¿Qué es lo que hace que una planta sea rara o abundante? Heo y sus colegas pusieron su mirada en un tema intrigante: el complejo Hart's Tongue Fern (HTF). Esta investigación, publicada en el Annals of Botany, arroja nueva luz sobre cómo los cambios climáticos globales y de uso de la tierra dan forma a la abundancia y distribución de este complejo de helechos, que comprende cinco especies geográficamente segregadas. Sus hallazgos sirven como modelo para comprender dinámicas similares en otras especies de plantas y ecosistemas.

El helecho lengua de Hart, conocido científicamente como Escolopendrio de asplenio, es una especie de helecho distintiva debido a su estructura de hoja única. A diferencia de muchos helechos con hojas complejas y divididas, el helecho lengua de Hart tiene hojas simples e indivisas que son largas, planas y se dice que se parecen a la lengua de un ciervo o un ciervo.

El helecho lengua de Hart es se encuentra principalmente en regiones con un clima templado, como Europa, pero también en ciertas áreas de América del Norte, Asia oriental y Nueva Zelanda. Prefiere hábitats húmedos y sombríos y, a menudo, crece en suelos ricos en piedra caliza, como los que se encuentran en gargantas, barrancos o afloramientos rocosos.

Desde un punto de vista científico, el helecho lengua de Hart es interesante porque es un helecho integraciones, lo que significa que incluye varios especies estrechamente relacionadas que puede proporcionar información sobre la biología evolutiva, la adaptación de las especies y los impactos del cambio climático en la biodiversidad.

Además, el helecho lengua de Hart tiene un nicho ecológico relativamente estrecho, lo que lo hace más sensible a los cambios ambientales. Esta especificidad significa que puede servir como una "especie indicadora", lo que significa que la salud y la abundancia de este helecho pueden brindar a los científicos pistas valiosas sobre la salud general de los ecosistemas que habitan. En su artículo, Heo y sus colegas escriben:

Los helechos, a menudo considerados bioindicadores, son particularmente sensibles a las condiciones ambientales. Se han informado correlaciones claras entre la abundancia local y las condiciones climáticas para varias especies de helechos (Kessler et al.de 2011; publicar et al.de 2016; de gasper et al.de 2021; bonachón et al.de 2022), y su vulnerabilidad a las amenazas antropogénicas también ha sido ampliamente reconocida (Juez et al.de 2011; Marini et al.de 2011; Brummitt et al.de 2016). No obstante, la heterogeneidad espacial de la abundancia local en el complejo HTF sugirió un papel potencial para los factores regionales o locales en sus patrones de abundancia. Los sistemas jerárquicos de controles ambientales probablemente determinan los patrones de abundancia, de modo que las dinámicas climáticas y de uso de la tierra actúan globalmente pero están moduladas por determinantes de escala regional a local, como la topografía, la geología y el microclima, que operan a escalas cada vez más finas.Howard, 2015).

Heo et al. 2023

Es esta interacción entre los factores globales y locales lo que Heo y sus colegas querían entender. Para abordarlo, utilizaron un enfoque como mirar un mapa del mundo dividido en una cuadrícula, donde cada celda tiene 100 km por 100 km, para comprender la distribución y abundancia de esta especie de planta en cada región.

Los investigadores recopilaron datos sobre la cantidad de poblaciones de helechos en cada celda de la cuadrícula. Luego utilizaron información sobre el medio ambiente, como el clima, las condiciones del suelo, el paisaje y los impactos humanos, para explorar qué podría afectar dónde y con qué densidad se encuentran estos helechos.

Una parte del estudio también se centró en comprender cómo los cambios ambientales (como el cambio climático) podrían afectar el lugar donde podrían crecer estas plantas. Utilizaron modelos informáticos sofisticados para simular condiciones climáticas pasadas y futuras y comprender cómo podrían haber cambiado los hábitats adecuados de las plantas. Combinaron esta información con un examen de los esfuerzos de conservación. Calcularon cuánto de cada región estaba dentro de las áreas protegidas y lo usaron como un indicador para estimar el impacto de los cambios inducidos por el hombre en la distribución de las plantas.

Heo y sus colegas realizaron un estudio de caso de las poblaciones de helechos en los Estados Unidos. Aquí, los investigadores analizaron datos a largo plazo, recopilados durante un siglo, para ver cómo ha cambiado la cantidad de helechos con el tiempo y si esto podría estar relacionado con el cambio climático o las actividades humanas.

