La ecología insular es el estudio de los organismos insulares y sus interacciones entre sí y con el medio ambiente. Las islas representan casi 1/6 de la superficie terrestre total de la Tierra, [1] sin embargo, la ecología de los ecosistemas insulares es muy diferente de la de las comunidades continentales. Su aislamiento y la alta disponibilidad de nichos vacíos conducen a una mayor especiación . Como resultado, los ecosistemas insulares comprenden el 30% de los puntos críticos de biodiversidad del mundo , el 50% de la diversidad marina tropical y algunas de las especies más inusuales y raras. [2] Muchas especies aún siguen siendo desconocidas.
La diversidad de especies en las islas se ve muy afectada por actividades humanas como la deforestación y la introducción de especies exóticas . En respuesta, los ecologistas y administradores están dirigiendo su atención hacia la conservación y restauración de las especies insulares. Al ser sistemas simples, las islas brindan la oportunidad de estudiar procesos de extinción que pueden extrapolarse a ecosistemas más grandes.
Las islas son sitios atractivos para la investigación ecológica porque proporcionan ejemplos claros de la evolución en acción. Muestran patrones interesantes de colonización, adaptación y especiación.
Las islas están rodeadas de agua y pueden existir o no como parte de una masa continental. Las islas oceánicas surgen debido a la actividad volcánica o al crecimiento de los arrecifes y, por lo general, desaparecen con el tiempo debido a la erosión y los cambios en el nivel del mar. [1] Cuando surgen islas, se someten al proceso de sucesión ecológica a medida que las especies colonizan la isla (ver teoría de la biogeografía insular ). Las nuevas especies no pueden inmigrar por tierra, sino que deben llegar por aire, agua o viento. Como resultado, los organismos con alta capacidad de dispersión , como las plantas y las aves, son mucho más comunes en las islas que los taxones que se dispersan mal, como los mamíferos. [1] Sin embargo, algunos mamíferos están presentes en las islas, presumiblemente porque nadan o viajan en “balsas” naturales que son arrastradas desde el continente.
De las especies que lleguen, sólo algunas podrán sobrevivir y establecer poblaciones. Como resultado, las islas tienen menos especies que los hábitats continentales. Las poblaciones insulares son pequeñas y exhiben una baja variabilidad genética (ver efecto fundador ), pero están aisladas de los depredadores y competidores con los que evolucionaron inicialmente. Esto puede conducir a un proceso llamado liberación ecológica , donde una especie se libera de sus interacciones comunitarias ancestrales y luego coloniza nuevos nichos.
En respuesta a estas presiones ecológicas cambiantes, las especies insulares pueden volverse mucho más dóciles que sus contrapartes continentales y pueden crecer (ver gigantismo insular ) o reducirse (ver enanismo insular ). Algunas de estas adaptaciones únicas se reflejan en carismáticas especies isleñas como el hipopótamo malgache , el dragón de Komodo o los mamuts pigmeos . Aunque las tortugas gigantes de las Islas Galápagos y las Seychelles (la tortuga de Galápagos y Aldabrachelys respectivamente) a veces se dan como ejemplos de gigantismo insular, [3] ahora se cree que representan las últimas poblaciones restantes de tortugas gigantes históricamente extendidas, es decir, el gigantismo es un rasgo ancestral que ocurrió en ausencia de presiones de selección insular. El conjunto de diferencias en morfología , ecología , fisiología y comportamiento de las especies insulares en comparación con sus homólogas continentales se denomina síndrome de la isla . [4] [5]
Después de la inmigración, las aves y algunos reptiles o mamíferos tienden a volverse más grandes y depredadores, [6] mostrando una competencia intraespecífica relajada . [7] En el caso de los mamíferos, las especies pequeñas aumentarán de tamaño y las especies grandes disminuirán de tamaño. [8] Esto se conoce como la “regla de la isla” y se sugiere para minimizar el gasto de energía. [9]
Otras adaptaciones a la vida en las islas incluyen una mayor poiquilotermia , [9] un comportamiento relajado contra los depredadores, [10] [11] y una selección sexual reducida [12] en animales, y una pérdida de defensas herbívoras [13] y una dispersión reducida [14] en plantas.
