Algunos animales pueden adaptarse al cambio climático, pero no lo bastante rápido

Cuando Anne Charmantier se dispuso a comprobar los nidos de carboneros comunes —un ave cantora autóctona de Europa— el 28 de junio, esperaba encontrar polluelos sanos y ágiles.

Al abrir poco a poco las puertas de los nidos de madera —un truco para estudiar a las aves—, el silencio del nido la preocupó. Al observar el interior, se topó con una escena triste: todos los polluelos estaban muertos en sus nidos. Charmantier, ecóloga evolutiva del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, lleva 15 años estudiando carboneros comunes, tiempo suficiente para saber que esto no era normal.

La culpable era la ola de calor que había atravesado Europa a finales de junio. En Montpelier, donde comprobó los nidos, las temperaturas habían superado los 43 grados centígrados, un récord por más de cinco grados.

«El calor estaba muy por encima del que hemos vivido hasta ahora», afirma Charmantier. «Fue espeluznante».

Aunque esto es solo anecdótico, los científicos pronostican que la frecuencia de las olas de calor aumentará con el cambio climático, con graves consecuencias para la supervivencia de algunas poblaciones.

La pregunta que asola a los científicos es: ¿está ocurriendo el cambio climático demasiado deprisa como para que los animales —y su descendencia— se salven adaptándose rápidamente?

«El cambio climático es una de las principales amenazas para la biodiversidad y la sociedad humana en el próximo siglo», afirma Thomas Reed, ecólogo evolutivo de la Universidad de Cork. «En última instancia, las poblaciones deberán evolucionar» para sobrevivir.

Reproducción temprana

Científicos como Charmantier y Reed estudian cómo responderán los animales de todo el mundo a un nuevo entorno modificado por el cambio climático. El calentamiento del aire y el agua, el aumento del nivel del mar, la mayor intensidad de las tormentas y la desaparición del hielo crean un mundo muy diferente para las especies que han evolucionado para vivir en condiciones concretas.

Varios estudios han analizado la situación individual de algunas especies ante el cambio climático, pero un estudio publicado en Nature Communications en julio llevó a cabo un metaanálisis, recopilando todos esos datos para intentar proporcionar una conclusión más amplia.

Viktoriia Radchuk, autora principal del estudio, examinó más de 10 000 resúmenes de estudios publicados en busca de datos que pudiera incluir en el análisis.

Los investigadores se centraban en la investigación de taxones que no fueran plantas —anfibios, mamíferos, aves, reptiles e insectos—, lo que les permitió establecer una tendencia de aumento de las temperaturas en las ubicaciones de cada estudio.

Un mundo más cálido provoca efectos en cascada en un entorno terrestre. Las temperaturas nocturnas son más cálidas, los árboles producen zarcillos con hojas verdes y los insectos empiezan su frenética danza de apareamiento. Las abundantes hojas nuevas de color verde amarillento y las flores incipientes sirven de bufé para orugas hambrientas. Estas oruguitas llegan a las bocas hambrientas de los polluelos traídas por sus padres.

El cambio climático hace que la primavera llegue antes, lo que tiene consecuencias para los animales. El equipo de Radchuk descubrió un vínculo sólido entre los plazos de los momentos del ciclo vital, como la reproducción, y el patrón de calentamiento: en general, los animales cambian su época de apareamiento para que coincida con el nuevo calendario.

De media, a lo largo de medio siglo, la ventana temporal en la que las aves ponen sus huevos empieza antes por casi dos semanas. Como muchas aves cantoras pequeñas crían a sus polluelos en aproximadamente un mes, dos semanas supone un gran cambio en su calendario.

«Si [las aves] no se ajustan, los polluelos llegarán mucho después de que hayan desaparecido las orugas. Y así, morirán de hambre», afirma Charmantier.

Sabiendo que los estudios documentaban el calentamiento y que los animales eran capaces de reproducirse antes, el equipo se preguntó si estos podrían evolucionar ante el cambio climático. El conjunto de estudios con estos datos detallados descendió a 13 especies, casi todas aves.

A los investigadores les interesaba comprender los casos en los que podían «presenciar la evolución en acción... que ocurre a una velocidad de unas pocas generaciones», afirma Charmantier.

La evolución puede ocurrir deprisa —en unos pocos años— o puede ser un proceso más lento. En insectos que se reproducen mucho más rápido, la evolución puede ocurrir aún más rápido, mientras que en aves y mamíferos longevos son procesos más lentos.

La selección natural es solo una de las fuerzas que impulsa la evolución. Charmantier explica que, para que se produzca selección natural, debe favorecerse a algunos individuos con una capacidad determinada, como empezar a reproducirse antes. Si la reproducción temprana significa que los progenitores pueden tener más crías —algo vinculado a un gen—, esto significa que la selección natural interviene para que se reproduzcan antes.

El equipo halló pruebas de que la mayoría de estas especies seleccionaban una reproducción temprana ante el calentamiento del clima. «Pero [la evolución] nunca será lo bastante rápida si comparamos esto con la predicción climática», afirma Charmantier.

