La ecología tropical es el estudio de las relaciones entre los componentes bióticos y abióticos de los trópicos, o el área de la Tierra que se encuentra entre el Trópico de Cáncer y el Trópico de Capricornio (23,4378° N y 23,4378° S, respectivamente). El clima tropical experimenta un clima cálido y húmedo y precipitaciones durante todo el año. Si bien muchos podrían asociar la región únicamente con las selvas tropicales, los trópicos albergan una amplia variedad de ecosistemas que cuentan con una gran riqueza de biodiversidad, desde especies animales exóticas hasta flora rara vez encontrada. La ecología tropical comenzó con el trabajo de los primeros naturalistas ingleses y finalmente vio el establecimiento de estaciones de investigación en todos los trópicos dedicadas a explorar y documentar estos paisajes exóticos. El floreciente estudio ecológico de los trópicos ha llevado a una mayor educación sobre conservación y programas dedicados al clima. La ecología tropical proporciona una gran cantidad de recursos naturales a los humanos, esto incluye contribuir al ciclo del carbono, con la capacidad de almacenar el 50% de las emisiones de carbono y generar el 40% del oxígeno global. [1] Sin embargo, a pesar de los servicios naturales proporcionados por la ecología tropical, la deforestación es una amenaza para los bosques tropicales. Cualquier planta de interés puede explotarse con fines comerciales y la extracción de estas especies de plantas específicas puede realizarse a un ritmo rápido sin tiempo para una regeneración saludable. [2] La mayor parte de la biodiversidad vegetal mundial se encuentra en áreas tropicales; sin embargo, los estudios en esta área están cubiertos principalmente por científicos de países del Norte. [3] Se recomienda encarecidamente la inclusión de científicos de países donde hay selva tropical porque amplía el conocimiento y la investigación global que promueve las contribuciones científicas, beneficiando a la ecología tropical. [4]
Las raíces de la ecología tropical se remontan a los viajes de los naturalistas europeos a finales del siglo XIX y principios del XX. Hombres que podrían considerarse los primeros ecologistas, como Alexander Von Humboldt , Thomas Belt , Henry Walter Bates e incluso Charles Darwin , navegaron a lugares tropicales y escribieron extensamente sobre la flora y fauna exóticas que encontraron. Si bien muchos naturalistas simplemente se sintieron atraídos por la naturaleza exótica de los trópicos, algunos historiadores sostienen que los naturalistas llevaron a cabo sus estudios en islas tropicales para aumentar la probabilidad de que su trabajo pudiera generar cambios sociales y políticos. [5] En cualquier caso, estas primeras exploraciones y los escritos posteriores que surgieron de ellas comprenden gran parte de los primeros trabajos de ecología tropical y sirvieron para despertar un mayor interés en los trópicos entre otros naturalistas. Henry Walter Bates , por ejemplo, escribió extensamente sobre una especie de tucán que encontró mientras viajaba por el río Amazonas . Bates descubrió que si un tucán gritaba, los otros tucanes circundantes imitaban su llamado y el bosque se llenaba rápidamente de los sonidos de los tucanes; Este fue uno de los primeros estudios documentados sobre el mimetismo animal. [6] [ ambiguo ] Alexander Von Humboldt viajó por América del Sur, desde Venezuela a través de la Cordillera de los Andes. Allí, Humboldt y su socio, Aimé Bonpland , tropezaron con un interesante concepto ecológico. Mientras la pareja viajaba desde la base de las montañas hasta la cima, notaron que las especies de plantas y animales cambiarían según la zona climática en la que se encontraran en relación con su elevación. Este simple descubrimiento ayudó a la teorización del concepto de zona de vida, que eventualmente daría paso a la popularización del concepto de ecosistemas. [6] Otro viajero, William Beebe , investigó muchas especies de aves en lugares tropicales y publicó una amplia gama de trabajos académicos sobre sus hallazgos que dieron forma en gran medida al campo de la ornitología. Según su biógrafa Carol Grant Gould, "Los efectos que William Beebe tuvo en la ciencia... son enormes y duraderos. Hizo una transición efectiva entre el historiador natural victoriano, contento de recopilar y clasificar el mundo natural, y el biólogo experimental moderno. " [7]El trabajo de estos primeros pioneros no sólo generó un mayor interés en el floreciente campo de la ecología tropical, sino que también tuvo implicaciones de gran alcance para el estudio científico en general. En los últimos años se han producido cambios notables, siendo uno de ellos los ecosistemas de sabana tropical, que se ha convertido en un bioma global importante, pero a costa de los ecosistemas de bosque tropical. [8]