La formación de nuevas islas y su aislamiento del continente proporciona muchos nichos desocupados a los que las especies pueden adaptarse. Dado que la inmigración de depredadores y competidores es limitada, muchos organismos pueden persistir en estos nuevos nichos. Esto da como resultado una alta ocurrencia de endemismo , donde las especies son exclusivas de un área localizada. Por ejemplo, el 50% de las zonas de aves endémicas se encuentran en islas. [2]
El endemismo es a menudo el resultado de la radiación adaptativa . [1] La radiación adaptativa se produce cuando una sola especie coloniza un área y se diversifica rápidamente para llenar todos los nichos disponibles. Un ejemplo común es el conjunto de especies de pinzones documentado por Charles Darwin en las Islas Galápagos . Los pinzones de Darwin exhibieron radiación adaptativa al desarrollar diferentes tamaños de pico para explotar la diversidad de semillas presentes en las diferentes islas.
Debido a que la distribución de estas poblaciones está limitada por sus hábitats insulares, tienden a tener menos individuos que sus contrapartes del continente y una menor variación genética. Esto, junto con los factores ecológicos y de comportamiento mencionados anteriormente, hace que las especies insulares sean más vulnerables a la extinción. [1]
La supervivencia continua de las especies en las islas depende de factores como la selección natural , la variación genética, las perturbaciones naturales (huracanes, erupciones volcánicas) y las perturbaciones causadas por el hombre (especies introducidas, pérdida de hábitat ). Las perturbaciones provocadas por el hombre tienden a ser la principal causa de mortalidad, y comprender las causas de la extinción facilita los esfuerzos de conservación.
El movimiento de humanos a las islas ha llevado a una rápida extinción de especies nativas de las islas, ya sea por caza, destrucción de hábitat o especies introducidas .
Muchos animales grandes de las islas han sido cazados hasta la extinción por los humanos. Un ejemplo muy conocido es el dodo , que alguna vez se encontró en la isla de Mauricio . [15] Evolucionó hasta volverse grande, no volador y dócil, y posteriormente fue llevado a la extinción por los humanos y los depredadores introducidos.
El agotamiento de los recursos naturales puede tener efectos dramáticos en la ecología de las islas. En la Isla de Pascua , el agotamiento del bosque por parte del hombre no sólo provocó una pérdida generalizada de especies, sino también el colapso de la civilización isleña. [dieciséis]
Hoy en día hay más de 500 millones de personas en islas, todas ellas dependientes de los recursos locales, ya sea directamente (uso tradicional) o indirectamente (ingresos del ecoturismo). El crecimiento y el desarrollo demográfico provocan una fuerte deforestación , contaminación y sobreexplotación . La sobreexplotación de la fauna oceánica es particularmente preocupante, ya que la producción de especies de peces de arrecifes de coral es una importante fuente de alimento para las poblaciones insulares.
Los seres humanos han contribuido a la globalización y han disminuido el aislamiento efectivo de las comunidades insulares, lo que ha permitido la invasión de especies exóticas. Esto puede tener un efecto profundo en las especies nativas. En Guam , la serpiente arborícola marrón introducida se comió a casi todas las especies de vertebrados nativos hasta su extinción. Los perros y gatos salvajes también han disminuido considerablemente las poblaciones de vertebrados nativos en las islas, tanto por depredación como por enfermedades. Los ungulados introducidos son otra gran amenaza, ya que pastan en la vegetación nativa y pueden destruir bosques enteros. [17] Los pastos exóticos pueden superar a las especies nativas del sotobosque y aumentar el riesgo de incendio. [18] Por último, los insectos sociales como las hormigas también causan problemas importantes. [19]
Las especies no nativas introducidas en las islas pueden tener efectos profundos en el ecosistema de una isla, más que las especies no nativas introducidas en tierra continental (Platenberg). El mayor impacto de las especies introducidas y no nativas en las islas se debe en gran medida a niveles más bajos de biodiversidad (Platenburg et al.). La biodiversidad en las islas está especialmente amenazada por la tala, la caza, la pesca y la recolección de plantas. Sin embargo, la vulnerabilidad de las islas a las especies introducidas también se debe a diferencias agrícolas, económicas y de salud en comparación con la tierra continental (Russel et al.).
