A principios del siglo XIX, Alexander von Humboldt sentó las bases de mucha ecología. Una de sus observaciones fue que el clima debería ayudar a predecir qué plantas encuentras en un lugar y la biodiversidad local. Más de doscientos años después, Jorge Antonio Gómez-Díaz y sus colegas examinaron algunos de los lugares que había explorado Humboldt. En su artículo, publicado en la revista de acceso abierto AoB PLANTS, argumentan que Si bien Humboldt tenía razón en términos generales, hay más factores a considerar..
Alexander von Humboldt fue un naturalista y geólogo alemán que realizó importantes contribuciones al estudio de los gradientes altitudinales a través de sus viajes por el neotrópico. Propuso que el clima regula la composición y diversidad de especies de plantas, lo que ha sido la base de numerosos estudios. Los ecólogos consideran los gradientes altitudinales como laboratorios naturales para estudiar variables ambientales, ya que contienen muchas variaciones climáticas en un área pequeña. Pero, ¿qué es lo que importa en la elevación? Los botánicos han propuesto muchas hipótesis para explicar la riqueza de especies a lo largo de gradientes altitudinales, como la productividad, la precipitación y la temperatura.
HumboldtLa influencia de en la biogeografía sigue siendo fuerte, especialmente en la explicación de la distribución de especies debido a su relación con el clima en gradientes altitudinales, pero ¿está desactualizado? Desde su época, los biólogos han desarrollado nuevas ideas, incluida la filogenética, que examina la diversidad de especies y las relaciones entre ellas. Además, considerar las facetas de la biodiversidad más allá de la riqueza de especies, como la diversidad filogenética, puede ayudar a revelar los procesos evolutivos y ecológicos que determinan los gradientes altitudinales. La disponibilidad actual de información filogenética para grandes clados de plantas permite incluir dicha información para estudiar patrones de riqueza de especies. Finalmente, solo unos pocos estudios han analizado el impacto de las perturbaciones antropogénicas en la biodiversidad a lo largo de gradientes altitudinales, lo cual es vital considerar durante la actual crisis de cambio climático y biodiversidad.
Gómez-Díaz y colegas visitaron Cofre de Perote montaña, un volcán extinto de 4282 metros de altura en Veracruz, México. El estudio estableció ocho sitios a lo largo de una línea recta de 81 kilómetros, a lo largo de un gradiente de altitud de 30 a 3500 metros, cubriendo seis tipos de vegetación y una amplia variedad de climas, incluidos ambientes cálido-seco, templado-húmedo y frío-seco.
Los botánicos consideraron dos gradientes: el gradiente altitudinal real y un gradiente de perturbación con tres hábitats sujetos a tres niveles diferentes de intensidad de uso forestal. El equipo instaló cinco parcelas de 20 m × 20 m en cada nivel de intensidad de uso forestal y tomó muestras de 120 parcelas en total. Los autores obtuvieron variables climáticas, temperatura media anual, precipitación media anual y evapotranspiración potencial del MODIS/Terra Net Evapotranspiración 8 días L4 Global 500 m Versión 6.
La diversidad de especies se estimó como riqueza de especies, y la estructura filogenética de las especies se obtuvo a partir de una megafilogenia a nivel de especie de plantas con semillas. Los autores calcularon la abundancia ponderada índice de relación neta (NRI) para medir la estructura filogenética de cada parcela.
Gómez-Díaz y sus colegas utilizaron un enfoque de modelado de ecuaciones estructurales para considerar explícitamente los efectos directos e indirectos de múltiples factores ambientales en la riqueza de especies y el NRI. Utilizaron un camino hipotético que consideró el clima (temperatura y precipitación), la intensidad del uso del bosque, evapotranspiración potencial (PET), y su forma cuadrática PET2.
El equipo encajó por partes modelos de ecuaciones estructurales (SEM) por separado para cada medida de diversidad (riqueza de especies y NRI) y cada forma de vida vegetal. Los modelos mostraron que mientras el clima y la intensidad del uso de los bosques tenían efectos directos sobre la riqueza de especies y el NRI, la evapotranspiración potencial solo tenía un efecto directo sobre la riqueza de especies. Sus resultados sugieren que el impacto del clima y la intensidad del uso de los bosques sobre la diversidad de angiospermas es más o menos directo. Al mismo tiempo, el efecto de la evapotranspiración potencial sobre la riqueza de especies es más complejo, con un efecto directo e indirecto.
En general, los resultados de Gómez-Díaz y sus colegas respaldan la hipótesis de que el clima determina fuertemente la riqueza de especies de plantas a lo largo de gradientes altitudinales. La temperatura tuvo la mayor influencia sobre la riqueza de especies y la estructura filogenética, con temperaturas más altas asociadas con una mayor riqueza de especies y agrupación filogenética. La precipitación y el PET también fueron importantes para la mayoría de las formas de vida vegetal (excepto arbustos y lianas), y la perturbación antropogénica solo influyó en los árboles.
Gómez-Díaz y colegas concluyen:
Alexander von Humboldt señaló que los tipos de hábitats y la cantidad de especies variaban de manera predecible con los cambios de latitud y elevación. En sus exploraciones de las montañas tropicales, Humboldt sugirió que el clima es un factor crucial para determinar la riqueza de especies de plantas a lo largo de los gradientes altitudinales. Honrar el trabajo de Humboldt y continuar con su legado exige más investigación para comprender las causas detrás de los gradientes de diversidad de altitud. Finalmente, es necesario integrar la riqueza de especies así como la estructura filogenética y 'deconstruir' el patrón observando las formas de vida para tener una mejor comprensión de los procesos que dan forma a la biodiversidad a lo largo de gradientes altitudinales.
Gómez-Díaz et al. 2022
LEA EL ARTÍCULO:
Gómez-Díaz, JA, Carvajal-Hernández, CI, Bautista-Bello, AP, Monge-González, ML, Guzmán-Jacob, V., Kreft, H., Krömer, T. and Villalobos, F. (2023)”El legado de Humboldt: explicando la influencia de los factores ambientales en la diversidad taxonómica y filogenética de las angiospermas a lo largo de un gradiente altitudinal Neotropical, " AoB PLANTS, 15(1), pág. lac056. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aobpla/plac056.