Las regiones tropicales son puntos críticos para la biodiversidad, por lo que es esencial centrarse en los esfuerzos de conservación en estos lugares. Muchas especies se pueden observar y conservar en los trópicos. [9] Los trópicos reciben mucha atención cuando se trata de conservación y gestión debido a una mayor conciencia pública sobre la importancia de los ecosistemas tropicales y la delicadeza con la que deben ser tratados. Por ejemplo, en los biomas de pastos tropicales, se determinó que se ha observado que la fauna de ciertas áreas o regiones tiene múltiples especies endémicas, lo que proporciona una idea de la edad y el origen de los sistemas de pastos principalmente tropicales. [10] Los esfuerzos de conservación en los trópicos pueden ser difíciles de iniciar, ya que muchas comunidades han desarrollado una cultura en torno a la ecología en muchos lugares. En muchos casos, la gente se gana la vida con algún aspecto de la ecología. [9] Las medidas de conservación tienen múltiples beneficios para el ecosistema y la comunidad. La conservación de los ecosistemas tropicales tiene beneficios para la salud, la economía y el medio ambiente, y la conservación de estos beneficios requiere comunicación entre la población local, los gobiernos y las partes interesadas. La comunicación entre estos grupos facilita el mayor beneficio de la conservación de los ecosistemas tropicales. [9] Por lo tanto, perder los trópicos resultaría en la pérdida de múltiples especies de biodiversidad y comunidades locales, procesos naturales e incluso organismos específicos que dependen de ellos, lo que enfrentaría repercusiones. [11]
Las selvas tropicales son objeto de mayor atención debido a la excesiva deforestación y tala que ocurre en esos ecosistemas. Además de perturbaciones antropogénicas como incendios, caza y captura de organismos que desempeñan papeles clave en la biodiversidad tropical y los procesos naturales. [12] La deforestación contribuye a las emisiones de CO 2 , que es una de las causas del cambio climático. En concreto, porque el microclima se altera como consecuencia de la persistencia de las emisiones de carbono tras la deforestación. [13] Gran parte de la deforestación en los trópicos es el resultado del uso de la tierra agrícola. [14] Se pueden ver ejemplos de esto en Brasil, donde se produce deforestación para presumir de la ganadería; el 80% de la deforestación puede estar relacionada con la ganadería, lo que provoca la pérdida de especies. [15] Esto indica que las áreas protegidas de bosques tropicales se están convirtiendo en algunos de los últimos paraísos seguros para las especies amenazadas. [16] En la década de 1980, la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación realizó un estudio que concluyó que cada año se perdían 15,4 millones de hectáreas (100 acres) de bosque tropical. Además, cada año se talan 5,6 millones de hectáreas. Este estudio histórico despertó un interés generalizado en el ecosistema tropical, y un gran número de organizaciones sin fines de lucro y ecologistas abiertos participaron en una lucha prolongada para "salvar la selva tropical" que continúa hoy. Esta batalla se ha manifestado de varias maneras, una de las cuales es el surgimiento de institutos de biodiversidad en lugares tropicales dedicados a detener la deforestación excesiva del paisaje, uno de los más notables se estableció en Costa Rica . El trabajo del Instituto Nacional de Biodiversidad de Costa Rica ( INBio ) ha servido de modelo para otros institutos de biodiversidad. En primer lugar, los bosques tropicales albergan la mayor cantidad de plantas productoras de alcaloides de cualquier bioma; Los alcaloides son compuestos cruciales para la producción de drogas occidentales. Debido a la abundancia de estos compuestos, las empresas farmacéuticas de todo el mundo buscan en las selvas tropicales nuevos tratamientos medicinales. A principios de la década de 1990, los directores del INBio firmaron un acuerdo con el gigante farmacéutico Merck que pedía la cooperación entre las dos entidades para descubrir y explorar nuevos tratamientos naturales en las selvas tropicales de Costa Rica. Sin embargo, los humanos deben actuar con cuidado para no causar la pérdida de especies como resultado de la sobreexplotación, ya que los impactos humanos han sido uno de los principales contribuyentes a las perturbaciones y la modificación de la tierra. [17] Ecologistas, funcionarios gubernamentales y corporaciones elogiaron esta decisión como un progreso decisivo en una lucha continua para trabajar cooperativamente en la utilización de la biodiversidad tropical y al mismo tiempo garantizar la estabilidad de los ecosistemas tropicales.