La menor superficie terrestre y el tamaño de la población de las islas en comparación con los continentes crean una mayor vulnerabilidad a los impactos de las especies introducidas (Russel et al.). Las especies introducidas impactan negativamente los ecosistemas a través de interacciones alteradas depredador-presa que pueden causar daño o incluso la extinción local a las poblaciones de especies nativas (Towns et al.). Hay muchos ejemplos de especies animales como aves, reptiles e insectos acuáticos que se ven perjudicadas por la introducción de depredadores como ratas, gatos y hormigas. Por ejemplo, las aves marinas de las islas de Hawái se ven afectadas por depredadores no nativos como las lechuzas y las hormigas. En una colonia de Hawaii, al menos el 20% de los huevos de pardela de cola de cuña fueron capturados por minas, aves de plumaje oscuro de la familia de los estorninos (Towns et al.). También en Hawái, más de cuarenta y cuatro especies de hormigas introducidas, especialmente hormigas rojas tropicales, causaron perjuicios al crecimiento de los polluelos de pardela, como la pérdida de tejido en las patas (Towns et al.).
Otros ejemplos de especies de alto impacto para los ecosistemas insulares son la rana arborícola y el sapo de caña cubanos, que fueron introducidos en las Islas Vírgenes de los Estados Unidos en diversas circunstancias (Platenberg). La rana arborícola cubana ha estado presente en las Islas Vírgenes Estadounidenses desde que llegó involuntariamente en un buque de carga en los años 1970 (Platenberg). La rana arborícola cubana es conocida por su capacidad para sobrevivir en condiciones difíciles y es muy adaptable, ya que se alimenta de una amplia variedad de organismos (Platenberg). Las poblaciones nativas de ranas y lagartos anolis han disminuido, probablemente debido a la interferencia de las ranas arborícolas cubanas (Platenberg). A diferencia de la introducción accidental de la rana arborícola cubana, el sapo de caña se introdujo deliberadamente para controlar las plagas agrícolas (Platenberg). Al igual que la rana arborícola cubana, el sapo de caña también es omnívoro. Los renacuajos del sapo de caña compiten por los limitados recursos de agua dulce con la rana de labios blancos, una especie nativa, limitando así sus recursos (Platenberg). En general, cuando la introducción de una especie no nativa resulta en extinción, el ecosistema experimenta pérdidas en algunos niveles tróficos (Platenberg). Por ejemplo, los herbívoros vertebrados que son propensos a la extinción cambian la función del ecosistema en las comunidades de plantas. Este fenómeno se observa en Nueva Zelanda, donde la pérdida de especies de aves puede haber cambiado la dinámica en las comunidades vegetales inducidas por las aves y haber impactado la abundancia de plantas forestales (Platenberg).
También en Nueva Zelanda, los pequeños depredadores mamíferos, como los roedores, tienen poco efecto directo sobre la vegetación, pero tienen un efecto mayor sobre la fauna de las islas a través de la extinción y el desplazamiento (Wood et al.). Se pensaba que las ratas del Pacífico, por ejemplo, estaban causando la extinción local de grandes lagartos terrestres nocturnos, y se suponía que tenían un efecto mínimo en las especies diurnas, aquellas que duermen por la noche, como los eslizones costeros (Wood et al. ). Sin embargo, en lugares donde se eliminaron las ratas del Pacífico, las poblaciones de eslizones costeros cambiaron rápidamente, lo que indica que se ha subestimado el impacto de las ratas (Wood et al.).
La pérdida de una especie clave, una especie de la que dependen todas las demás especies del ecosistema, como las aves marinas, también puede tener efectos importantes (Ciudades). Las aves marinas son esenciales para la estructura del ecosistema porque transportan grandes cantidades de nutrientes a los ecosistemas y excavan en los suelos, ayudando a la vegetación (pueblos). Sin embargo, desde los asentamientos humanos, las comunidades de aves marinas se han visto gravemente afectadas en islas de todo el mundo (Ciudades). Si bien algunas especies exóticas pueden desempeñar funciones ecológicas similares a las de especies extintas, hay muchas funciones que otras especies no pueden cumplir. Por lo tanto, especies exóticas similares no ofrecen un reemplazo completo para especies extintas en la comunidad (Pueblos). Incluso si el número de especies introducidas en una isla es aproximadamente el mismo que el número de especies extintas, las características ecológicas no son lo suficientemente comparables como para compensar las pérdidas (Ciudades).
