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Los cambios en el clima impulsan la dinámica reciente de la mariposa monarca
La disminución de la abundancia y la diversidad de los insectos supone una amenaza importante para los ecosistemas terrestres de todo el mundo. Sin embargo, identificar las causas de estos descensos ha resultado difícil, incluso en el caso de especies bien estudiadas como la mariposa monarca, cuya población en el este de Norteamérica ha disminuido notablemente en las últimas tres décadas. Se han propuesto tres hipótesis para explicar los cambios observados en la población oriental de monarcas: la pérdida de plantas hospedadoras de algodoncillo por el aumento del uso de herbicidas, la mortalidad durante la migración otoñal y/o el reasentamiento a principios del invierno y los cambios en el clima de la estación de cría. Aquí, utilizamos un enfoque de modelización jerárquica, combinando datos de >18.000 encuestas sistemáticas para evaluar el apoyo a cada una de estas hipótesis durante un período de 25 años. Entre 2004 y 2018, el clima de la estación de cría fue casi siete veces más importante que otros factores para explicar la variación en el tamaño de la población de verano, que se asoció positivamente con el tamaño de la población de hibernación posterior. Aunque las limitaciones de los datos impiden una evaluación definitiva de los factores que rigen el tamaño de la población entre 1994 y 2003 (el período de mayor declive de la monarca que coincide con un aumento generalizado en el uso de herbicidas), el clima de la temporada de reproducción se identificó de manera similar como un importante impulsor del tamaño de la población de la monarca. Si los cambios observados en el clima primaveral y estival continúan, algunas partes del área de reproducción actual pueden volverse inhóspitas para las monarcas. Nuestros resultados ponen de manifiesto la contribución cada vez más importante de un clima cambiante a la disminución de los insectos.
Un equipo de investigación dirigido por los espartanos ha descubierto una respuesta -al menos para el descenso más reciente de la población- con una enorme ayuda de los voluntarios.
Los ecologistas de la Universidad Estatal de Michigan dirigieron una asociación de investigación internacional de científicos profesionales y voluntarios para revelar nuevos conocimientos sobre lo que está haciendo que la población de mariposas monarca del este, que ya estaba disminuyendo, sea aún más baja.
Entre 2004 y 2018, el cambio climático en las zonas de reproducción de la monarca en primavera y verano ha tenido el impacto más significativo en esta población en declive. De hecho, los efectos del cambio climático han sido casi siete veces más importantes que otros factores, como la pérdida de hábitat. El equipo publica su informe hoy (19 de julio de 2021) en la revista Nature Ecology & Evolution.
"Lo que hacemos es desarrollar modelos para entender por qué las monarcas están disminuyendo y lo que está sucediendo con la biodiversidad en general", dijo Erin Zylstra, la autora principal del estudio. Zylstra es investigadora postdoctoral en el Departamento de Biología Integrativa y en el Programa de Ecología, Evolución y Comportamiento, ambos en la Facultad de Ciencias Naturales de la MSU.
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| Una mariposa monarca se posa sobre un algodoncillo de pantano en flor en un jardín de Michigan. Crédito: Jim Hudgins/USFWS |
"Muchas de ellas no son buenas noticias. Pero al entender las razones por las que una especie está disminuyendo, también hay un mensaje de esperanza: hay algo que podemos hacer al respecto", dijo Zylstra. "Hicimos este estudio no sólo para decir qué está causando los cambios en la población de la mariposa monarca, sino también para saber cómo podemos mejorarla".
Entender el declive de la monarca y hacer lo posible por revertirlo es importante no sólo para preservar la biodiversidad, sino también porque los insectos son prolíficos polinizadores. La población oriental de monarcas migra cada año entre México y la mitad oriental de EE.UU. y el sur de Canadá, con escalas de verano en Michigan y otros estados de EE.UU. Sin embargo, desde mediados de la década de 1990 se ha producido un drástico descenso de su población, y las estimaciones más pesimistas apuntan a que la población actual es apenas un 20% de la que había hace unas décadas.
Desde mediados de la década de 1990 hasta mediados de la década de 2000 se produjo el declive más dramático, coincidiendo con un periodo en el que los herbicidas con glifosato se hicieron enormemente populares en la industria agrícola. Los agricultores cultivaron cosechas resistentes al glifosato, lo que les permitió aplicar el producto químico de forma generalizada, diezmando las plantas de algodoncillo que son el único huésped y fuente de alimento de las orugas monarca.
La teoría predominante durante ese periodo ha sido que la pérdida de algodoncillo en las zonas agrícolas fue la responsable de los graves descensos. Desde entonces, las poblaciones de monarcas han seguido disminuyendo. Aunque la pérdida de algodoncillo provocada por el glifosato sigue siendo una posible explicación, con el tiempo han surgido otras teorías. Hoy en día, los investigadores están divididos en cuanto a lo que está atrofiando la población de monarcas.
