Autor: Diego Pozo

La extraordinaria capacidad de hibernación del monito del monte

La hibernación, entendida como el estado de sopor en que entran algunos mamíferos a lo largo de varios días e incluso meses, es una adaptación para resistir desafíos ambientales estacionales funcionalmente distinta del sopor diario, que, en cambio, es una estrategia fisiológica para enfrentar entornos impredecibles. Un equipo de ecólogos estudió las respuestas de una de estas especies, el monito del monte, y mostró su sorprendente capacidad de transitar de la hibernación al sopor diario en condiciones de temperaturas extremas e incluso en épocas de reproducción.

Las historias de ciencia ficción donde humanos hibernan durante años para poder viajar distancias interestelares, se inspiran en realidad en la capacidad de algunos animales de reducir su metabolismo para caer en un sopor de horas, días o hasta meses. Pero, para conocer las posibilidades que podrían tener los seres humanos de hibernar por largos períodos, primero hay que entender los procesos fisiológicos de estos hibernantes naturales.

Roberto Nespolo, académico en el Instituto de Ciencias Ambientales y Evolutivas,dela Universidad Austral de Chile e investigador en CAPES y en iBio, justamente nos introduce en el tema con un ejemplo cinematográfico: “Hace poco se estrenó en Netflix la película futurista “Passengers”, que narra una aventura en un viaje espacial. El viaje duraba 120 años, y los cinco mil pasajeros de la nave iban metidos en unos sarcófagos computarizados que los mantenían en hibernación. Uno de ellos despierta por error a los 30 años de viaje, sin poder volver al letargo. Este tipo de historias son antiguos anhelos del ser humano, retratados en historias de ciencia ficción desde la época de Julio Verne, e inspirados en mamíferos hibernantes como el monito”.

El monito del monte (Dromiciops gliroides), marsupial endémico chileno, es uno de los últimos representantes vivos del orden Microbioteria, y por eso, se le considera un verdadero fósil viviente y un objeto de estudio frecuente de varios equipos de ecólogos. Nespolo encabeza uno de estos equipos, el cual demostró, en palabras del investigador, “las capacidades extremas de hibernación de este marsupial, lo cual es relevante tanto por el conocimiento básico, como por las posibles aplicaciones”.  

“Conocer la diversidad de animales que naturalmente hacen sopor nos ha mostrado ésta que es una capacidad inherente de los mamíferos, independientemente de su origen evolutivo” añade. “Incluso se ha podido inducir sopor en ratones de laboratorio, y se ha descubierto el mecanismo exacto que lo provoca: un circuito neuronal hipotalámico, que detecta la caída de glucosa sanguínea y reduce el punto de control de la termorregulación corporal, según un trabajo de Takahashi del 2020”.

La investigación sobre el sopor del monito del monte, quedó plasmada en el artículo, “Heterothermy as the Norm, Homeothermy as the Exception: Variable Torpor Patterns in the South American Marsupial Monito del Monte (Dromiciops gliroides)”, en el que participaron, además de Nespolo, los investigadores CAPES Enrico Rezende y Francisco Bozinovic, en conjunto con Carlos Mejías, Angelo Espinoza, Julián Quintero-Galvis y Francisco Fontúrbel.

Hibernación y sopor diario

Para entender este fenómeno, debemos conocer primero algunos términos como homeotermia, que es la capacidad de mantener la temperatura corporal independiente de la temperatura ambiental, y heterotermia, que es el nombre genérico para los animales capaces de hacer sopor diario y estacional, este último, lo que comúnmente entendemos como hibernación.

Normalmente, las especies, o hibernan, o hacen sopor diario, y no es común encontrar un mamífero hibernante y heterotermo diario, como el monito del monte. “Junto a mi querido amigo y mentor, Pancho Bozinovic (coautor de este trabajo), describimos hace tiempo con estudios de laboratorio que el monito podía hacer ambas cosas, y este es el primer registro que pudimos hacer con animales en su hábitat”, comenta Nespolo, y señala otra de las innovaciones en este estudio: “pudimos implementar un sistema de “experimentos de mesocosmos”, donde medimos la cantidad de energía que consumen los monitos en actividad y sopor, y con un termógrafo, pudimos determinar la distribución del calor corporal”.

Parte de esta investigación incluyó el registro audiovisual de este fenómeno, por medio de un video inédito asociado a la tesis de Carlos Mejías. En el video (ver abajo), se logra captar cómo un individuo activo calienta al resto del grupo, en base a termografía combinada con imagen. Durante la hibernación, monitos, murciélagos, lirones o marmotas, entre otros, reducen el consumo de energía hasta en un 95%. En comparación, si una persona de 70 kg de peso, que gasta unos 12.500 kilojoules diarios, hibernara, bajaría ese consumo a unos 250 kilojoules/día, exclusivamente obtenidos de las reservas grasas. En otras palabras, una persona despierta consumiría la energía de 20 personas en hibernación, por lo que podría mantenerse muchos meses en este estado, sólo consumiendo las grasas corporales.

https://vimeo.com/618289956

Invierno, verano, cambio climático y una sorpresa

Otro de los hallazgos del estudio es que los monitos pueden entrar en letargo diario a distintas temperaturas ambientales, incluso en verano. ¿Por qué ocurre este fenómeno? “Nuestros datos sugieren que los monitos entran en sopor cada vez que sus niveles de glucosa sanguínea bajan de cierto umbral, y si la temperatura ambiental es menor a unos 10ºC, este sopor se prolonga por varios días” explica el ecólogo, “durante el sopor, los animales hacen un switch entre el metabolismo de carbohidratos al de las grasas, y si las reservas lipídicas son grandes, el sopor también se puede prolongar”.

Los monitos son hiperfágicos, es decir, ingieren una gran cantidad y variedad de alimentos, con preferencia por los frutos con azúcares simples (fructosa, glucosa). Mientras encuentren estas dietas, permanecerán activos, y tan pronto se acaba, entrarán en sopor. Nespolo puntualiza que “esto genera un mecanismo “lipostático” de control de la hibernación, en que las reservas de grasa acumuladas en otoño deben durar hasta primavera, y los animales despiertan hambrientos, buscando frutos”. Además, advierte que “si la época de frutos no cuadra con el despertar del sopor, por ejemplo, como producto del calentamiento global, en que la floración se adelanta, esto podría significar una amenaza para esta especie”.