Las aves tendrían que cambiar mucho antes para garantizar la estabilidad de sus poblaciones.

Los animales que no puedan igualar el ritmo del calentamiento y retrasan la reproducción, como el corzo y la ardilla Urocitellus columbianus, no producen tanta descendencia. Reed, coautor del estudio de Nature Communications, si un animal es incapaz de adaptarse, es posible que una población local se extinga.

Reed admite que el estudio es una pequeña instantánea y que no se puede generalizar a todas las poblaciones ni a todos los animales. Los generalistas que consumen tipos de comida diferentes o habitan en un amplio abanico de hábitats podrían gozar de más resiliencia al cambio climático.

Jeremy Cohen, investigador posdoctoral en la Universidad de Wisconsin que no participó en el estudio, duda que se trate de un caso evidente de respuesta evolutiva. «Las aves podrían tener reacciones rápidas a lo que ocurre en el clima en lugar de evolucionar estas respuestas a lo largo de generaciones», afirma Cohen.

Como estudios anteriores han observado que los cambios en el calendario migratorio y reproductivo están vinculados al aumento de las temperaturas, los cambios sugieren una respuesta más bien conductual. Los científicos necesitarían datos genéticos de alta calidad de individuos emparentados de una población para demostrar que los genes que determinan que un ave se reproduzca antes aparecen en la próxima generación. Cohen señaló que los cambios de los rasgos morfológicos, como el tamaño corporal, habrían sido pruebas más convincentes de una respuesta evolutiva al cambio climático.

«Es una evaluación exhaustiva muy valiosa», afirma Jeffrey Lane, ecólogo evolutivo de la Universidad de Saskatchewan, que no participó en el estudio. «El mayor avance es que [los animales] no siguen el ritmo».

Los datos del estudio de Nature Communications proceden en su mayoría de climas templados de Estados Unidos y Europa, que poseen los datos continuos más prolongados. Los trópicos y el Ártico son los grandes desconocidos, pero los investigadores siguen trabajando para salvar las brechas existentes.

Al Ártico

Los investigadores que estudian una población animal íntimamente durante años han acumulado ese tipo de datos genéticos para responder si evolucionan con el cambio climático, y la respuesta no es positiva.

En un pequeño banco de arena en el Ártico, los araos aliblancos se reproducen antes para intentar adaptarse al ritmo del deshielo. A lo largo de 47 años, George Divoky ha documentado los cambios en esta pequeña ave marina que vive en el extremo norte de su área de distribución, observando cómo desaparecía la banquisa antes y más deprisa cada año.

Otro rasgo asombroso del cambio climático en esta pequeña colonia es que los osos polares visitan el banco de arena e intentan devorar a los pequeños araos aliblancos. Los investigadores duermen tras una verja electrificada porque las apariciones de osos polares son habituales.

Esta especie ártica, «avanza su fecha de puesta en la dirección adecuada», afirma Drew Sauve, estudiante de doctorado en la Queen's University de Ontario. «Pero no parece ser suficiente».

Sauve tenía curiosidad por la posible existencia de un vínculo genético: las aves que se reproducen antes, ¿tienen mayor éxito reproductivo y se lo transmiten a sus crías? Los investigadores conocen a todas las aves de la isla —hasta el árbol familiar—, lo que les permite analizar la selección de la reproducción temprana.

Un equipo de investigadores cuyo estudio se publicó en julio en la revista Functional Ecology halló muy pocos efectos genéticos. La reproducción temprana parecía estar más vinculada a las respuestas de las aves a las señales medioambientales.

«Probablemente no está produciéndose una respuesta evolutiva, ni tampoco hay muchas posibilidades», afirma Sauve.

Quizá estas aves experimentasen una selección intensa en el pasado para reproducirse durante este periodo y ahora el grado hasta el que pueden cambiar la época reproductiva es limitado.

El cambio climático y los fenómenos extremos

Cómo se adaptan los animales al aumento de las temperaturas es solo una pieza del puzle. Las repercusiones de los fenómenos extremos en los animales, como la ola de calor de Francia, necesita estudiarse más.

Según Charmantier, un factor añadido de la ola de calor extrema que mató a los polluelos de carbonero común es el «efecto isla de calor», es decir, que las ciudades tienden a acumular más calor que las zonas circundantes. En un robledal cercano del sur de Francia, donde las temperaturas eran más frescas, murieron menos polluelos.

Estos fenómenos de calor extremo podrían tener grandes impactos en la selección. Pero, para que esos genes ventajosos se transmitan a la población, deben sobrevivir algunas crías a estos fenómenos extremos. Si una ola de calor extremo las mata a todas, no puede producirse selección natural.

Sabemos que estos «fenómenos climáticos extremos crean una nueva presión selectiva», afirma Charmantier. «Esperamos que esto provoque una nueva evolución, pero sabemos que cualquier evolución será demasiado lenta como para seguir el ritmo del cambio climático».

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.