Bradley Cardinale es un ecólogo, biólogo conservacionista, académico e investigador estadounidense. Es director del Departamento de Ciencias y Gestión de Ecosistemas de la Universidad Estatal de Pensilvania. [1]
El trabajo de Cardinale se ha centrado en la conservación y restauración de la biodiversidad en sistemas naturales, así como en el diseño ecológico de sistemas diseñados por el hombre que se benefician de la biodiversidad. [2] Utiliza modelos matemáticos, experimentos de laboratorio y de campo, estudios de observación de ecosistemas naturales y metaanálisis de datos existentes para examinar cómo las actividades humanas impactan la diversidad biológica de la Tierra y para proteger y gestionar las especies, sus ecosistemas y los servicios que brindan a la sociedad. Ha escrito más de 120 artículos científicos, así como un libro de texto sobre biología de la conservación . [3]
Cardinale es miembro electo de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia , [4] y de la Sociedad Ecológica de América . [5] En 2014, Cardinale fue nombrado por Thomson Reuters como una de las mentes científicas más influyentes del mundo. [6]
Cardinale nació en Phoenix, Arizona, en 1969. Estudió en la Universidad Estatal de Arizona , donde, en 1993, obtuvo una licenciatura en Biología. [7]
Después de recibir su licenciatura, Cardinale obtuvo una maestría en Pesca y Vida Silvestre en 1996 de la Universidad Estatal de Michigan , donde ayudó a desarrollar métodos para restaurar humedales costeros en los Grandes Lagos . Luego completó un doctorado en Biología de la Universidad de Maryland en 2002, donde dirigió proyectos centrados en la restauración de la biodiversidad y los procesos ecosistémicos en arroyos degradados en los Montes Apalaches . Después de su doctorado, Cardinale completó una beca postdoctoral en el Departamento de Zoología de la Universidad de Wisconsin-Madison . [8]
En 2005, Cardinale se unió al Departamento de Ecología, Evolución y Biología Marina de la Universidad de California, Santa Bárbara como profesor asistente, convirtiéndose en profesor asociado en 2010. En 2011, dejó la Universidad de California, Santa Bárbara para unirse a la Universidad de Michigan, donde se convirtió en profesor titular en 2015. Se desempeñó como coordinador del Programa de Ecología de la Conservación en la Universidad de Michigan de 2012 a 2014. [9] Dejó la Universidad de Michigan en 2021 para unirse a la Universidad Estatal de Pensilvania como Jefe del Departamento de Ciencias y Gestión de Ecosistemas. [1]
En 2013, fue elegido por la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos como uno de los tres representantes estadounidenses en el Comité Científico inaugural de la iniciativa Future Earth de las Naciones Unidas . Future Earth fue una reorganización del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) que fusionó cinco programas de cambio global basados en disciplinas en un solo programa de investigación multidisciplinario. [10]
Entre 2009 y 2013, Cardinale ayudó a formar la Red Nacional de Observatorios Ecológicos de Estados Unidos (NEON), colaborando en la selección de los principales sitios acuáticos y prestando servicios en el Comité Científico del Dominio Pacífico-Suroeste. También fue codirector junto con Walter Dodds y Margaret A. Palmer de la propuesta que estableció la Red de Observación y Experimentación de Arroyos (STREON), un conjunto coordinado de experimentos nacionales sobre cambio climático que finalmente se eliminaron de la NEON como parte de los recortes presupuestarios y la reducción del alcance. [11]