En el experimento, uno de los monitos estudiados fue una hembra con 2 crías, permitiendo a los investigadores estudiar los períodos de letargo de los 3 animales. Nespolo indica que “tanto madre como crías estaban en sopor, a una temperatura corporal de 24ºC. Existen pocos reportes de animales que hacen sopor durante la reproducción, y particularmente pocos marsupiales que lo hagan. Es interesante pues los marsupiales invierten la mayor parte de la reproducción en la lactancia, y que sean capaces de interrumpir este periodo a la espera de épocas mejores, demuestra que este “oportunismo” energético es bastante general”.

Hibernación flexible

Este estudio pionero, muestra la gran flexibilidad fisiológica de los monitos. Por un lado, hacen sopor diario, incluyendo la época reproductiva, debido a la sensibilidad a la glucosa, y por otro, hibernan con periodos continuados de sopor de hasta 12 días. Nespolo también describe que “son capaces de hibernar a cero grados y poseen un delicado control de la temperatura corporal durante estos periodos. Cuando la temperatura ambiental cae por debajo de los cero grados, el monito produce pequeñas cantidades de calor metabólico, es decir, «termorregula», para mantener su temperatura corporal levemente por sobre los cero grados. Esto, porque lo más dañino del congelamiento es la formación de hielo en los tejidos, que rompe las células”.

Investigaciones en otros animales, tales como varios invertebrados y algunos peces y anfibios, han descrito proteínas o polisacáridos anticongelantes en hemolinfa, sangre y tejidos, lo que permite que se congelen sin sufrir daño a sus tejidos. Pero en mamíferos y aves estas moléculas no existen. “Este trabajo muestra que el mecanismo para sobrevivir el congelamiento es la termorregulación en sopor, lo cual explica cómo sobreviven muchas poblaciones andinas de monito, en bosques de Lenga (Nothofagus pumilio), en donde caen varios metros de nieve cada año”, señala Nespolo. “Esto es sorprendente pues para un mamífero de zonas templadas, sobrevivir varios meses a temperaturas de congelamiento es todo un record. Pudimos registrar temperaturas internas, de los tejidos del monito, de 0.5ºC por periodos de 48 horas. Además, los monitos son capaces de salir de este sopor profundo en menos de una hora, y volver a actividad completamente normal. Por ejemplo, el hibernante más extremo del planeta es la ardilla terrestre ártica, que vive en Alaska (latitud polar: 64ºN), un animal de un kilo de peso que hiberna a -30ºC, pero que sus tejidos alcanzan -1.3ºC. El monito, con sus 40g de peso, sólo se distribuye hasta los 43ºS, y presenta capacidades fisiológicas similares a las de la ardilla ártica”, finaliza.

Texto: Comunicaciones CAPES
Créditos de imagen: Roberto N´espolo


Seminario «Hacia una integración humano-naturaleza: restaurando el bosque esclerófilo con un enfoque interdisciplinario y socioecológico» | 28 de octubre

El proyecto Fondecyt N° 1190855, en colaboración con el Centro de Investigación para la Sostenibilidad de la Agricultura y los Territorios Rurales (CERES) y CAPES, les invitan al seminario titulado «Hacia una integración humano-naturaleza: restaurando el bosque esclerófilo con un enfoque interdisciplinario y socioecológico» ha realizarse el jueves 28 de octubre de este año. 

La crisis ambiental global ha desafiado a muchos ecosistemas, como la megasequía que sufre el bosque mediterráneo de Chile central, reconocido como un hotspot planetario de biodiversidad por su endemismo y vulnerabilidad. Para ello, se requiere de incorporar diferentes disciplinas junto con comunidades locales e indígenas y a los tomadores de decisiones para implementar medidas de conservación y restauración. Este seminario se enmarca en un esfuerzo por avanzar en medidas de restauración del sistema socioecológico del bosque esclerófilo con un enfoque interdisciplinario.

La instancia  constará de una parte expositiva durante la mañana y un taller de discusión durante la tarde. Presentarán, entre otros exponentes, representantes de la iniciativa de investigación y colaboración CAPES-IEB-CR2 sobre bosque esclerófilo.

Puedes inscribirte desde ya en el siguiente enlace.

Seminario «Hacia una integración humano-naturaleza: restaurando el bosque esclerófilo con un enfoque interdisciplinario y socioecológico»

El proyecto Fondecyt N° 1190855, en colaboración con el Centro de Investigación para la Sostenibilidad de la Agricultura y los Territorios Rurales (CERES) y CAPES, les invitan al seminario titulado «Hacia una integración humano-naturaleza: restaurando el bosque esclerófilo con un enfoque interdisciplinario y socioecológico» ha realizarse el jueves 28 de octubre de este año. 

La crisis ambiental global ha desafiado a muchos ecosistemas, como la megasequía que sufre el bosque mediterráneo de Chile central, reconocido como un hotspot planetario de biodiversidad por su endemismo y vulnerabilidad. Para ello, se requiere de incorporar diferentes disciplinas junto con comunidades locales e indígenas y a los tomadores de decisiones para implementar medidas de conservación y restauración. Este seminario se enmarca en un esfuerzo por avanzar en medidas de restauración del sistema socioecológico del bosque esclerófilo con un enfoque interdisciplinario.

La instancia  constará de una parte expositiva durante la mañana y un taller de discusión durante la tarde. Presentarán, entre otros exponentes, representantes de la iniciativa de investigación y colaboración CAPES-IEB-CR2 sobre bosque esclerófilo.

Puedes inscribirte desde ya en el siguiente enlace.

Los mitos sobre el búho que podrían ayudar a su conservación

¿Qué hace a los búhos unos seres tan inquietantes, capaces de suscitar tantas sensaciones de extrañeza? A través de una revisión bibliográfica, dos académicos del Campus Villarrica de la Universidad Católica analizaron la presencia de estas aves en las narraciones tradicionales de diversas sociedades, para explicar el rol clave que juegan éstas no sólo a nivel ecológico, sino también cultural.

