A los 10 minutos de entrar en la selva tropical Hoh en el estado de Washington, comencé a comprender por qué este lugar era tan querido. Como uno de los bosques tropicales templados antiguos más grandes del mundo, el Hoh no sólo se veía diferente de sus vecinos más jóvenes: se sentía diferente. Dentro de sus fronteras, el aire parecía detenerse. La luz adquirió un tono clorofílico. Y el olor a tierra mojada y vegetación exuberante se acumulaba a mi alrededor.
Pronto me encontré instalado en arboledas encantadas y hondonadas sagradas repletas de todos los tonos posibles de verde y tan profusamente cubiertas de musgo que no pude encontrar ni una mota de corteza desnuda. Encontré antiguos arces de hoja ancha cuyos cuerpos retorcidos formaban arcos vivientes y abetos Douglas tan anchos y altos que me costó capturar su escala con la cámara. Bañado por entre 12 y 14 pies de lluvia cada año y protegido durante mucho tiempo de la tala, el Hoh alberga árboles que miden más de 200 pies de altura y han vivido durante siglos. Algunas zonas del bosque poseían una atmósfera tan primitiva que podrían haber sido arrancadas del Jurásico.
Cuando se trata de superlativos biológicos, normalmente nos centramos en los individuos: el árbol más grande de un bosque, el organismo más antiguo del planeta. Sin embargo, después de visitar la selva tropical de Hoh, comencé a preguntarme acerca de las comunidades superlativas . ¿Cuáles son los ecosistemas más antiguos que existen en la Tierra y qué podemos aprender de ellos?
¿Cómo determinamos exactamente cuándo nació un ecosistema o cuándo muere?
Al igual que los Hoh, algunos bosques antiguos han sobrevivido durante siglos. Pero resulta que ciertos ecosistemas y biomas del planeta actual han persistido durante cientos de miles a decenas de millones de años, preservando, de alguna manera, sus características definitorias a pesar de haber sufrido cambios importantes.
Para hacer una analogía con un famoso experimento mental: si cada componente de un barco se reemplaza gradualmente con una réplica suficientemente similar, el barco conserva su forma esencial, aunque ya no sea idéntico a su iteración anterior. De manera similar, la mayoría de las células de nuestro cuerpo han muerto y han sido reemplazadas muchas veces desde que nacimos, pero aún reconocemos la continuidad de nuestra anatomía general. Y algunas ciudades han mantenido una topografía, infraestructura y cultura distintas durante milenios, incluso con una rotación continua de edificios y habitantes. Los cambios que sufren los ecosistemas a lo largo del tiempo geológico son aún más dramáticos, pero los principios son similares.
Precisamente qué significa que todo un sistema vivo sea tan viejo y qué hace posible una longevidad tan asombrosa siguen siendo interrogantes abiertos, en parte porque desafían nuestras nociones mismas de lo que es estar vivo. Cuando adoptamos una perspectiva holística y de tiempo profundo , algunos ecosistemas adquieren una cualidad casi orgánica, desplazándose por la superficie del planeta como amebas gigantes, expandiéndose y retirándose en respuesta a las fluctuaciones ambientales, pero persistiendo como entidades coherentes.
Los científicos aún no se han puesto de acuerdo sobre una definición precisa de vida, pero muchos expertos la han expresado más o menos así: La vida es un sistema que se sostiene a sí mismo activamente. Las leyes de la termodinámica dictan que todo en el universo inevitablemente se desmoronará y se disolverá en una masa homogénea. Los sistemas vivos utilizan la energía disponible para evadir temporalmente este resultado y mantener sus estructuras improbablemente organizadas. Más que la genética o la reproducción, es esta capacidad de autoconservación la que une la vida en todas las escalas, desde el protista hasta la pradera.