La ecología tropical ha cambiado con el tiempo como resultado de la biogeografía dinámica. La biogeografía es la distribución geográfica de plantas y animales y tiene un gran impacto en el curso de la evolución. Comprender la biogeografía histórica de los trópicos es importante para aprender sobre los orígenes de la biodiversidad. La evolución en todo el mundo se ve afectada por la distribución cambiante de las especies en los biomas tropicales porque muchas especies se remontan a ancestros tropicales. Las especies evolucionan rápidamente en los trópicos, cambiando la ecología del hábitat. La teoría del gradiente latitudinal de especies sugiere que la riqueza de especies aumenta hacia el ecuador para la mayoría de los taxones. Esto es válido para las especies marinas y terrestres, las especies ubicadas en el norte y el sur, los ectotermos y endotermos y las especies de dispersión activa y pasiva. [18] Al recurrir a la historia biogeográfica de los trópicos, obtenemos una comprensión más profunda de cómo se desarrolló la ecología tropical actual.
La biogeografía está relacionada con las condiciones físicas y la geografía del hábitat. La temperatura y el área geográfica de los trópicos imponen los gradientes latitudinales de especies al facilitar tasas más altas de especiación . Los biomas tropicales se definen como hábitats cálidos y húmedos y cubren la mayor parte del área terrestre de la Tierra. Las especies tropicales no enfrentan la presión evolutiva de los duros climas experimentados en las regiones del norte y del sur. Por lo tanto, las adaptaciones tropicales están influenciadas en gran medida por interacciones bióticas y no por presiones climáticas. En consecuencia, la evolución tropical ha sido descrita como un “proceso creativo” entre la biota más que un proceso de supervivencia contra el clima. Algunas hipótesis también sugieren que las temperaturas tropicales más altas afectan la especiación a nivel molecular, lo que lleva a tasas de mutación más altas, tiempos de generación más rápidos y, por lo tanto, tasas más rápidas de divergencia genética. El Triángulo de Coral del Pacífico Occidental , una región oceánica tropical, es el pico global de diversidad marina debido a su combinación de temperaturas cálidas, área grande, variación climática estacional mínima, diversos tipos de hábitat, relaciones bióticas importantes y afluencia de taxis de otras regiones tropicales porque de una compleja estructura isla-continente y corrientes oceánicas. [19]
Las islas constituyen gran parte de la geografía de la región tropical. Los trópicos son un punto crítico de biodiversidad. Las especies migran a islas y pueden crear nuevas comunidades y crecer y cambiar con sus nuevos entornos. [20] La teoría del equilibrio de la biogeografía insular , acuñada por MacArthur y Wilson en un artículo de 1963, explica que la biodiversidad en una isla está relacionada con el tamaño de la isla. La biodiversidad aumenta a medida que aumenta el tamaño de la masa terrestre y disminuye a medida que disminuye el tamaño. La teoría también afirma que la biodiversidad en las islas aumenta cuanto más cerca está la isla del continente. [21]
La geografía y la biología de los trópicos tienen la historia más larga de cualquier bioma que se encuentre hoy en la Tierra. Los ciclos glaciales e interglaciares tropicales causados por un clima fluctuante han inducido la especiación en los trópicos, lo que explica su excepcional diversidad ecológica. Sin embargo, los trópicos han experimentado diversas perturbaciones climáticas a lo largo de su larga historia que han dado forma a los patrones actuales de diversidad.
El período Paleoceno experimentó temperaturas cálidas del aire y del agua, con biomas terrestres tropicales que llegaban hasta el norte de la actual Londres y mares tropicales que se extendían hasta el Ártico. El Paleoceno fue la primera época de la era Cenozoica , hace entre 66 y 56 millones de años. Durante este período, el gradiente de temperatura desde el ecuador hacia los polos se redujo enormemente. Las tendencias de enfriamiento comenzaron hace unos 45 millones de años, con períodos cálidos intercalados. Durante este período, la diversificación de especies aumentó porque los biomas tropicales se fragmentaron por los glaciares, aumentando las tasas de especiación. Este enfriamiento también restringió gradualmente las áreas de distribución de muchos taxones a regiones tropicales cada vez más reducidas. [22] La historia geográfica y templada del período Cenozoico se refleja en la ecología tropical y más específicamente en el gradiente latitudinal de especies. Las especies tropicales han experimentado una historia evolutiva más larga y menos perturbada que las especies que se encuentran en otros biomas del mundo. Por lo tanto, las especies templadas que inicialmente irradiaron desde biomas tropicales a menudo se encuentran anidadas en las filogenias de clados tropicales . La consistencia de los ambientes tropicales constituye una composición de especies con mayor variación y diversidad de edades.
