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TEORÍA Y MATEMÁTICAS DE LA ECOLOGÍA ESPACIAL
Lenore Fahrig, Simon Levin y Steward Pickett han sido los galardonados con el Premio Fronteras del Conocimiento en Ecología y Biología de la Conservación por sus contribuciones fundamentales tanto al desarrollo de la teoría y las matemáticas de la ecología espacial, como a su aplicación a los criterios para diseñar áreas de reservas naturales, planes de gestión de la vida silvestre y redes de carreteras, y ciudades sostenibles.
El Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Ecología y Biología de la Conservación ha sido concedido en su XIV edición a los ecólogos Lenore Fahrig, Simon Levin y Steward Pickett, por introducir en el estudio de los ecosistemas la dimensión del espacio físico, en el sentido del territorio y sus múltiples escalas, y tener en cuenta su papel para gestionar “la interacción entre los sistemas humanos y naturales”, señala el acta del jurado.
Fahrig, Levin y Pickett no han trabajado juntos, pero los tres han realizado contribuciones fundamentales a la llamada ecología espacial, tanto en el plano teórico como en el práctico.
Levin es pionero en su desarrollo matemático, introduciéndolo así en modelos que permiten el análisis de ecosistemas complejos; Fahrig estudia los impactos de la fragmentación del hábitat y la pérdida de conectividad entre hábitats remanentes sobre la biodiversidad; y Pickett es uno de los padres de la ecología urbana, que asume que las ciudades concentrarán cada vez más población y por tanto es obligado pensar en cómo emplear también sus espacios para conservar la biodiversidad.
Como afirma el acta, los galardonados han desarrollado de manera independiente “la teoría y las matemáticas de la ecología espacial”, con aplicaciones en múltiples ámbitos, como “el diseño de las áreas naturales protegidas, el trazado de redes de carreteras y las ciudades sostenibles”.
Su trabajo “reconoce explícitamente las dimensiones y escalas espaciales de las interacciones entre especies, y la importancia crítica de la conectividad del hábitat para el movimiento de organismos, propágulos [elementos biológicos capaces de propagar organismos] y materiales a través de paisajes complejos”.
Comprender cómo afecta el espacio físico a la dinámica de los ecosistemas y a la vida de los organismos “es fundamental en ecología”, explica Pedro Jordano, profesor de investigación en la Estación Biológica de Doñana (EBD-CSIC) y secretario del jurado.
Los espacios y su gestión influyen por ejemplo en las migraciones, en la capacidad de adaptación de las especies o en el impacto de la huella humana en el ecosistema. Además, para los investigadores es imprescindible aprender a conectar los resultados que obtienen a pequeña escala, en sistemas experimentales manejables, con lo que ocurre en regiones más amplias o incluso globalmente.
Dentro de la evolución del campo, Simon Levin marcó un hito al presentar su visión de la ecología espacial en su artículo ‘The Problem of Pattern and Scale in Ecology’, publicado en 1992, que hoy sigue siendo uno de los más citados de la ciencia ecológica. Como explica Jordano, hasta entonces “la ecología estaba huérfana de un cuerpo doctrinal que explicara cómo se integran las distintas escalas espaciales, desde áreas locales a continentes. Los investigadores empezamos en espacios pequeños, como una charca, pero tenemos que entender procesos a escala planetaria”.
Frente a paradigmas anteriores, que se centraban en la conservación de grandes áreas evitando la presencia del ser humano, los galardonados han desarrollado la ecología espacial, que demuestra el valor que los hábitats de menor tamaño tienen en sí mismos y como ejemplos extrapolables a otras escalas de territorio mayores; la importancia de conectar los hábitats fragmentados, e incluso la posibilidad de preservar la biodiversidad en el entorno urbano. Todo ello partiendo del hecho de que la ecología debe contemplar los espacios que son compartidos por la naturaleza y el ser humano.
Herramientas matemáticas para identificar patrones a diferentes escalas
Simon Levin, catedrático de Ecología y Biología Evolutiva en la Universidad de Princeton (EEUU), ha aportado a la ecología herramientas matemáticas que ayudan a identificar patrones comunes a diferentes escalas espaciales.
Hasta hace poco, no existía mucha teoría matemática que incorporara la dimensión del espacio de la interacción entre especies en modelos
“Uno de los mayores desafíos a los que nos enfrentamos es la pérdida de diversidad biológica”, ha explicado Levin tras conocer el fallo del jurado. “La biodiversidad es fundamental para nosotros, pero para poder comprender lo que está en riesgo, y lo que podemos hacer para solucionarlo, tenemos que comprender los mecanismos que mantienen la diversidad biológica. Esta ha sido una cuestión central en la teoría ecológica desde hace un siglo, pero hasta hace relativamente poco, no existía mucha teoría matemática que incorporara la dimensión del espacio de la interacción entre especies en modelos. Así que empecé a trabajar en esta línea en los años 70, para construir modelos ecológicos que incorporasen la estructura espacial”.
Según Jordano, el experto ha ofrecido el armazón teórico y los modelos que faltaban “para entender cómo el espacio físico influye en la dinámica de los ecosistemas y en la vida de los organismos. Es la base de los estudios que explican los procesos de fijación de carbono por parte de los bosques, cómo se reparten la vida animal y vegetal en la tierra, las migraciones de animales o la dispersión de las plantas, cómo se estructuran y relacionan las poblaciones entre sí, o cómo los procesos de degradación de la naturaleza crean barreras infranqueables y por lo tanto causan situaciones de aislamiento”.