A lo largo de la historia, los búhos han jugado roles muy distintos, y a veces contradictorios, en la vida de las civilizaciones. Desde el hallazgo de lo que parece ser un búho americano (Bubo virginianus) de unos 30 mil años de antigüedad pintado en las coloridas paredes de Chauvet, los seres humanos han asociado estas aves rapaces a todo tipo de atributos: consideradas sabias y bobas, despreciadas y veneradas, ligadas a la brujería y a la medicina, lo cierto es que búhos, lechuzas, cárabos, y todos los miembros del orden de los Estrigiformes, constituyen un elemento fundamental en cientos de relatos y tradiciones del mundo.

Interesados por este fenómeno, dos académicos del Campus Villarrica de la Universidad Católica, José Tomás Ibarra y Pelayo Benavides, se dispusieron a analizar una serie de creencias alrededor de estas aves, el papel que cumplen en la tradición oral y escrita, y las razones de su prominencia como símbolos de lo extraordinario en diversas culturas, posición que, según ellos, podría ayudar en los esfuerzos de conservación de estos animales.

“Nos concentramos en los búhos —un orden compuesto por más de 202 especies divididas en dos familias: Tytonidae y Strigidae— porque se trata de criaturas que poseen una amplia gama de conexiones socioculturales con sus territorios, como pocos animales en el planeta”, nos cuenta el investigador del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad de la Universidad Católica (CAPES), José Tomás Ibarra. “Desde hace mucho tiempo los búhos han sido usados como base de metáforas y experiencias sobre cómo los humanos se relacionan con la tierra y al interior de sus comunidades”, añade.

Para categorizar la experiencia asociada a estas aves a lo largo de las culturas, Ibarra y Benavides utilizaron el concepto de lo “inquietante” (“unncany”, en el texto original), definiéndolo como todo elemento que introduce un elemento de extrañeza en ambientes y contextos que de lo contrario resultarían familiares. “Lo “inquietante” encarna una combinación particular entre lo familiar y lo desconocido, ya sea algo cercano en un escenario extraño, o algo extraño en un escenario familiar, despertando una sensación de inquietud” comentan en su trabajo, publicado en el último número de la revista Anthropos. 

Criaturas inquietantes

Asociaciones con lo “inquietante” o lo “extrañamente familiar”, han sido usadas en el pasado para caracterizar ya sea a animales —como el zorro o el murciélago— o encuentros con éstos. En el caso de las aves, los investigadores hallaron que diferencias en sus cantos, formas anormales de vuelo o su presencia inesperada en determinados contextos suelen constituir anomalías que rompen ciertos patrones o expectativas, convirtiéndolas en signos o vehículos de este tipo de fenómenos.

¿Pero qué hace a los búhos particularmente inquietantes? Durante su investigación, los autores descubrieron que dicha fama es atribuida a ciertos rasgos fisiológicos y hábitos sociales específicos de estas aves. Su cabeza, por ejemplo, extrañamente similar a la de los humanos, pudo haber sido aprovechada por los antiguos egipcios para representar el ba, una parte del espíritu de las personas que cada tarde regresaba a la tumba de su propietario “en la forma de un ave con cabeza humana”, una imagen que bien pudo nacer de la costumbre de los búhos de visitar cementerios.

En la misma venia, la notable capacidad de estas aves para girar su cabeza hasta en 270 grados (algo inusual, al menos para nosotros los humanos), también fue un rasgo que tempranamente empujó a algunas culturas a asociar su presencia con la brujería, como fue el caso del pueblo Nage, al este de Indonesia. Citando un trabajo de los investigadores Munroe y Gauvain (2018), Ibarra y Benavides postulan que esta cualidad de ser al mismo tiempo familiares y extraños es la que conecta a los búhos con representaciones más bien negativas de lo sobrenatural, en la forma de mensajeros de malos augurios, peligros, pesares y enfermedades.

No obstante, y como también explican los investigadores, los búhos no son siempre “pájaros de mal agüero” al interior de las comunidades: “En varias sociedades, éstos juegan un rol positivo, de protección tanto para los humanos como para otras criaturas”, replica Ibarra. “En culturas como la maorí, los búhos son considerados guardianes de los grupos familiares, y como encarnaciones de espíritus benevolentes entre los chamanes de la región ártica circumpolar. Incluso entre las culturas que habitan nuestro territorio, como la Yagán en Tierra del Fuego, donde a la lechuza blanca (Tyto alba) se la identifica con la abuela sabia Sirra, que en la cosmogonía yagán ayuda al resto de las aves a generar fuentes de agua fresca para sobrevivir”.

Especial atención en el estudio tienen las especies nativas de nuestro país, de hecho, especialmente aquellas presentes en las zonas rurales del sur de Chile. En el pueblo mapuche, especies como el concón, el chuncho y el nuco son vistas, por un lado, como signos de mal agüero, y por otro, como agentes positivos en la vida de la comunidad (por su rol en la depredación de roedores, por ejemplo), replicando la posición ambivalente observada también en la literatura extranjera.

Conservando a los búhos a través de las creencias

Para los investigadores, también miembros del Centro de Desarrollo Local UC (CEDEL), la destacada posición del búho en las tradiciones y narraciones de las sociedades humanas representa una oportunidad para mejorar y perfeccionar los programas de conservación orientados a proteger a estas aves, en tanto su rol como proveedoras de servicios ecológicos es inseparable de su rol como estimulantes culturales. A su juicio, “la cualidad del búho para avivar comportamientos en los humanos es un servicio etnológico y cultural que la naturaleza, a través de estas aves, provee, y que no ha sido mayormente considerado ni por conservacionistas ni tomadores de decisión”.

“Así como la conservación de la biodiversidad ha ido adquiriendo cada vez más relevancia para los científicos sociales, en tanto las narrativas se insertan dentro de las relaciones de los individuos con su entorno, la comunidad conservacionista no puede pensar la conservación de los búhos sin entender los perfiles culturales que la mayoría de estas especies llevan a cuestas, ya sean éstas positivas, o negativas” concluye Ibarra.

Mal que mal, y como los mismos investigadores se lo preguntan, ¿qué pasa con el símbolo cuando el objeto que lo antecede desaparece?