En este sentido, los ecosistemas están muy vivos . Las retroalimentaciones entre los ecosistemas y los organismos dentro de ellos, y su evolución recíproca a lo largo de grandes períodos de tiempo, culminan en una capacidad emergente de longevidad extrema que eclipsa lo que es posible a nivel individual. Aunque los ecosistemas no son organismos, demuestran crecimiento, resiliencia y autorregulación . 1 Aquellos sistemas que sean más capaces de recuperarse de perturbaciones importantes y mantener los procesos, las relaciones y la infraestructura que las definen serán los que perdurarán por más tiempo. Los ecosistemas sobreviven y evolucionan no mediante la reproducción diferencial, sino mediante la persistencia diferencial.
La tenacidad de los ecosistemas más longevos del planeta revela una característica esencial de la vida a cualquier escala: la interconexión. Por definición, todos los seres vivos son sistemas formados por partes más pequeñas interrelacionadas. Esos sistemas son en sí mismos inseparables de las redes más grandes que los rodean. Cada árbol individual es un universo de minerales, agua y células que albergan comunidades en expansión de microbios y hongos. Al mismo tiempo, un árbol es un componente vital del bosque, del paisaje e incluso de los propios sistemas climáticos de los que depende.
Sin embargo, en el Antropoceno muchas de estas relaciones fundamentales están fallando. Algunos de estos ecosistemas antiguos están siendo empujados al borde del colapso, fracturándose tan profundamente que en la práctica podrían morir.
Uno de los ecosistemas más antiguos de nuestro planeta es una vasta pradera que actualmente tiene aproximadamente el tamaño de Manhattan. Sin embargo, nunca verás abejas ni mariposas revoloteando a través de él, ni podrás dormir una siesta en su vegetación. La pradera en cuestión crece a lo largo del fondo marino entre las islas españolas de Ibiza y Formentera. 2 Como todas las praderas, está compuesta principalmente de plantas, en este caso pastos marinos: un grupo de plantas anteriormente terrestres que regresaron al mar hace casi 100 millones de años y ahora habitan aguas protegidas en todos los continentes excepto la Antártida.
En 2010, la ecóloga marina Sophie Arnaud-Haond y sus colegas nadaron a través de esta pradera submarina, recogiendo muestras genéticas de hierba Neptuno ( Posidonia oceanica ) de decenas de sitios diferentes. Como todos los pastos marinos, el pasto Neptuno puede multiplicarse clonándose a sí mismo. Dentro de la pradera, los científicos encontraron numerosos clones, algunos de ellos a una distancia de hasta 14 kilómetros de distancia. Dada la lenta tasa de crecimiento anual de la hierba, calcularon que estos clones debieron haberse extendido por la región durante entre 80.000 y 200.000 años para formar una pradera tan grande. Especulan que a medida que el clima global cambió y el nivel del mar subió y bajó, la pradera cambió repetidamente su área de distribución. En ocasiones, es probable que grandes zonas murieran debido a condiciones inadecuadas. Pero presumiblemente, un número suficiente de clones sobrevivió a cada agitación climática para continuar su linaje hasta el día de hoy.
Dondequiera que surge la vida, cambia dramáticamente su entorno.
En otras partes del océano, hay ecosistemas aún mayores y más antiguos formados no por una única especie clonal, sino por colonias simbióticas de diminutos animales gelatinosos, plancton fotosintético y microbios. Los llamamos arrecifes de coral. La Gran Barrera de Coral de Australia, que abarca 133.000 millas cuadradas y es visible desde el espacio, no es sólo el sistema de arrecifes de coral más grande del mundo, sino que a menudo se la considera la estructura viva más grande de la Tierra. Igual de impresionante es su antigüedad. Los científicos creen que la Gran Barrera de Coral nació hace entre 500.000 y 600.000 años y que ha sobrevivido (en una zona u otra) hasta nuestros días.
Los científicos han revelado una persistencia similar a largo plazo de los arrecifes de coral en Papúa Nueva Guinea. Y durante períodos particularmente estables dentro del curso general de la historia de la Tierra, hubo sistemas de arrecifes que probablemente perduraron durante varios millones de años.