Cardinale recibió el Premio Hynes para Nuevos Investigadores de la Sociedad para la Ciencia del Agua Dulce en 2003. [12] También recibió el Premio Burton V. Barnes del Sierra Club en 2015 por su liderazgo en la organización de científicos académicos en 13 universidades estatales de Michigan para que se manifestaran en contra de la legislación anti-biodiversidad que pretendía hacer que las tierras estatales fueran más accesibles para el fracking, la explotación maderera y la minería. Ese esfuerzo finalmente llevó a que la legislación fuera vetada por el gobernador de Michigan. [13]
En 2016, Cardinale fue nombrado director del Instituto Cooperativo para la Investigación de los Grandes Lagos (CIGLR, por sus siglas en inglés). El CIGLR es uno de los 16 institutos cooperativos de los EE. UU. financiados por la NOAA para vincular laboratorios de investigación gubernamentales con universidades asociadas, organizaciones no gubernamentales y socios comerciales privados que los ayudan a lograr sus objetivos de investigación y desarrollo. [14]
La investigación de Cardinale se centra en la conservación y restauración de la biodiversidad, así como en el uso del diseño ecológico para mejorar los ecosistemas diseñados por el hombre. La mayor parte de su trabajo se ha centrado en la gestión de la biodiversidad en hábitats de agua dulce (arroyos, lagos, humedales), aunque ha trabajado en ecosistemas tan diversos como pastizales, bosques y praderas de algas marinas. [15]
El trabajo del Laboratorio Cardinale ha recibido un amplio reconocimiento en los medios populares, lo que ha dado lugar a numerosas entrevistas en la Radio Pública Nacional de Estados Unidos (NPR), [16] y cobertura en Reuters, [17] la British Broadcast Corporation (BBC), [18] y la Canadian Broadcast Corporation (CBC). [19]
Una parte importante de la investigación de Cardinale se ha centrado en desarrollar un argumento clave para la conservación de la biodiversidad, a saber, que la biodiversidad es la base de un planeta saludable. Su trabajo ha demostrado que la pérdida de biodiversidad afecta a importantes procesos ecológicos que son esenciales para la productividad y la estabilidad de los ecosistemas, así como a los bienes y servicios que estos proporcionan a los seres humanos. [20]
Cardinale y sus colegas han desarrollado un conjunto de modelos matemáticos para describir cómo los rasgos biológicos de las especies, las interacciones entre especies y la estructura de redes alimentarias enteras influyen en procesos esenciales como la producción primaria, la descomposición y el ciclo de nutrientes. [21] [22] Ha probado las predicciones de estos modelos tanto en experimentos de campo como de laboratorio, utilizando principalmente organismos de agua dulce como sistemas modelo. Sus experimentos fueron de los primeros en demostrar que la biodiversidad mejora la eficiencia y la productividad de los ecosistemas a través de la partición de nichos entre especies, [23] y mediante interacciones facilitadoras que hacen que las comunidades diversas sean mayores que la suma de sus partes. [24] Se había asumido durante mucho tiempo que estos mecanismos operaban en la naturaleza, pero faltaban pruebas empíricas.
Cardinale es quizás más conocido por su liderazgo en la organización de importantes síntesis de datos que han ayudado a fomentar un consenso sobre las probables consecuencias de la pérdida de biodiversidad para la humanidad. Ha organizado numerosos grupos de trabajo financiados por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, el Programa Ambiental de las Naciones Unidas, el Centro Nacional de Análisis y Síntesis Ecológica y el Centro de Síntesis Ambiental Socioeconómica. [25] [26] En estos grupos de trabajo, Cardinale y sus colegas han reunido amplios conjuntos de datos de miles de experimentos [27] y estudios observacionales [28] [29] que han cuantificado cómo los cambios en la biodiversidad impactan una amplia variedad de procesos ecológicos y servicios ecosistémicos para organismos que habitan 30 biomas en 5 continentes. Sus síntesis han llevado a la publicación de 15 metaanálisis formales.