Texto: Comunicaciones CAPES
Créditos de imagen: Carlos Zurita, CICE


Sergio Estay: Estudiando las plagas agrícolas y forestales del continente

El ingeniero y doctor en ecología Sergio Estay se ha especializado en el estudio de plagas forestales y agrícolas, combinando su interés científico por entender cómo se comportan estos fenómenos y su formación como ingeniero aportando a la solución de este problema y al manejo y control de plagas. Actualmente es académico en la Universidad Austral e investigador en CAPES, desde donde colabora en múltiples proyectos.

Dejó el caos y el clima de Santiago para irse a vivir a Valdivia y ya está muy acostumbrado a la lluviosa ciudad sureña. Nacido en Cerro Navia, estudió en el colegio público Nº 395, terminó la educación media en el liceo Amunátegui y entró a estudiar Ingeniería Forestal en la Universidad de Chile. Esos fueron los inicios de Sergio Estay Cabrera, quien continuó estudiando el Magíster en Ecología y luego el Doctorado en Ciencias, mención Ecología en la Universidad Católica de Chile.

Actualmente es académico en el Instituto de Ciencias Ambientales y Evolutivas y director del Magister en Ecología Aplicada en la Universidad Austral de Chile, además de investigador de la línea 4 de CAPES, “Dinámicas de población, cambio global y sustentabilidad socio-ecológica”.

“La ciencia me gustó desde siempre. Me gustaban los documentales de ciencia, las series de ciencia. Y leer, me leía los Icarito, los leía todos. Me gustaban los animales, los bosques, pero nunca me gustó la biología como tal. Yo quería estudiar ingeniería, no era de esos que dibujaban células o cosas así” recuerda Estay. Pero su caminó lo llevó igualmente a la biología y luego a la ecología, y ahora es un destacado especialista en plagas forestales y agrícolas, con decenas de papers publicados, a los que ahora se suman dos libros.

“Yo fui formado como ingeniero. Creo que hay una diferencia grande entre ser formado como científico y ser formado como ingeniero. Al científico lo mueve la curiosidad, el ingeniero lo que busca es resolver problemas”, explica Sergio Estay y se explaya sobre porqué llegó a estudiar las plagas “en ese sentido las plagas son súper interesantes, porque son un tremendo problema, en la parte agrícola, la forestal, y la salud humana”.

Devoradores de bosques y cultivos

El avance de millones de cuncunas Ormiscodes comiéndose el follaje de bosques nativos en extensiones de 4000 a 5000 hectáreas en Aysén, se investiga con imágenes satelitales. “Son el disturbio biótico más grande del hemisferio sur”, señala Estay, “son un fenómeno interesante y bien impactante, es algo que puedes ver realmente, entrar a un bosque que ha tenido un brote de una plaga es impresionante, son hectáreas y hectáreas de daño, se puede ver desde el aire, la dinámica que muestran, cuándo aparecen, cuuando no aparecen, y son económicamente muy problemáticas”.

Según la FAO, las plagas y enfermedades transfronterizas de las plantas afectan a los cultivos alimentarios y plantaciones productivas, lo que causa pérdidas significativas a los agricultores y amenaza la seguridad alimentaria. Su propagación ha aumentado los últimos años, debido a la globalización, el comercio y se cree que también por el cambio climático. Langostas, orugas, mosca de la fruta, polillas, son algunos ejemplos de estas plagas que pueden atacar, morder y destruir cultivos de alimentos o plantaciones forestales.

En Chile en el sector forestal “hay problemas, pero están bien manejados” señala Estay, “no hay nada extremadamente complicado salvo Sirex noctilio (avispa de la madera del pino), algunos hongos y algunas cosas que están en eucaliptus, como Gonipterus o Thaumastocoris que son cosas más recientes. En bosque nativo es difícil hablar de plagas porque en el fondo son parte del sistema, pero probablemente los brotes de Ormiscodes, son de las cosas más impresionantes, como el brote de Aysén”. En el sector agrícola hay más plagas relacionadas a la horticultura, las que requieren un buen manejo. “Hoy en día es cada vez más grande la presión por la inocuidad alimentaria, entonces si se quiere ganar mercado, sobretodo en el extranjero, no se puede llegar y echar insecticida, hay que gestionar las plagas de forma no tan ligada a los químicos y tratar de evitar el ingreso de nuevas plagas”, afirma el ecólogo.

Cambio climático y aumento de plagas

El cambio climático y el aumento de las temperaturas pueden estar provocando efectos en ambos sentidos, es decir, aparecen nuevas plagas y desaparecen otras, o algunas que eran problemáticas ahora no lo son y viceversa. “En el caso de Ormiscodes”, manifiesta Estay, “la evidencia todavía es bien circunstancial, pero básicamente apunta a que efectivamente estos nuevos brotes que aparecen a partir del año 2000 aproximadamente, ahora son muchísimo más frecuentes y más extensos”.

El especialista considera que estamos en un momento de transición y se requiere un proceso de adaptación a este nuevo escenario. Las plagas que se manejaban antes pueden desaparecer, volverse más graves o aparecer otras nuevas. Se necesitará desarrollar herramientas distintas a las actuales para adaptarse a este escenario sanitario, “no me atrevería a decir que hay más o menos plagas, diría que son distintas”.

Nuevas investigaciones y temas

Actualmente, Sergio Estay se encuentra trabajando en su nuevo proyecto Fondecyt, en el que analizarán las herramientas llamadas “modelos de nicho”, que se usan para predecir el establecimiento de nuevos organismos en general y también plagas, “lo que queremos es ver un problema un poco más teórico, ver qué tan buenas son estas herramientas prediciendo”.

En CAPES, el investigador trabaja regularmente con Francisco Bozinovic y con Mauricio Lima, pero también ha estado explorando otros temas, como la salud mental. “Estoy trabajando con un grupo de colegas de la facultad de medicina de la Universidad Austral, en entender la ecología del suicidio. Cuáles son las variables que se asocian a la tasa de suicidios en distintos lugares de Chile, entender los patrones espaciales del suicidio, a qué está ligado, sexo, edad, ocupación, consumo o no de drogas, pobreza, variables ambientales, la latitud, la disponibilidad de horas sol, entre otras variables”, comenta Estay. Ya tienen un paper en preprint y siguen trabajando en otras aristas del tema.