El calentamiento global se está convirtiendo en una importante causa de pérdida de especies en las islas. Esto puede deberse al aumento del nivel del mar , la intrusión de agua salada en hábitats de agua dulce o la incapacidad de las especies para adaptarse al aumento de temperaturas y eventos climáticos extremos. Las especies de plantas son particularmente susceptibles. [20] En áreas más aisladas, como las islas del Océano Austral, los efectos indirectos como las especies invasoras y el calentamiento global pueden desempeñar un papel más importante a la hora de influir en las poblaciones que la sobreexplotación, la contaminación y la pérdida de hábitat . [21]
Las actividades humanas y la introducción de especies no nativas a menudo causan cascadas tróficas , donde los efectos directos sobre una especie resultan en efectos indirectos sobre otras especies en la red alimentaria. Un ejemplo es la isla Santa Cruz de las Islas del Canal de California , donde el envenenamiento por DDT redujo las poblaciones de águila calva . Esto, junto con la abundancia de jabalíes introducidos como presa, permitió que las águilas reales colonizaran la isla y reemplazaran a las águilas calvas. Sin embargo, las águilas reales también comían zorros isleños nativos . Los niveles de población de zorros disminuyeron hasta casi la extinción, mientras que las poblaciones de zorrillos aumentaron debido a la relajada competencia con los zorros.
Dado que los ecosistemas insulares son autónomos, debería ser posible mitigar muchas de las amenazas a las especies. Ecologistas y administradores están trabajando juntos para priorizar áreas de conservación y diseñar e implementar rápidamente planes de acción. No todo se puede guardar en una reserva, por lo que es importante recopilar primero la información pertinente y priorizar las áreas de preocupación. [22] Una vez que se ha elegido un área, los administradores deben adquirir propiedad y obtener apoyo. En este proceso también deberían participar expertos locales y poblaciones indígenas. [22] Tener objetivos claramente definidos facilitará las muchas interacciones necesarias entre personas y agencias. [22] Una vez que se establece una reserva, los administradores pueden practicar el manejo adaptativo y realizar educación comunitaria continua.
En tierra, la conservación de las islas se centra en la protección de las especies y su hábitat. En algunos casos, la conservación puede integrarse con la producción agrícola. Por ejemplo, las plantaciones de Acacia koa y los pastos boscosos en Hawái son ecosistemas alterados antropogénicamente, pero permiten la conectividad entre fragmentos de bosque y, por lo tanto, mantienen una mayor diversidad que la que tendrían los pastos abiertos. [23] Otras direcciones incluyen la restauración del hábitat y la erradicación de depredadores, ungulados y plantas exóticas introducidos (mediante la caza, la eliminación o el control biológico ).
En los ecosistemas marinos, se ha producido un establecimiento cada vez mayor de reservas “no aprovechables”. Esto permite el restablecimiento de especies nativas y también el aumento de especies capturadas comercialmente. [24] Sin embargo, tanto en los sistemas terrestres como marinos, estas acciones son costosas y no siempre dan como resultado los resultados deseados. Por ejemplo, algunas especies no nativas se convierten en especies clave y su eliminación puede causar más daño que beneficio al ecosistema. Para ser más eficaces, los administradores de los ecosistemas insulares deberían compartir información y aprender de los errores de los demás. [25]
La conservación de islas tiende a centrarse en la preservación de especies individuales y sus hábitats. Sin embargo, muchos ecologistas advierten que también deberían conservarse los procesos ecológicos y evolutivos. [25] La conservación de las comunidades insulares en su conjunto está estrechamente vinculada a la restauración .
La restauración activa en las islas se puede realizar tanto para especies animales (traslocaciones, reproducción inducida) como para especies vegetales (reforestación). Crear objetivos para la restauración puede ser un desafío porque a menudo es imposible restaurar el ecosistema a su estado “histórico” o “normal”, si es que ese estado puede siquiera definirse claramente. La restauración nunca es completa, ya que las comunidades ecológicas siempre están en estado de cambio.
Como el agotamiento de los recursos es un problema importante en las islas, también deben tenerse en cuenta las necesidades de las poblaciones humanas. En muchas islas, científicos y administradores están estudiando las prácticas tradicionales de las poblaciones indígenas como posibles soluciones de conservación. En algunos casos, los sistemas de captura limitada que sirven a la comunidad pueden proporcionar una mejor alternativa a las áreas protegidas completamente cerradas, si no hay suficientes recursos para una aplicación adecuada. [26] La educación pública desempeña un papel importante.
Un avance significativo en este campo es el cambio de la ciencia ecológica en 2D a 3D. Este enfoque ofrece una comprensión integral de la dinámica ecológica y los impactos humanos en los entornos terrestres y marinos. La adopción de modelos tridimensionales respalda una mejor gestión de los recursos naturales e informa los planes de conservación y gestión. Esta transición también afecta la forma en que los formuladores de políticas evalúan las regulaciones, proporcionando una perspectiva más dinámica sobre los desafíos ecológicos y ambientales. [27]