En 2012, Cardinale organizó y dirigió una revisión invitada para un número especial de Nature dedicado al 20º aniversario de la Cumbre de la Tierra de Río, en la que sus colegas y él sintetizaron más de 1.700 artículos que han examinado el impacto de la biodiversidad en 34 bienes y servicios ecosistémicos. Esta síntesis reveló un notable nivel de generalidad en la forma en que la biodiversidad impacta el funcionamiento de los ecosistemas de la Tierra y los servicios que brindan a la sociedad. [30]
Cardinale también ha llevado a cabo una importante investigación sobre la restauración de los ecosistemas y su biodiversidad. Durante sus primeros estudios de posgrado, Cardinale trabajó en la restauración de los humedales costeros de los Grandes Lagos en el lago Huron que habían sido drenados para la agricultura. [31] Demostró que, una vez que se restablece la conectividad hidrológica, la vegetación de los humedales drenados podría restaurarse a partir de bancos de semillas existentes que habían sobrevivido casi cien años de agricultura en suelos agrícolas. También demostró que ciertas formas de repoblación y aumento podrían ayudar a restablecer las comunidades naturales de invertebrados que forman la base de las redes alimentarias de los humedales. [32]
Más adelante, durante sus estudios de posgrado, Cardinale centró su atención en la restauración de arroyos, donde probó experimentalmente técnicas comunes que se utilizan para restaurar arroyos en los montes Apalaches del este de los Estados Unidos. Su trabajo ayudó a determinar qué técnicas mejoran estadísticamente la recuperación de la biodiversidad y de procesos ecológicos importantes, y qué técnicas tienen las mayores tasas de éxito en materia de restauración. [33]
A principios de la década de 2010, Cardinale trabajó en proyectos de colaboración con biólogos y geomorfólogos para evaluar el éxito de la ampliación con grava en la restauración del hábitat de desove del salmón Chinook en peligro de extinción. Trabajando en una sección restaurada del río Merced en el centro de California, él y sus estudiantes demostraron que la ampliación con grava, de hecho, mejora el hábitat de desove del salmón Chinook. [34] [35] Pero la práctica también conduce a lechos fluviales anormalmente móviles que pueden dañar los huevos de salmónidos, reducir la abundancia y alterar la composición de los alimentos y cambiar las tasas de alimentación, la supervivencia y el crecimiento de los peces nativos, incluidos los salmones juveniles que nacen de los lechos de desove. [36] [37]
En 2017, Cardinale estableció el Instituto Cooperativo para la Investigación de los Grandes Lagos (CIGLR), que reúne a instituciones académicas con agencias gubernamentales y empresas privadas que trabajan juntas para lograr el uso sostenible de los Grandes Lagos. [38] Con financiación de la NOAA y la Iniciativa de Restauración de los Grandes Lagos, el CIGLR y su personal científico de más de 40 personas han trabajado en la restauración de las áreas de preocupación de los Grandes Lagos, la restauración del hábitat de los peces costeros, la gestión de especies invasoras y la remediación de zonas costeras afectadas por floraciones de algas nocivas e hipoxia. [39]
Una parte final del programa de investigación de Cardinale se encuentra en la intersección de la ecología y la ingeniería, donde ha utilizado principios de diseño ecológico para mejorar la eficiencia y la sostenibilidad de los ecosistemas diseñados por el hombre. Ha completado una serie de experimentos y publicado varios artículos clave que muestran que la composición de las especies en las comunidades biológicas se puede manipular para maximizar la eliminación de contaminantes del agua dulce. En 2011, publicó un artículo en Nature que mostraba que los arroyos que lograban maximizar la biodiversidad de algas son más eficientes en la eliminación de contaminantes de nutrientes como los nitratos del agua que los sistemas menos diversos. [40] Poco después, amplió este trabajo para considerar los contaminantes emergentes y demostró que ciertas combinaciones de especies se podían manipular para maximizar la eliminación de nanopartículas de dióxido de titanio del agua de los arroyos. [41]
Cardinale también ha examinado cómo se pueden diseñar comunidades biológicas para maximizar el control de la erosión y minimizar la pérdida de sedimentos de los lechos de los arroyos y las riberas de los ríos. Él y su grupo de investigación han demostrado que mejorar la diversidad de plantas de la vegetación nativa a lo largo de las riberas de los arroyos crea sistemas de raíces complejos que ayudan a reducir la posibilidad de desprendimiento y falla de las riberas. [42] [43] Además, han demostrado que los pequeños insectos que viven en el fondo de los arroyos pueden unir rocas mientras tejen redes para construir sus hogares, y estas redes reducen significativamente la probabilidad de erosión del lecho de los arroyos durante las inundaciones. [44] [45]
Desde 2013, Cardinale ha estado estudiando cómo se puede utilizar el diseño ecológico para mejorar la eficiencia y la sostenibilidad de los sistemas de biocombustibles a base de algas. [46] Él y su grupo de laboratorio han demostrado que ciertas combinaciones de especies pueden maximizar la producción de materias primas a base de algas, y que se pueden desarrollar combinaciones de especies de manera que sean complementarias en el reciclaje de fertilizantes costosos que se utilizan para cultivar algas en estanques al aire libre. [47] Además, ha demostrado que la anidación de especies complementarias dentro de comunidades más diversas de algas puede ayudar a aliviar los problemas asociados con patógenos, parásitos y depredadores que a menudo provocan el colapso de las materias primas. [48]