También ha editado dos libros. Uno en 2020 “Forest Pest and Disease Management in Latin America”, para la editorial Springer, que es una colaboración con investigadores e investigadoras de Latinoamérica sobre el manejo de plagas forestales en la región. El otro es “Bases Ecológicas para el Manejo de Plagas”, de 2021, en Editorial UC, “este es más transversal al manejo de plagas, casi diría que más agrícola que forestal”, dice Estay y complementa “quise hacer un upgrade a los libros de texto que había en manejo de plagas, la idea fue coordinar a un grupo de autores, chilenos o que trabajan en Chile, que están haciendo cosas bien de punta y cómo eso une biología o ecología con el manejo de plagas, la idea era lograr este link entre lo básico y lo aplicado que es tan difícil de hacer”.

Texto: Comunicaciones CAPES
Créditos imagen: Sergio Estay

Sistemas de manejo colectivo de recursos marinos favorecen la sostenibilidad y la cooperación, estudio sugiere

Investigación basada en teoría de juegos en el que participaron más de cien pescadores artesanales de la zona central del país, reveló que sistemas de manejo colectivo y participativo con derecho exclusivo sobre recursos marinos, como el loco, favorecen la cooperación y la regulación entre pares y, de paso, su gestión sostenible.

Los pescadores artesanales tienden a una mayor cooperación y autorregulación entre ellos en sistemas de manejo colectivo de recursos. Así lo plantea un estudio que llevaron a cabo investigadores del Centro de Investigación en Complejidad Social (CICS) de la Universidad del Desarrollo, Universidad de California Santa Bárbara e Instituto Milenio en Socio-Ecología Costera (SECOS). El estudio, basado en teoría de juegos, midió el nivel de cumplimiento de 120 pescadores artesanales de la zona central de Chile, respecto a las cuotas de extracción de recursos y la disposición a sancionar a quienes infringían estas cuotas. Los resultados, reafirmaron la capacidad de los sistemas de co-manejo de uso exclusivo de recursos, de generar condiciones para su sostenibilidad.

Los investigadores realizaron el estudio con juegos, simulando condiciones reales, para evaluar cómo la experiencia previa de los pescadores con distintos regímenes de manejo y acceso (pesquerías de acceso exclusivo y pseudo libre acceso), se relaciona con sus comportamientos de cumplimiento y de sanción de pares en un escenario simulado. Además, se compararon los resultados de asociaciones de pescadores que han mostrado desempeño de manejo relativamente alto y bajo con las políticas de acceso exclusivo. De esta forma, a través de la co-producción de conocimiento, pescadores e investigadores pudieron explorar qué tipo de política pública está asociada a más cooperación para favorecer la sustentabilidad de una pesquería.

Un primer grupo de pescadores jugó en torno a la extracción del loco, que desde mediados de la década de los 90 es extraído bajo el sistema de gestión de Áreas de Manejo y Explotación de Recursos Bentónicos (AMERB), el cual otorga derechos de uso exclusivos a organizaciones de pescadores artesanales en sectores geográficos delimitados. Este sistema de co-manejo, hoy cuenta con más de 500 áreas operativas y cerca de 770 en total a lo largo del país y, según evidencia reciente, lograrían fomentar la sostenibilidad de los recursos, a través de la consolidación de las organizaciones de pescadores y su capacidad de gestión cooperativa.

El segundo grupo que participó en la investigación fueron pescadores artesanales que simularon extracción de merluza, especie que hoy es explotada en un sistema de pseudo libre acceso, lo que se debe, entre otros factores, a que es una especie móvil y donde su manejo aún no ha asegurado su sostenibilidad. Hoy, de acuerdo con datos de la Subsecretaría de Pesca y Acuicultura, la pesquería de merluza común se encuentra sobreexplotada.

Cooperación para la sostenibilidad

Los resultados del estudio, publicados en la revista Conservation Biology, respaldan investigaciones previas sobre la gobernanza de recursos marinos, mediante la evaluación experimental del papel que tienen las políticas de acceso participativas en la gestión del usuario y sugieren mecanismos para la internalización de dicha gestión.

“Encontramos evidencia de que los regímenes de acceso exclusivo-colectivo pueden apoyar la cooperación entre usuarios para el uso sostenible de recursos comunes. Los comportamientos que observamos en el juego sugieren que algunos grupos de usuarios son capaces de desarrollar normas sociales que favorecen conductas como el cumplimiento con las cuotas de extracción, o la sanción de miembros que exceden la cuota. Estas normas aplican solo al contexto de régimen de acceso exclusivo-colectivo y no se manifiestan en el contexto de libre acceso», explica María Ignacia Rivera, autora principal del artículo, investigadora del Centro de Investigación en Complejidad Social (CICS) de la Universidad del Desarrollo y doctora del Bren School of Environmental Science & Management de la Universidad de California Santa Bárbara.

Según Rivera, “las políticas que asignan acceso exclusivo a grupos de usuarios para apoyar la acción colectiva, son cada vez más promovidas para el manejo de recursos de uso comunitario bajo la premisa de que fomentan la gestión ambiental responsable. Sin embargo, la evidencia experimental vinculada a políticas existentes que respalden esta premisa, es insuficiente. En este estudio contribuimos con evidencia que lo respalda”.

“En la investigación demostramos que este tipo de política pública, asociada a mayor participación por parte de los usuarios en la gestión de recursos, pudiese tener influencias importantes en gatillar la cooperación. A mi juicio, las políticas pesqueras debiesen apoyar de una forma más fuerte y concreta a las pesquerías de pequeña escala y artesanales. Las nuevas políticas pesqueras tienen que considerar la heterogeneidad y la diversidad que existe dentro de estas pesquerías, para lo que es fundamental que tengan una aproximación participativa importante y que vayan desarrollando espacios para la toma de decisiones más deliberativa.”, analiza Stefan Gelcich, director del Instituto Milenio en Socio-Ecología Costera (SECOS), académico de la Facultad de Ciencias Biológicas UC y coautor del artículo.

Para Gelgich, también investigador del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES), “esto último es clave para la gestión de recursos naturales, en especial en el océano, ya que la fiscalización es muy difícil, por lo que necesitamos generar los instrumentos de políticas públicas para que haya un proceso de autofiscalización y autorregulación en la extracción de los recursos. Los resultados evidencian que marcos institucionales más participativos, que otorgan derechos de uso exclusivo, permiten más cooperación en pescadores artesanales. Tenemos que avanzar en estos sistemas de co-manejo con participación efectiva”.