Los ciclos glaciales cuaternarios que ocurrieron durante la era del Pleistoceno fueron la perturbación climática importante más reciente en los trópicos. Los glaciares provocaron la disminución de formas de vida en grandes altitudes porque permanecieron sólidos durante más tiempo consecutivo en grandes altitudes. Los ambientes tropicales quedaron intercalados por glaciares y climas secos. Esta fragmentación resultó en especiación debido al aislamiento geográfico, aumentando el gradiente latitudinal de especies. [23] Hoy en día, Perú contiene el 70% de toda el área glaciar tropical y alberga los dos glaciares tropicales más grandes: el casquete de hielo Quelccaya y el casquete de hielo Nevado Coropuna . Monitorear la contracción de estos glaciares es importante para comprender el ritmo de derretimiento de los glaciares. De 1998 a 2020, el 26% del casquete de hielo de Quelccaya se derritió y la altitud promedio del casquete de hielo aumentó de 5389 metros a 5449 metros. [24] El grado de cambio en las áreas glaciares tropicales se está acelerando rápidamente. Las investigaciones futuras tienen como objetivo comprender las tendencias actuales de glaciación en los trópicos para dar contexto a la relación entre la ecología tropical y el cambio climático.
Es ventajoso para los ecólogos y naturalistas estudiar plantas, animales y ecosistemas en el clima tropical por varias razones. Por un lado, los trópicos albergan una amplia gama de ecosistemas, desde selvas tropicales hasta desiertos. En ese sentido, los trópicos son un gran lugar para que los ecólogos realicen diversos estudios sin tener que alejarse demasiado de un centro de investigación. Con la gran cantidad de biodiversidad presente en los trópicos, es un buen punto de acceso para la investigación. La mayor parte de la investigación en los trópicos se ha realizado sobre la riqueza de especies; sin embargo, es necesario realizar más investigaciones sobre otros aspectos de los trópicos. [25] Por ejemplo, el estudio de las comunidades de plantas tropicales podría utilizarse para examinar sus impactos o respuestas al elevado dióxido de carbono. [26] En segundo lugar, la temperatura en los trópicos rara vez obstaculiza el crecimiento y la actividad de las plantas; La flora se puede estudiar casi todo el año, ya que el clima frío nunca frena la actividad de las plantas. Lo cual ha demostrado ser útil para observar aspectos como el ritmo de floración y el cambio de hojas. [27] Además de las razones climáticas, la población tradicionalmente escasa de los trópicos ha ayudado enormemente a la investigación en el área, ya que el paisaje en gran medida no está contaminado por la humanidad ni la maquinaria. Si bien este puede no ser el caso últimamente, las grandes cantidades de tierra sin explotar en los trópicos todavía constituyen un territorio privilegiado para la investigación. Otro ejemplo sería cómo el estudio de la selva tropical de tierras bajas puede proporcionar a los investigadores una idea de cómo los procesos hidrológicos y geomorfológicos tienen impactos significativos en el ecosistema. [28] Finalmente, los trópicos son valiosos para los ecologistas porque albergan algunas de las tierras más antiguas de la Tierra, incluido el desierto de Atacama de Chile y la Penillanura de Australia . Así, las comunidades vegetales han ido creciendo y evolucionando durante millones de años ininterrumpidos, lo que resulta interesante para su estudio. Dicho esto, si bien puede resultar ventajoso estudiar la ecología en los trópicos, esto no quiere decir que esté exento de dificultades. Los ecosistemas nativos de los trópicos y la biodiversidad que presumen están disminuyendo. La mitad de las especies ubicadas en zonas críticas de biodiversidad están en peligro de extinción y muchas de las plantas con posibles usos medicinales están desapareciendo. En este sentido, el estudio ecológico en los trópicos no es tan fácil de realizar como antes; Esta es la razón por la que gran parte del trabajo ecológico moderno en este campo está dirigido a la conservación y gestión en lugar de la investigación general.