Para formar arrecifes, los corales primero deben adherirse a una superficie rocosa. Cuando un arrecife sufre una calamidad, como un huracán, los restos calcificados de corales muertos pueden convertirse en la base sobre la que los supervivientes construyen de nuevo.
«Los arrecifes son cosas fascinantes», dice Gregory Webb, un paleontólogo que ha estudiado extensamente los arrecifes a lo largo del tiempo geológico. «La resiliencia de una comunidad que puede reformarse, volver a crecer y hacer lo suyo, incluso cuando se enfrenta a una perturbación grave: es mágica».
En 2018, el geocientífico marino Jody Webster y sus colegas publicaron un estudio histórico que reconstruye los últimos 30.000 años de evolución de la Gran Barrera de Coral, un período de tiempo que implica una fluctuación climática considerable. 3 Cuando el nivel del mar bajó, gran parte del arrecife quedó expuesto y murió. Por el contrario, cuando el mar se hinchó, gran parte del arrecife se ahogó en aguas turbias. En respuesta, la Gran Barrera de Coral migró repetida y gradualmente hacia el mar o hacia la tierra, manteniendo su continuidad a través del tiempo.
Sin embargo, quizás los ecosistemas más antiguos que sobreviven actualmente se encuentran en la tierra. Es probable que algunos bosques tropicales hayan persistido en la misma región general con las mismas características esenciales durante decenas de millones de años. Esto se debe en parte a la geografía. En algunos aspectos, la zona ecuatorial ha sido durante mucho tiempo una de las partes climáticamente más estables del planeta, incluso cuando los propios continentes han entrado y salido de sus límites.
Basándose en estudios detallados de registros climáticos y fósiles, el paleobiólogo Carlos Jaramillo y sus colegas han rastreado el origen de la selva tropical moderna, definida como perpetuamente cálida y húmeda, de varios pisos con copas cerradas y dominada por plantas con flores, lianas y epífitas, hasta el comienzo de la era Cenozoica, poco después del impacto de un asteroide que contribuyó a la desaparición de los dinosaurios no aviares hace unos 66 millones de años. 4 Hace aproximadamente 60 millones de años, con los continentes en configuraciones relativamente similares a las actuales, América tenía bosques tropicales caracterizados por las mismas características estructurales básicas y familias de plantas que los que viven allí ahora. Ante este tipo de evidencia, el científico del sistema terrestre Mark Maslin y sus colegas han escrito que la selva amazónica ha “prevalecido relativamente intacta” como una “característica permanente de América del Sur durante al menos los últimos 55 millones de años”. 5
Los científicos han descubierto una historia paralela sobre la longevidad de la selva tropical en Australia. «Muchas familias de plantas que ahora son comunes en las selvas tropicales existentes y forman su estructura básica y la mayor parte de su diversidad han tenido una historia constante en el continente australiano durante los últimos 40 millones de años», dice Darren Crayn, botánico y director del Australian Tropical Herbario. Como escriben él y sus colegas en un estudio: «La resistencia, la supervivencia y la persistencia de estos linajes de la selva tropical proporcionan una de las mayores historias de éxito biológico y evolutivo de la Tierra».
Poner límites a estas entidades antiguas y amorfas es un desafío. ¿Cómo determinamos exactamente cuándo nació o cuándo muere un ecosistema, con toda su complejidad y fungibilidad?
Los ecosistemas más antiguos del planeta hoy en día son sin duda diferentes de sus versiones anteriores. Sus fronteras, topografía regional y composición de especies han cambiado a lo largo de los milenios. Aunque el registro fósil es irregular, es casi seguro que la Gran Barrera de Coral tenía un perfil de biodiversidad diferente hace 400.000 años, por ejemplo, incluyendo especies que ya no existen. Y el río Amazonas, una característica tan definitoria de la actual selva amazónica, no se formó hasta hace unos 11 millones de años. Sin embargo, si pudiéramos retroceder cientos de miles o millones de años, estos ecosistemas nos resultarían asombrosamente familiares porque han mantenido sus características esenciales (las relaciones y los marcos que los definen) durante un tiempo asombrosamente largo.