Del laboratorio a terreno

De acuerdo a Carlos Rodríguez, director del Centro Investigación en Complejidad Social (CICS) de la Universidad del Desarrollo y también coautor del paper, “históricamente experimentos basados en teoría de juegos que consideran incentivos económicos condicionales al desenlace de los juegos, han sido implementados con muestras en su mayoría compuestas por alumnos universitarios (ya que tienen un acceso más expedito por parte de los investigadores)”, explica.

“Si bien estos experimentos han permitido profundizar nuestro conocimiento sobre la naturaleza humana, por ejemplo, de los mecanismos que subyacen a la cooperación, la teoría de juegos enfrenta a los sujetos a situaciones estratégicas o dilemas sociales abstractos, desprovistos de contexto”, explica.

Para superar esta carencia, en la última década han emergido una serie de investigaciones en las que se lleva el laboratorio al campo (bringing the lab to the field) para el estudio de poblaciones naturales. “Cada vez hay más evidencia acumulada de que existen formas de conectar lo que ocurre en la realidad con lo que se hace en el juego. El laboratorio ya no es un espacio abstracto, sino que entrega información sobre comunidades que enfrentan problemáticas específicas”, agrega Rodríguez.

De esta forma, se ha demostrado que, por ejemplo, grupos de pescadores artesanales que se comportan de forma más cooperativa en la vida real, también se comportan en forma más cooperativa en el juego, o los Wikipedians que contribuyen más a la Wikipedia en la vida real, se comportan de forma más cooperativa en el experimento.

La novedad de esta investigación, profundiza Ignacia Rivera, “es que se aplica en un contexto social específico en donde las acciones que cada persona toma, inciden en el recurso en sí y en otros y, además, condicionan el monto final que se obtiene como premio del experimento. Es decir, lo que ocurre en el juego tiene correlato con lo que ocurre en la vida real, ya que en ambas se enfrentan a consecuencias concretas que les afectan directamente, lo que hace que los resultados sean más creíbles”.

“La existencia de validez externa en esta investigación no sólo nos permite medir las capacidades preexistentes de los grupos sociales, que podrían incidir en el éxito de una política pública orientada a dicho grupo, sino que además nos permite testear distintos regímenes institucionales (formas de manejo)”, añade Rodríguez.

Finalmente, Stefan Gelcich concluye que “usando herramientas desde múltiples disciplinas -en este caso de la economía experimental- podemos entender y apoyar la elección de buenos marcos institucionales para la gestión de recursos. En ese sentido, generar políticas que entregan mayores derechos de administración a las comunidades locales, apoyadas por organizaciones del Estado, para, por ejemplo, la vigilancia, las capacidades de gestión y el apoyo en términos logísticos de mercado. Eso va a hacer que avancemos hacia sistemas pesqueros más sostenibles, pero también más equitativos”.

Texto e imagen: Comunicaciones SECOS


Estudio analizó los efectos de distintas enmiendas orgánicas en la recuperación de suelos afectados por mega incendios

Científicos de la Universidad de O’Higgins y CAPES testearon el desempeño de distintas enmiendas orgánicas sobre suelos quemados de una zona costera de secano de la región de O’Higgins, arrasada por las llamas en enero de 2017.

Los últimos incendios de gran magnitud ocurridos en Chile —conocido como “mega incendios”— se produjeron en el verano de 2016-2017 afectando principalmente la zona comprendida entre las regiones de O’Higgins y Biobío, y amenazando los ecosistemas de tipo mediterráneo que caracterizan estos territorios. Durante dicho período, la extensión arrasada por el fuego alcanzó un máximo histórico de cerca de 600 mil hectáreas y puso en peligro no sólo a las especies animales y vegetales que habitan estos ecosistemas, considerados hotspots de biodiversidad a nivel global, sino también sus suelos, soporte fundamental para para su subsistencia.

Aunque los incendios son parte importante de los ecosistemas de bosque, el aumento de la intensidad y frecuencia de los mismos ha puesto en riesgo la capacidad natural de recuperación de los ecosistemas de la zona central de Chile, caracterizados por vegetación esclerófila, como el quillay o el litre, volviendo cruciales los esfuerzos de conservacionistas e investigadores por restaurar estos ambientes afectados, comenzando por los suelos.

Uno de estos esfuerzos lo representa el trabajo de los científicos de la Universidad de O’Higgins y del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES), Claudia Rojas y César Marín, quienes, en conjunto con investigadores de la Universidad Miguel Hernández, de España, testearon el desempeño de una serie de enmiendas orgánicas sobre suelos afectados por los incendios de 2017, específicamente, aquellos ubicados en una zona costera de secano de la región de O’Higgins arrasada por las llamas en enero de aquel año.

Con el objetivo de recuperar las propiedades biológicas y condiciones fisicoquímicas fundamentales para sustentar la recuperación de la vegetación y otros servicios ecosistémicos de los suelos, los investigadores buscaron determinar, entre enmiendas orgánicas de fácil acceso para las comunidades afectadas, cuáles de estas promovían más eficazmente su recuperación. Para esto, los investigadores analizaron los efectos que la aplicación de estiércol fresco (de ave y porcino), por una parte, y compost de origen agrícola, por otra, tenían sobre aspectos clave como la actividad biológica, contenido de nutrientes, así como también la presencia de carbono orgánico en los suelos tratados.

Entre sus resultados, publicados en el Journal of Soil Sciente and Plant Nutrition, los especialistas hallaron que tanto las enmiendas frescas en forma de estiércol y más estabilizada en forma de compost mejoraban la fertilidad de estos suelos y estimulaban su actividad microbiana luego de ocho meses de aplicación. Sin embargo, un aspecto a considerar es el efecto a corto y largo plazo que este tipo de enmienda pueda tener en las condiciones de suelos afectados por incendios. En particular, las enmiendas frescas (especialmente el estiércol de cerdo) promovieron la recuperación inmediata de la actividad biológica de los suelos, aunque los autores también comprobaron que el uso de esta enmienda generaría mayores tasas de mineralización de carbono —proceso mediante el cual la materia orgánica se degrada hasta convertirse en CO2 que es luego liberado a la atmósfera— reduciendo así potencialmente el período de almacenamiento de carbono en el suelo.

