Las poblaciones de varias especies de insectos acuáticos y otros invertebrados responden a las inundaciones y al secado de las vías fluviales debido a la sequía de diferentes maneras que se pueden anticipar, según un nuevo estudio dirigido por Penn State que empleó un método novedoso para evaluar la estabilidad de los ecosistemas fluviales.
A medida que aumentan la frecuencia y la magnitud de las inundaciones y sequías debido al cambio climático, se necesita una comprensión integral de la estabilidad de los ecosistemas fluviales en respuesta a estas perturbaciones, según el investigador principal Daniel Allen, profesor asistente de ecología acuática en la Facultad de Agricultura de Penn State. Ciencias.
Explicó que el marco de estabilidad dimensional empleado en esta investigación es un enfoque innovador en el que se analizan múltiples métricas de estabilidad, pero rara vez se ha utilizado en estudios de observación a largo plazo de ecosistemas naturales. En este estudio, los investigadores aplicaron este marco a un conjunto de datos a largo plazo de macroinvertebrados de una corriente intermitente del desierto sujeta a frecuentes perturbaciones hidrológicas.
Descubrieron una variación generalizada en la estabilidad a lo largo del tiempo entre las poblaciones de invertebrados y que las perturbaciones monzónicas muy variables eran más importantes que las perturbaciones invernales más consistentes para influir en las métricas individuales de estabilidad de la población.
La investigación se centró en Sycamore Creek en Arizona, uno de los arroyos desérticos más estudiados del mundo. Drena una cuenca montañosa de 164 millas cuadradas, con un medidor de corriente en el desierto de Sonora. La zona tiene un clima semiárido y cálido. La mayoría de las precipitaciones ocurren durante el invierno (diciembre a marzo) o las estaciones del monzón (julio a septiembre). Sycamore Creek es propenso a inundaciones repentinas; sin embargo, algunos años el caudal del arroyo se ve muy disminuido, llegando incluso a secarse.
Se tomaron muestras de macroinvertebrados bénticos en Sycamore Creek durante 35 años, de 1985 a 1999 y de 2010 a 2019. Ambos períodos de muestreo utilizaron la misma ubicación. Las muestras se recolectaron utilizando un extractor de sedimentos de lecho de río a una profundidad de aproximadamente 4 pulgadas en cinco lugares a lo largo de una carrera de grava de más de 325 pies de largo. Las muestras se filtraron a través de una red de malla fina en el campo, donde se identificaron organismos de 18 grupos taxonómicos.
Con Sycamore Creek, existe un largo registro de cómo estos organismos responden a las inundaciones invernales, que son predecibles en el sentido de que ocurren todos los inviernos, pero varían en magnitud de un año a otro, señaló Allen. En algunos años, ocurrieron inundaciones importantes, mientras que en otros años ocurrieron inundaciones débiles, lo que permitió a los investigadores observar cómo la magnitud de esas inundaciones impactó la estabilidad de las diferentes poblaciones de invertebrados.
«Pero lo que es realmente interesante es que, además de esas inundaciones invernales, también pudimos analizar el impacto en los invertebrados de la otra temporada de lluvias: el monzón de verano», dijo Allen, quien es investigador afiliado de los Institutos de Educación de Penn State. Energía y Medio Ambiente. «Y descubrimos que el monzón de verano es más impactante que las inundaciones de invierno».
En hallazgos publicados recientemente en Letras de limnología y oceanografía, los investigadores informaron sobre el destino de los invertebrados acuáticos en Sycamore Creek según el marco de estabilidad dimensional que utilizaron. Las poblaciones de especies de invertebrados acuáticos diferían en las métricas de estabilidad de la siguiente manera:
Algunos grupos taxonómicos como los Chironomidae (mosquitos que no pican) son muy resistentes, lo que significa que las inundaciones y sequías no reducen mucho su abundancia. Otros taxones fueron muy resistentes, lo que significa que las poblaciones son derribadas después de una perturbación pero vuelven a crecer rápidamente, como Fallceon (aceitunas de alas azules en la familia de las efímeras llamadas Baetidae) y Oligochaeta (gusanos acuáticos).
Algunas poblaciones simplemente no cambiaron mucho con el tiempo y fueron invariantes, como algunos coleópteros (escarabajos). Finalmente, algunos taxones como Hydropsychidae (tricópteros que giran redes) y Tipuloidea (moscas grulla) fueron los mejores para recuperarse de una perturbación, lo que significa que, por lo general, pudieron volver a crecer hasta la abundancia previa a la perturbación.
«Estas especies están respondiendo a las perturbaciones de diferentes maneras», dijo Allen. «Algunos son resistentes a las perturbaciones. Algunas poblaciones son derribadas muy bajo, pero luego pueden recuperarse muy rápidamente. Y luego, algunas no hacen ninguna de esas cosas, y esas son las que son más propensas a ser eliminadas y son en riesgo ecológico».
Los regímenes de perturbación se están transformando rápidamente debido al cambio climático que aumenta la magnitud y la frecuencia de las inundaciones y las sequías, agregó Allen. «Entonces, necesitamos saber cómo responden los organismos a las perturbaciones y cómo se verá la comunidad de invertebrados acuáticos en 20, 30 o 50 años».
Contribuyeron a la investigación: Brian Gill, Escuela de Recursos Naturales y Medio Ambiente, Universidad de Arizona; Anya Metcalfe, Servicio Geológico de EE. UU., Centro de Ciencias Biológicas del Suroeste, Centro de Investigación y Monitoreo del Gran Cañón, Flagstaff, Arizona; Sophia Bonjour, División de Biología, Universidad Estatal de Kansas; Scott Starr, Departamento de Biología, Hampden-Sydney College, Virginia; Junna Wang, Departamento de Ciencias y Políticas Ambientales, Universidad de California, Davis; Diana Valentin, Escuela de Tierra y Sostenibilidad, Universidad del Norte de Arizona; y Nancy Grimm, Escuela de Ciencias de la Vida, Universidad Estatal de Arizona.
La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias.