Para comprender mejor esa longevidad, debemos identificar qué subyace a ella. Las praderas marinas, los arrecifes de coral y los bosques tropicales comparten varias cualidades clave. Todos habitan en los trópicos, que tienden a ser menos volátiles climáticamente que las latitudes más extremas. Todos ellos están fundados por organismos que son en sí mismos altamente resilientes y adaptables. Y, hasta cierto punto, todos crean o refuerzan las mismas condiciones que necesitan para sobrevivir. Al disminuir la velocidad de las olas, atrapar sedimentos, realizar la fotosíntesis, filtrar y oxigenar el agua y secuestrar carbono en sus estructuras, tanto las praderas marinas como los arrecifes de coral hacen que sus entornos sean más tranquilos, más claros, menos ácidos, más ricos en nutrientes y más habitables . 6 Los corales también producen más sustrato rocoso que necesitan para crecer.
Hay una especie de consuelo en mirar la ecología a través de la lente del tiempo profundo.
Asimismo, los bosques tropicales generan gran parte de la lluvia de la que dependen al acelerar drásticamente el ciclo del agua. La formación de nubes se basa en dos ingredientes esenciales: el vapor de agua y las partículas sobre las que ese vapor puede condensarse. Los bosques tropicales proporcionan ambas cosas al expulsar enormes volúmenes de agua a la atmósfera, junto con numerosas partículas diminutas en el aire, como granos de polen, esporas de hongos, microbios, fragmentos de caparazones de insectos y diversos compuestos orgánicos. El resultado es un circuito de retroalimentación que se refuerza a sí mismo : cuanto más llueve, más crece el bosque; cuanto más crece el bosque, más llueve. Los científicos han calculado que la selva amazónica genera aproximadamente la mitad de la lluvia que cae sobre su dosel cada año.
La capacidad de los ecosistemas para regularse y sostenerse a sí mismos (para tener cierto grado de agencia en su propia supervivencia y evolución) es un eco de organismos vivos más autónomos. Los científicos han hecho tales analogías y debatido su validez durante más de un siglo.
A principios del siglo XX, el ecologista estadounidense Frederic Clements propuso que los bosques y otras comunidades botánicas pasaban por una serie de fases de desarrollo discretas similares a las de los organismos individuales, madurando desde una etapa juvenil hasta una “comunidad clímax” estable. Eugene Odum, otro ecólogo estadounidense del siglo XX, pensaba que los ecosistemas, al igual que los organismos, demostraban homeostasis, la capacidad de mantener un conjunto de condiciones químicas y físicas esenciales para su supervivencia. Más recientemente, un grupo de científicos, incluidos algunos que estudian los arrecifes de coral, han argumentado que cada organismo multicelular complejo y sus microbios simbióticos deberían considerarse como una comunidad conocida como holobionte, y que la verdadera unidad de la selección natural es la genética colectiva de esta comunidad. información, el hologenoma. En otras palabras, un coral y sus socios simbióticos son tan interdependientes que deberíamos considerarlos como una entidad cohesiva en evolución. Por extensión, se podría presentar un argumento similar sobre todo el ecosistema de arrecifes de coral. Ideas como estas siguen siendo muy controvertidas.
La extrema longevidad de los ecosistemas subraya la importancia de los vínculos entre estos sistemas a gran escala y sus organismos constituyentes. Es posible que los ecosistemas no tengan genomas singulares ni participen en la evolución darwiniana estándar, pero son capaces de crecer, sobrevivir y evolucionar porque están ineludiblemente entrelazados con el crecimiento, la supervivencia y la evolución de los organismos que los componen. 7
Dondequiera que surge la vida, cambia dramáticamente su entorno . Estos cambios influyen inevitablemente en cualquier evolución posterior dentro de ese entorno. Si se le da suficiente tiempo y oportunidades, esta coevolución puede contribuir a una capacidad emergente de persistencia en una escala de cientos de miles a millones de años.