Para comprender cómo estos diferentes factores podrían influir en la abundancia de helechos en una región, los investigadores utilizaron un modelo estadístico llamado árbol de regresión potenciado. Puede manejar relaciones complejas entre factores y es bueno para administrar datos ruidosos.

No era solo una pérdida de hábitat lo que buscaban Heo y sus colegas. También buscaron "puntos calientes", áreas donde estas plantas eran particularmente abundantes, ya que podrían ser importantes para la supervivencia de la especie.

Los hallazgos de la investigación ilustran que el complejo de helechos de lengua de Hart prefiere condiciones bioclimáticas específicas, siendo más abundante en bosques templados de hoja ancha y mixtos dispersos en regiones del hemisferio norte. La distribución desigual de estos hábitats explica el patrón de abundancia global dispersa de los helechos lengua de Hart.

La investigación también reveló que el cambio climático está provocando un cambio en los patrones de abundancia del helecho lengua de Hart, con la disminución de las poblaciones tropicales y el aumento de las poblaciones en latitudes más altas desde el Último Máximo Glacial hace unos 21,000 años. El efecto de disminución de la distancia indica que las poblaciones en latitudes más bajas enfrentan una mayor presión de extinción, lo que explica la rareza de dos taxones del sur.

Otro impulsor global importante son los cambios en el uso de la tierra debido a las amenazas antropogénicas. Sin embargo, estos efectos varían regionalmente, probablemente debido a los diferentes niveles de protección del hábitat. Los helechos de lengua de ciervo de Asia oriental se encuentran principalmente en regiones altamente protegidas, lo que sugiere que las áreas menos protegidas han sufrido extinción local debido al uso intensivo de la tierra.

Los factores regionales también juegan un papel vital en los patrones de abundancia del helecho lengua de Hart. Por ejemplo, en Europa, la estacionalidad de las precipitaciones es el principal determinante de los patrones de abundancia, mientras que, en el este de Asia, la heterogeneidad espacial de las precipitaciones, la temperatura y la aspereza del terreno son influencias significativas.

El estudio también observó tendencias en los últimos 100 años que demuestran un desplazamiento hacia el norte de las poblaciones de helechos lengua de Hart en los EE. UU., con aumentos en el norte y disminuciones en el sur. Curiosamente, las poblaciones bajo la protección de las autoridades de conservación mostraron tendencias crecientes en comparación con las poblaciones no protegidas en la misma latitud.

El documento destaca cómo el cambio climático está cambiando los hábitats ideales para estos helechos lejos de los trópicos hacia latitudes más altas, áreas más alejadas del ecuador. Esto significa que, a medida que cambia el clima de la Tierra, los lugares donde estos helechos normalmente podrían crecer y florecer también están cambiando, lo que podría afectar potencialmente la supervivencia futura de la especie.

Actividades humanas también juegan un papel importante, particularmente en lo que respecta a las áreas protegidas, donde la actividad humana se limita a proteger la vida silvestre. América del Norte tenía la proporción más alta de poblaciones de helechos expuestas a niveles bajos de protección, mientras que Asia oriental tenía la proporción más alta en áreas altamente protegidas. Todas las poblaciones de helechos en Nueva Zelanda están bajo protección intermedia.

La investigación enfatiza la complejidad de los factores que afectan la distribución y supervivencia de especies como los helechos de lengua de Hart. Muestra que ambos el cambio climático y la actividad humana pueden afectar significativamente a estas plantas, indicando la importancia de las medidas de protección y el manejo cuidadoso de la tierra en la preservación de la biodiversidad.

Los hallazgos son importantes no solo para las especies de helechos estudiadas, sino también para otras especies de plantas, ya que muchas se ven afectadas de manera similar por las condiciones climáticas y la actividad humana. Sin embargo, como destaca el estudio, los impactos exactos pueden variar mucho según los factores ambientales específicos de cada ubicación. Esto refuerza la idea de que no existe un enfoque único para la conservación: las estrategias deben diseñarse con un profundo conocimiento de cada región y las características y necesidades únicas de la especie.

LEA EL ARTÍCULO:

Heo, N., Leopold, DJ, Lomolino, MV, Yun, S. y Fernando, DD (2023) “Global and regional drivers of abundance patterns in the hart’s tongue fern complex (Aspleniaceae), " Annals of Botany, 131(5), págs. 737–750. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aob/mcac129.