectos y este aspecto puede ser especialmente interesante para el desarrollo de sistemas de alerta temprana, pero este tema debe ser rigurosamente probado para una diversidad de taxones de insectos. Sin embargo, hay muy pocos monitoreos a largo plazo de los artrópodos en las selvas tropicales y lo que se conoce sobre la respuesta de las comunidades de artrópodos a los cambios climáticos a largo plazo son especulaciones.Â
Objetivos del proyecto: Por la razón anteriormente expuesta, nosotros nos propusimos comparar tendencias de las poblaciones en termitas y hormigas con datos climáticos correspondientes a BCI y Panamá, para establecer una lÃnea base con la finalidad de valorar aspectos de variabilidad climática.Â
Resultados: Observamos que los vuelos de hormiga ocurren principalmente en dÃas calurosos con poca disponibilidad de agua (es decir, que ocurren durante la estación seca), afectados por episodios de lluvia. Contrariamente a las expectativas, nuestro análisis sugiere que los vuelos masculinos se producen antes del comienzo de la temporada de lluvias. Estos resultados sugieren que las necesidades fisiológicas de apareamiento (alta temperatura para los músculos voladores) están separadas de los requisitos de la colonia de partida por una reina fertilizada (espacio y alimento). En un bosque como BCI, con fuerte estacionalidad en la hojarasca (en temporadas secas) y la disponibilidad de agua (en temporadas húmedas), los machos necesitan sincronizar su vuelo a una ventana relativamente corta (marzo-mayo) en el año.
A pesar de que las hormigas macho vuelan significativamente más en la mitad de la estación seca, el análisis estadÃstico (NMDS) reveló que la fenologÃa de la comunidad de hormigas es evidentemente cÃclica durante el año. La composición de las comunidades de hormigas macho varió entre los meses secos, y estos fueron diferentes a los de los meses lluviosos. Estos resultados fueron inesperados y sugieren que la estacionalidad en este bosque tropical es un determinante principal del esfuerzo reproductivo. Las hormigas macho en BCI pueden estar invadiendo el tiempo en la estación seca, con diferentes especies que ocurren en la estación seca temprana, media y tardÃa. Por otro lado, la comunidad masculina que volaba en la estación lluviosa no difirió en la composición ni entre meses ni entre años (2014 y 2015). Estos resultados sugieren que las especies de hormigas que vuelan en la estación húmeda son: 1) una fauna especializada, 2) especies que maximizan las oportunidades reproductivas, que pocos requisitos para anidar o 3) machos FC (liberados en la estación seca, pero que continúan buscando disponibilidad de hembras).
Los patrones climáticos están cambiando en Panamá y se espera que el paÃs sea significativamente más húmedo para fines de siglo. Desde 1981, BCI ha experimentado un aumento de 0.36 ºC en la temperatura media anual y 17.9% en la precipitación anual media (Anderson-Teixeira et al 2014), de acuerdo con las tendencias esperadas del cambio climático en Panamá (Fábrega et al., 2013). En BCI, durante los últimos ocho años, la temperatura máxima media anual aumentó ligeramente, especialmente desde 2011. Por ejemplo, la temperatura máxima anual de 2016 fue 0.6 °C más alta que la del año base de 2009. Sin embargo, las precipitaciones anuales no parecieron aumentar durante el mismo perÃodo. Una de las predicciones concernientes al calentamiento global es el desajuste potencial entre las fenologÃas de las especies que interactúan (por ejemplo, las flores y sus polinizadores, Flo et al., 2018). Los cálculos del clima pasado reciente en el área del Canal de Panamá sugieren que, si bien no se observa un aumento de las precipitaciones, hay un aumento de eventos extremos, que incluyen lluvias y sequÃas (Steve Paton, comunicación personal). La fuerte dependencia de los vuelos de los individuos machos 1) condiciones secas, y 2) lluvias ocasionales, en este bosque húmedo estacional puede poner en peligro a las comunidades de hormigas si aumenta la duración de la estación seca, y las grandes lluvias, desencadenando una liberación de especÃmenes machos antes de lo esperado, apareciendo más temprano en la estación seca. Bajo este escenario, las reinas voladoras fertilizadas a principios de año morirán por desecación antes de encontrar sitios apropiados para anidar. Este impacto potencial del calentamiento global en el momento de los ciclos fenológicos puede tener un fuerte impacto en la composición de las futuras comunidades de hormigas o de otros insectos en general.Â
Ilustraciones de tres de las 160 especies de hormigas estudiadasÂ
Beneficios y principales beneficiarios: Con los datos obtenidos durante el desarrollo del proyecto, hemos desarrollado un sistema modelo para el monitoreo de artrópodos en las selvas tropicales, como un sistema de alerta temprana basándonos en los cambios poblacionales de las termitas y hormigas. Esto se convertirá en una referencia en Panamá y para otros lugares del trópico, ya que no existe un sistema equivalente a la fecha. Los beneficiarios serán la comunidad de cientÃficos en Panamá y en otros lugares donde se intenta modelar el cambio climático y su influencia en la biodiversidad.Â
Impacto esperado: Las primeras señales correspondientes a la previsión biológica son cruciales para detectar transiciones crÃticas a nivel mundial, asà como a escala local, que pueden llevar a un «punto de inflexión» en una escala planetaria. Sistemas de alerta temprana son cruciales en la toma de decisiones para paliar los efectos antropogénicos del cambio climático en la pérdida de la biodiversidad.Â
Agradecimientos: Universidad de Panamá, El Instituto Smithsonian, la Universidad del Sur de Bohemia y a la SENACYT por apoyar esta iniciativa.
*El autor es profesor del Programa de EntomologÃa en la Universidad de Panamá. E-mail: hector.barriosv@up.ac.pa
Colaboraron con este proyecto el Dr. Yves Basset, entomólogo, trabaja en el Smithsonian Panamá (STRI) y el Dr. Simon Segar de la Universidad del Sur de Bohemia (República Checa).
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