Los suelos tratados con compost de residuos agrícolas, en cambio, acumularon una mayor cantidad de carbono y nitrógeno, asegurando por más tiempo el almacenamiento de carbono en el suelo y la liberación de nutrientes a largo plazo y, por consiguiente, la recuperación prolongada de las funciones de estos suelos.

Una recuperación orgánica

Los incendios severos dañan los suelos debido, principalmente, a la combustión de la materia orgánica, componente crítico de los ecosistemas terrestres y clave para la actividad microbiana, el ciclo de nutrientes y la formación de la estructura del suelo. La dinámica y crecimiento microbiano se ven fuertemente afectados tanto por los incendios como por las sequías frecuentes, dificultando la recuperación de funciones del ecosistema que dependen de los microorganismos, como el ciclo del nitrógeno y carbono. Por lo que restablecer los niveles de materia orgánica aplicando, por ejemplo, enmiendas al suelo, es una de las principales estrategias para restaurar los suelos post-incendios.

En todo plan de restauración de suelos, elegir el tipo de enmienda orgánica que será aplicada a los terrenos degradados es un paso importante, pues son éstas las que determinan las tasas de descomposición y, además, tienen consecuencias transitorias y duraderas en las condiciones edáficas. A corto plazo, aumentan la fertilidad, el ciclo de nutrientes, el crecimiento y actividad biológica del suelo y favorecen un rápido establecimiento de plantas. A largo plazo, mejoran la capacidad de retención de agua y la estructura y estabilidad del suelo, reduciendo el riesgo de erosión y pérdida de nutrientes.

Las enmiendas orgánicas frescas, como el estiércol de cerdo o ave, agregan gran cantidad de carbono orgánico fácil de degradar que impulsa el rápido crecimiento de microorganismos y vegetación, lo que es muy útil para los suelos con tiempos de rotación cortos. Pero también pueden ocurrir efectos adversos como aumento de la mineralización, emisiones de CO2 a corto plazo, salinidad o acidez, o la incorporación de contaminantes o potenciales patógenos al suelo.

Por otra parte, los materiales estabilizados como el compost o vermicompost, entregan una alta proporción de sustancias orgánicas estables que favorecen la fertilidad duradera del suelo, la liberación paulatina de nutrientes y la recuperación de la función del suelo a largo plazo. Esto significa que la elección del tipo de enmienda a utilizar dependerá de los objetivos a lograr, según del plan de restauración trazado y el uso del suelo.

El último informe del IPCC predice un aumento de las temperaturas para las próximas décadas, lo que traerá, entre otras consecuencias, incendios forestales más frecuentes y severos. Bajo ese escenario, se hace urgente seguir estudiando los efectos de las enmiendas orgánicas en la recuperación de los suelos y cómo afectarán a los esfuerzos en la restauración y conservación de ecosistemas únicos, como los bosques esclerófilos de la zona central de Chile.

Texto: Comunicaciones CAPES
Créditos de imagen: Claudia Rojas, PhD


Bombus terrestris: el invitado de piedra que prolongó su estadía

Alterar las relaciones entre plantas y polinizadores dentro de los ecosistemas, introducir enfermedades y promover la expansión de otras especies invasoras son algunos de los efectos negativos que trajo consigo el ubicuo abejorro común desde su llegada al continente. Un grupo de investigadores trazó y proyecto el rápido avance de este polinizador exótico en Chile y Sudamérica, y planteó posibles alternativas para impedir su expansión.

Las especies invasoras, uno de los motores de la extinción de plantas, animales, insectos y microorganismos a lo largo de todo el mundo, son una grave amenaza para la biodiversidad del planeta. Se trata de especies que, transportadas naturalmente o por acción humana, pueden establecerse y prosperar en hábitats nuevos, impactando en las comunidades locales. Es el caso del abejorro común o Bombus terrestris, un insecto polinizador originario de Eurasia y del norte de África introducido intencionadamente en Chile en 1997 para polinizar cultivos de tomate en invernaderos, y que rápidamente se extendió por todo el país a su llegada.

Una nueva investigación de científicos de la Universidad Católica de Valparaíso, Universidad de La Frontera y Universidad Mayor, bajo el alero del proyecto SURPASS, analizó el proceso de expansión de la Bombus terrestris en el Cono Sur, encontrando que el área invadida por esta especie en esta parte de Sudamérica presenta un incremento lineal en el tiempo que, de no contenerse, continuará expandiéndose hacia otros países sudamericanos en el futuro. “Esto fue lo que sucedió en Argentina” explica Francisco Fonturbel, académico de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso y co-autor del estudio, “pues a pesar que este país prohibió la introducción de B. terrestris a su territorio, igualmente se vio invadido por la dispersión de este insecto desde Chile. Como este abejorro es un supergeneralista, puede invadir una amplia gama de hábitats, aprovechando para ellos una alta variedad de recursos florales”.

Un organismo disruptivo

Los impactos negativos del abejorro común han sido ampliamente documentados tanto en Chile como en el mundo. Puede alterar drásticamente, por ejemplo, relaciones vitales dentro de un ecosistema como lo es la interacción entre las plantas y sus polinizadores. Maureen Murua, académica de la Universidad Mayor y también co-autora del trabajo, nos comenta que “durante su forrajeo B. Terrestris daña las flores de muchas especies de plantas, tanto silvestres como de cultivo. Es por esto que se la conoce como un “ladrón de néctar”, pues disminuye la cantidad de néctar disponible para otras abejas, insectos y aves nectarívoras, afectando negativamente el éxito reproductivo de las plantas”.

La investigadora del Centro GEMA: Genómica, Ecología y Medio Ambiente, suma a estos impactos lo que ocurre en la zona de la cordillera del Maule, donde científicos han observado que B. terrestris favorece la polinización entre dos especies distintas de la planta capachito (Calceolaria), favoreciendo la formación de individuos estériles. “Además, prosigue la investigadora, este insecto favorece la reproducción de otras plantas invasoras como, por ejemplo, el berro cordillerano. Y si esto fuera poco, porta enfermedades transmisibles a nuestro abejorro chileno (Bombus dalbhomii) hoy en peligro de extinción, y a la abeja de la miel, afectando a la producción melífera”.

