El caos en las poblaciones naturales parece ser mucho más común de lo que se reconocía anteriormente, según un nuevo análisis realizado por científicos de UC Santa Cruz y NOAA Fisheries.
Las poblaciones de organismos en los ecosistemas naturales fluctúan mucho, y una pregunta clave para los ecologistas es si esas fluctuaciones son regulares (variando en torno a un equilibrio teóricamente «estable»), aleatorias (completamente impredecibles) o caóticas. Los sistemas caóticos, como el clima, pueden ser predecibles a corto plazo pero no a largo plazo, y son muy sensibles a pequeñas diferencias en las condiciones iniciales.
«Saber si estas fluctuaciones son regulares, caóticas o aleatorias tiene implicaciones importantes sobre qué tan bien y qué tan lejos en el futuro podemos predecir el tamaño de la población y cómo responderán a las intervenciones de manejo», dijo Tanya Rogers, ecologista de pesca de NOAA y investigadora del Instituto de Ciencias Marinas de la UCSC.
Rogers es el primer autor del nuevo estudio, publicado el 27 de junio en Naturaleza Ecología y Evolución. Sus coautores son Bethany Johnson, estudiante de posgrado en matemáticas aplicadas de la UCSC, y Stephan Munch, ecologista de pesca de la NOAA y profesor adjunto de la UCSC en los Departamentos de Matemática Aplicada y Ecología y Biología Evolutiva.
Los investigadores encontraron evidencia de dinámicas caóticas en más del 30 por ciento de las poblaciones que analizaron en una base de datos ecológica. Los metanálisis anteriores que evaluaron la prevalencia del caos en las poblaciones de campo natural habían encontrado que el caos estaba ausente o era raro. Pero eso puede deberse a cantidades limitadas de datos y al uso de métodos inadecuados, más que a la estabilidad inherente de los ecosistemas, dijeron los autores.
«Hay muchos más datos ahora, y la duración de una serie de tiempo ha marcado una gran diferencia para detectar dinámicas caóticas», dijo Munch. «También mostramos que las suposiciones metodológicas hechas en metanálisis anteriores estaban sesgadas contra la detección del caos».
Para el nuevo estudio, los investigadores utilizaron algoritmos de detección de caos nuevos y actualizados y los sometieron a pruebas rigurosas en conjuntos de datos simulados. Luego aplicaron los tres mejores métodos a un conjunto de datos de 172 series temporales de población de la base de datos de dinámica de población global.
Su análisis reveló asociaciones interesantes entre la dinámica caótica, la vida útil y el tamaño del cuerpo. El caos fue más frecuente entre el plancton y los insectos, menos frecuente entre las aves y los mamíferos, e intermedio entre los peces.
«Muchas especies de vida corta tienden a tener dinámicas de población caóticas, y estas también son especies que tienden a tener dinámicas de auge y caída», dijo Rogers.
Los resultados sugieren que puede haber límites intrínsecos para el pronóstico ecológico y advertencia contra el uso de enfoques de conservación y manejo basados en el equilibrio, particularmente para especies de vida corta.
«Desde la perspectiva de la gestión pesquera, queremos predecir las poblaciones de peces para poder establecer límites para las capturas pesqueras», explicó Rogers. «Si no reconocemos la existencia del caos, podríamos estar perdiendo posibilidades de pronóstico a corto plazo utilizando métodos apropiados para sistemas caóticos, mientras confiamos demasiado en nuestra capacidad para hacer predicciones a largo plazo».
Este trabajo fue apoyado por la Oficina de Ciencia y Tecnología de NOAA, Sea Grant de NOAA y el Programa Lenfest Oceans.
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