El valor de las áreas pequeñas y los corredores ecológicos
Lenore Fahrig, catedrática de Biología de la Universidad de Carleton (Canadá), recurre a las vistas aéreas para explicar el concepto de ecología espacial: “Estudiamos cómo el reparto del territorio, las distintas manchas que ves desde un avión, influye en la vida de los organismos”, ha explicado en una entrevista tras conocer el fallo. Ella ha sido pionera en el estudio de la fragmentación del territorio y su impacto en la biodiversidad.
Estudiamos cómo el reparto del territorio, las distintas manchas que ves desde un avión, influye en la vida de los organismos
Es un área con aplicación inmediata a problemas concretos: ¿Es mejor crear un área protegida muy extensa o de dimensiones más reducidas? ¿Sirve de algo crear “corredores ecológicos” entre distintas áreas? Y también, ¿qué impacto tendrá el trazado de una carretera?
“El hábitat se fragmenta debido al impacto humano, y esta es una de las amenazas más profundas para la biodiversidad”, señala el acta. Fahrig “ha desarrollado métodos teóricos, basados en datos, para reducir los efectos de la pérdida del hábitat manteniendo la conectividad entre áreas fragmentadas (…). Su trabajo investiga el papel fundamental de las redes de carreteras y de las pequeñas áreas de conservación en la distribución y abundancia de las especies”.
Una de las conclusiones del trabajo de Fahrig se centra en el valor de las áreas pequeñas. Como explica Jordano, “el enfoque desarrollista limitaba la conservación a grandes áreas, dejando de lado otras menores; Fahrig demuestra que también es importante conservar áreas pequeñas, porque si están bien conectadas entre sí pueden ayudar a preservar la biodiversidad. Ella es pionera de la idea de conectividad entre reservas; si las reservas no están bien conectadas por corredores naturales, serán deficitarias”.
La científica recuerda que cuando empezó su carrera, “no era obvia la importancia de los corredores ecológicos”. Su investigación le permitió documentar el gran impacto de las carreteras para la biodiversidad, en primer lugar matando a los animales por atropellamiento. Su trabajo ha impulsado la búsqueda de estrategias para reducir este problema.
“El conocimiento que tenemos sobre los daños que estamos provocando es lo que necesitamos para detener la pérdida de especies”, asegura Fahrig. “Creo que no hay justificación alguna para poner una especie en peligro porque queremos obtener beneficios económicos a corto plazo. Sabemos cómo reducir nuestros impactos, y lograrlo es una cuestión de toma de conciencia del valor de la naturaleza y de otras especies”.
Diseñar ciudades para la convivencia de la naturaleza y las personas
Steward Pickett, investigador en el Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas (EE UU), ha desarrollado el campo de la ecología urbana: “Ha sido pionero en la importante labor de integrar en la teoría ecológica a los seres humanos como componentes de los ecosistemas”, afirma el acta del jurado, “vinculando la ecología y el diseño urbano, y aportando perspectivas éticas y filosóficas al estudio de los ecosistemas dominados por el hombre”.
Su trabajo se ha desarrollado en colaboración estrecha con especialistas en “arquitectura, urbanismo, arte, sociología y economía”, apunta Jordano. “La cuestión es cómo las personas, incluso en un hábitat urbano, podemos acercarnos a la naturaleza; esto es especialmente relevante en áreas en las que el medio urbano está próximo al natural, como hemos visto por ejemplo en el origen de las pandemias por transmisión de patógenos que saltan de reservorios naturales al hombre”.
Como ha afirmado el propio Pickett tras conocer el fallo, “concibo las ciudades como mosaicos con muchas capas: la capa construida −los edificios, las carreteras, las infraestructuras…−, pero también la capa de las políticas, las normas. Está la capa de las diferencias sociales −de clase, étnicas…−, y la capa verde, la parte ecológica: el reciclaje de nutrientes, la regulación del clima o el flujo de agua. Abordo la planificación urbana integrando todas estas capas”.
Para Pickett, es necesario invertir las prioridades en el urbanismo actual: “Ahora las ciudades están diseñadas para los coches; tenemos que darle la vuelta a esto y pensar en las ciudades como lugares en los que la biología tiene que funcionar y la biodiversidad tiene que prosperar, para realizar funciones útiles para el control del clima, del agua e incluso para cuidar la salud física y psicológica de las personas. Debemos diseñar las ciudades en primer lugar para la convivencia de la naturaleza y las personas, y rebajar la importancia de la dimensión física y la eficiencia del transporte”.
Ahora las ciudades están diseñadas para los coches; tenemos que darle la vuelta a esto y pensar en las ciudades como lugares en los que la biología tiene que funcionar y la biodiversidad tiene que prosperar
La importancia de trasladar el mensaje de la ciencia a toda la sociedad
Ante el monumental reto de la crisis global de biodiversidad, el profesor Levin considera que “no es demasiado tarde para tomar las medidas necesarias, pero no tenemos mucho tiempo que perder”. La clave, en su opinión, es “trasladar este mensaje al sector empresarial y a los líderes políticos, y la única manera de lograrlo es llevar el mensaje al conjunto de la sociedad, para que exija cambios a los decisores públicos”.
“Los científicos tenemos una responsabilidad especial, no solo para hacer el trabajo de investigación, sino de trasladar el mensaje al público, y espero que iniciativas como los Premios de la Fundación BBVA ayudarán a que la gente se dé cuenta de que no podemos quedarnos sentados y esperar a que otros nos resuelvan estos problemas, sino que tenemos que afrontarlos nosotros, y para lograrlo debemos encontrar maneras de cooperar por encima de las fronteras entre ideologías políticas y países”, concluye Levin.