Soluciones potenciales

Para los autores del trabajo, las medidas necesarias para detener, o al menos enlentecer, el avance de esta especie invasora, son aún difíciles de definir, por lo que sugieren una aproximación multidimensional al problema: “No sabemos de métodos eficaces para controlar esta especie invasora en Chile, por lo que lo primero sería contar con líneas de financiamiento dirigidas a estudios de este tipo” relata Lorena Vieli, académica de la Universidad de La Frontera e investigadora del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad, CAPES UC . “En todo caso, ninguna medida de control será eficaz mientras no se detengan las importaciones de nuevas reinas de B. terrestris, ya que la llegada de nuevos individuos refuerza su diversidad genética y así su capacidad de afrontar condiciones ambientales desfavorables y colonizar con éxito nuevos hábitats.

“Asimismo, continua Vieli, es muy importante realizar un monitoreo de esta especie. El SAG, por ejemplo, debería solicitar y recibir información respecto del destino y uso de estas colmenas comerciales a partir de 2020 (cuando una nueva regulación entró en vigencia), por lo cual esperamos hagan disponible esta información e implementen un programa de monitoreo de esta especie invasora”.

Para la especialista, la posición de organismos como el Servicio Agrícola Ganadero, mandatado a apoyar la actividad agrícola y no necesariamente la conservación de la biodiversidad del país, es compleja. “Por esta razón, arguye, necesitamos con urgencia contar con un organismo que pueda velar por la conservación de la biodiversidad de Chile, como es el Servicio de Biodiversidad y Áreas Protegidas (SBAP)”.

“Autorizar los ingresos de B. terrestris a Chile es una medida que atenta no sólo la conservación de la biodiversidad chilena, sino que también la de países vecinos y otros más en Latinoamérica si es que los pronósticos de su expansión son acertados” remata.

El estudio también destaca la importancia de regular las prácticas apícolas de B. terrestris en Chile, llevar registros de su uso y hacer un seguimiento de la información disponible. “La normativa medioambiental internacional debería centrarse en las consecuencias multilaterales de este tipo de invasión y buscar una regulación eficaz y coordinada” señalan.

Casos exitosos

Una medida que bien puede ayudar la frenar la importación de más ejemplares de abejorro común al país para fines polinizadores, es reemplazar esta tarea con especies nativas que ya cumplan la misma tarea en nuestro territorio. “En Chile, existen varias especies de abejas nativas zumbadoras, partiendo por el abejorro nativo del centro y sur de Chile, B. dahlbomii” comenta Lorena Vieli. “Sin embargo, en vez de esperar el desarrollo de tecnologías propias en Chile, el Estado opta por la importación del producto ya desarrollado, desincentivando la innovación local”.

Esto no ocurre, por ejemplo, en Argentina, donde una empresa a la cual le fue negado el permiso de importación de B. terrestris desarrolló una tecnología para la crianza de colmenas comerciales del abejorro nativo Bombus atratus. Aunque en el caso de Chile, atraer estas abejas nativas a los cultivos o invernaderos (semi abiertos) está mediado probablemente por la existencia de corredores de vegetación por los que puedan moverse y usar de hábitat.

Con todo, los autores concuerdan en que el uso de estas especies en invernaderos cerrados no ocurre por la falta de conocimiento y tecnología, y el tiempo para dedicar recursos y esfuerzos a este tipo de prácticas comienza a agotarse. Como afirma Francisco Fonturbel, “si no se toman medidas urgentes, B. terrestris probablemente se expandirá por el resto de Sudamérica, tal como lo predicen los modelos de nicho climático”.

Los detalles y resultados del estudio fueron publicados en la revista Scientific Reports, de Nature.

Texto: Comunicaciones CAPES
Créditos de imagen: Juan Cisterna Santana


Fabián Jaksic es certificado como Ecólogo Senior de ESA

La comunidad de ecólogos más grande del mundo, Ecological Society of America, ESA, acaba de certificar a Fabián Jaksic, director de CAPES, como Ecólogo Senior.

La Ecological Society of America, ESA, certificó a Fabián Jaksic, director de CAPES y Premio Nacional de Ciencias Naturales 2018, como Ecólogo Senior de la institución. ESA es una de las sociedades científicas más antiguas en ecología. Fundada en 1915, con sede en Washington DC, se define como una organización no partidista sin fines de lucro, que tiene entre sus objetivos promover la ciencia ecológica, mejorar la comunicación entre ecólogos, promover la difusión de la importancia de la ecología entre el público, aumentar los recursos disponibles para la investigación e incidir en la toma de decisiones ambientales por parte de los responsables políticos.

ESA cuenta con más de 9.000 miembros, en 90 países, entre investigadores, académicos, tomadores de decisiones, gerentes de políticas, profesores y estudiantes de las más diversas áreas, como biotecnología, restauración ecológica, ecosistemas, cambio climático, extinción de especies, biodiversidad, entre muchas otras.

La organización publica 6 revistas científicas, las que se encuentran entre las más leídas y citadas en el campo de la ecología: Ecology, Frontiers in Ecology and the Environment, Ecological Applications, Issues in Ecology, Ecological Monographs y Ecosphere, esta última sólo online y de acceso abierto.

La categoría de Ecólogo Senior se otorga a los líderes profesionales en ecología que han establecido un historial de excelentes contribuciones al campo en entornos teóricos y aplicados y que adhieren a los valores de ESA: integridad, inclusión y adaptabilidad.

Fabián Jaksic, Licenciado en Ciencias de la Universidad de Chile y Doctor en Zoología de la Universidad de California-Berkeley, es especialista en ecología comunitaria, estructura gremial, interacciones depredador/presa, biodiversidad, y especies invasoras. Actualmente es Profesor Titular del Departamento de Ecología de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Católica de Chile y Miembro Correspondiente de la Academia Chilena de Ciencias.

Jaksic cuenta con más de 40 años de trayectoria, gran número de publicaciones ISI y múltiples asesorías al Estado, empresas privadas y organizaciones no gubernamentales tanto nacionales como internacionales. Su gran contribución científica ha sido reconocida con numerosos premios nacionales e internacionales y también por sus pares, con el nombre del lagarto del norte de Chile Liolaemus fabiani.

www.esa.org

Texto: Comunicaciones CAPES