Sin embargo, incluso sistemas vivos tan antiguos y resistentes como las selvas tropicales y los arrecifes no son impermeables ni inmortales. La mayoría de los períodos de agitación climática a los que los ecosistemas existentes del planeta han sobrevivido hasta ahora se desarrollaron de manera mucho más gradual que el ritmo al que los humanos contaminan y transforman el aire, la tierra y el mar en la actualidad. Para finales de siglo, los arrecifes de coral de aguas cálidas podrían estar prácticamente destruidos por el calentamiento global y reducidos a refugios fragmentarios. Y el ciclo de lluvias que se refuerza a sí mismo en el Amazonas está terriblemente cerca de romperse.
Sin embargo, incluso frente a estos posibles resultados nefastos, existe una especie de consuelo en mirar la ecología a través de la lente del tiempo profundo y reconocer la notable tenacidad de las comunidades más longevas de la Tierra. El poder de la humanidad es enorme, pero no infinito. En conjunto, la tendencia de la vida es perdurar y recuperarse, descubriendo nuevas formas a lo largo de miles o millones de años.
Hacia el final de mi caminata por la Península Olímpica, después de serpentear a lo largo de una orilla de un río bordeada de helechos gigantes, encontré un bosque dentro de un bosque. Uno de los gigantes de Hoh había caído, probablemente décadas antes. Su colosal cuerpo, yacente y fracturado, se había convertido en la base de una nueva población. Aquí había una tumba y un vivero: un tronco en descomposición cubierto de musgo y erizado de helechos y árboles jóvenes. Su enorme cepellón volteado hacia arriba, de al menos 10 pies de altura, era ahora el pedestal de un bosquecillo de abetos Douglas jóvenes. Al germinar en los restos de su mayor, habían comenzado su vida muy por encima del sotobosque. Ahora brillaban dorados al sol, los miembros más nuevos de un colectivo vivo persistente.
Referencias
1. Barabás, G., Michalska-Smith, MJ y Allesina, S. Autorregulación y estabilidad de grandes redes ecológicas. Ecología y evolución de la naturaleza 1 , 1870-1875 (2017).
2. Arnaud-Haond, S., et al. Implicaciones de la duración extrema de la vida en organismos clonales: clones milenarios en praderas de la amenazada posidonia marina Posidonia oceanica . MÁS Uno 7 , e30454 (2012).
3. Webster, JM, et al. Respuesta de la Gran Barrera de Coral a los cambios ambientales y del nivel del mar durante los últimos 30.000 años. Naturaleza Geociencia 11 , 426-432 (2018).
4. Jaramillo, C., et al. El origen de la selva amazónica moderna: implicaciones del registro palinológico y paleobotánico. En Hoorn, C. & Wesselingh, FP (Eds.) Amazonia: paisaje y evolución de las especies: una mirada al pasado Blackwell Publishing, Oxford, Reino Unido (2009).
5. Maslin, M., Malhi, Y., Phillips, O. y Cowling, S. Nuevas vistas sobre un bosque antiguo: evaluación de la longevidad, la resiliencia y el futuro de la selva amazónica. Transacciones del Instituto de Geógrafos Británicos 30 , 477-499 (2005).
6. Cheund, P.-Y., Nozawa, Y. y Miki, T. Las estructuras de ingeniería de ecosistemas facilitan la resiliencia ecológica: un modelo de arrecife de coral. Investigación Ecológica 36 , 673-685 (2021).
7. Lenton, TM, et al. Supervivencia de los sistemas. Tendencias en ecología y evolución 36 , 333-344 (2021).