Los modelos ecológicos actuales están mal equipados para predecir las respuestas ecológicas al cambio climático porque carecen de los datos necesarios de las condiciones que aún no se han producido.
Dr. Jorad de Vries, investigador postdoctoral en ETH Zürich, pide el uso de modelos evolutivos funcionales-estructurales de plantas (FSPM) para comprender el efecto del cambio climático en las comunidades de plantas naturales en un nuevo artículo publicado en in silico Las plantas
“El modelado FSP evolutivo es un desarrollo novedoso en el campo del modelado 3D que combina dos métodos que comparten un enfoque en el comportamiento del modelo emergente a través de una descripción mecanicista de los sistemas naturales pero que actúan en escalas espaciales y temporales muy diferentes. Los modelos FSP suelen simular un alto nivel de detalle espacial, lo que les permite simular con precisión mecanismos a nivel de órganos de plantas individuales, como las hojas, mientras que los modelos evolutivos simulan dinámicas ecoevolutivas que actúan durante generaciones. La fusión de estos métodos y sus diferentes escalas es un desafío, pero ofrece oportunidades nuevas y emocionantes para obtener una mejor comprensión de cómo las comunidades de plantas pueden responder a un clima cambiante y qué factores son los principales impulsores de esas respuestas”, dice de Vries.
De Vries primero explica por qué comprender las respuestas al cambio climático de las comunidades de plantas requiere enfoques de modelado mecanicista. Los métodos actuales se centran en los rasgos funcionales de las plantas, que no predicen bien la interacción entre los entornos abiótico y biótico y, por lo tanto, las funciones del ecosistema. En su lugar, argumenta, el enfoque debe estar en los mecanismos que vinculan los rasgos funcionales con la aptitud a nivel de plantas individuales a través de interacciones con sus entornos abióticos y bióticos locales. El modelado de FSP es una excelente herramienta para simular con precisión las interacciones entre rasgos y medio ambiente que impulsan las respuestas al cambio climático de las plantas individuales.
De Vries aboga por acoplar FSP y modelos evolutivos, lo que permitirá escalar de individuos a comunidades a través de la simulación mecanicista de procesos demográficos y evolutivos. El modelado FSP puede acomodar la variación de rasgos, que luego puede estar sujeto a selección, flujo de genes y deriva genética utilizando el modelo evolutivo.
Luego, el documento analiza cómo el modelado evolutivo de FSP puede ayudar a explorar el comportamiento de sistemas complejos con fenotipos de plantas multidimensionales en entornos multidimensionales. Luego destaca la importancia de considerar la dinámica espacial y temporal de estos entornos multidimensionales, sus efectos sobre la selección y el papel de la plasticidad fenotípica.
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN
Jorad de Vries, Uso de modelos evolutivos funcionales-estructurales de plantas para comprender el efecto del cambio climático en las comunidades de plantas, in silico Plants, Volumen 3, Número 2, 2021, diab029, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diab029
Este manuscrito es parte de in silico Plant's Edición especial del Modelo Estructural Funcional de la Planta.