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| Algunos expertos estiman que el tamaño de la población de monarcas orientales se ha reducido en más de un 80% desde la década de 1990. Crédito: Liz West |
Sin embargo, hace aproximadamente una década, Leslie Ries, de la Universidad de Georgetown, y Elise Zipkin, ahora profesora asociada de biología integradora en la MSU, llegaron a una conclusión. Investigadores y voluntarios estaban recopilando una cantidad cada vez mayor de datos que podrían ayudar a determinar de forma más definitiva qué es lo que está provocando el declive de la población de monarcas.
"La gente tiene diferentes hipótesis", dijo Zipkin, autor principal del nuevo estudio y director del Programa de Ecología, Evolución y Comportamiento. "Así que tratamos de entrar como un equipo imparcial, tomar el tiempo y poner todas estas piezas juntas para realmente analizar las contribuciones de varios factores de estrés".
Parte de lo que hace tan difícil entender el declive es el complicado ciclo vital de la monarca oriental. Estas monarcas pasan el invierno, de noviembre a febrero, en el centro de México. Cuando el tiempo empieza a ser cálido, se dirigen al norte, al sureste de EE.UU., especialmente al este de Texas.
Una vez allí, los adultos se reproducen, ponen huevos y luego mueren. Es la siguiente generación la que continúa la migración, a partir de mayo aproximadamente, volando hacia el Medio Oeste y partes de Canadá, donde producen de dos a tres generaciones más. Las mariposas que se desarrollan a finales de agosto cierran sus sistemas reproductivos y gastan su energía en migrar hacia el sur, a México, donde el ciclo comienza de nuevo.
Con el apoyo de la National Science Foundation, el equipo analizó los datos de más de 18.000 encuestas de monarcas en diferentes lugares del medio oeste de Estados Unidos, el centro de México y el sur de Canadá entre 1994 y 2018. La mayoría de estas encuestas fueron realizadas por voluntarios locales que ayudaron a contar mariposas adultas.
"Casi todos esos datos no fueron recogidos por científicos profesionales y eso es realmente, realmente genial", dijo Zipkin. "No hay ningún grupo de científicos que pueda recoger todos los datos que necesitamos. Pero estos voluntarios salen cada año y registran los datos de forma muy estructurada. Sólo así pudimos hacer este análisis".
"El nivel de conocimientos de los voluntarios es realmente increíble", dijo Zylstra.
Zylstra dirigió el esfuerzo para desarrollar un modelo basado en estas observaciones y sacar conclusiones significativas. En particular, el equipo estaba interesado en saber qué decían los datos sobre las tres principales teorías que explican el declive de la población de monarcas orientales: la pérdida de hábitat de algodoncillo, la mortalidad durante la migración otoñal y el reasentamiento en las zonas de hibernación, y el impacto perjudicial del cambio climático en el éxito de la reproducción de las monarcas.
"Creo que todos tienen parte de razón. Todas estas cosas juegan algún papel. En el caso de las monarcas, todo tiene matices y es complicado", dijo Zylstra. "Pero en los últimos años, dado que las aplicaciones de glifosato se han mantenido más estables, aunque siguen siendo muy elevadas, hay pruebas sólidas de que los cambios en la población están impulsados por el clima en las zonas de cría de primavera y verano".
Cada una de estas hipótesis puede contribuir a la pérdida de mariposas a menor escala, explicó Zylstra. Pero si se examina el problema de forma holística -a lo largo de muchos años y en varios países- queda claro que el cambio climático ha sido la fuerza perturbadora dominante desde 2004. Desgraciadamente, no hay suficientes datos en las regiones agrícolas para determinar definitivamente lo que ocurrió entre mediados de la década de 1990 y mediados de la de 2000, el periodo de declive más pronunciado.
Para obtener una imagen completa del descenso de la población, el equipo necesitaba comprender la dinámica de muchas generaciones en muchos lugares. De ahí la necesidad de realizar miles y miles de encuestas. El hercúleo esfuerzo de recopilar y dar sentido a estos datos también ha cosechado dos grandes recompensas.
En primer lugar, al demostrar el potencial del modelo para desentrañar la dinámica de la población de algo tan complicado como la monarca oriental, el equipo es optimista en cuanto a poder adaptar el modelo para entender lo que está impulsando los cambios de la población en otras especies también.
En segundo lugar, esta comprensión debería ayudar a informar sobre dónde los esfuerzos de conservación pueden proporcionar el mayor beneficio para los números de la monarca oriental.
"Este estudio nos da información sobre dónde gastar nuestros limitados dólares en restauración", dijo Zylstra.
Aunque no podemos simplemente desactivar el cambio climático, podemos, por ejemplo, centrarnos en restaurar el algodoncillo en las regiones que siguen siendo más propicias para la reproducción de la monarca a pesar del calentamiento de las temperaturas y los cambios en los patrones de precipitación, dijo. Dicho esto, todo lo que podamos hacer para frenar el cambio climático también mejorará las perspectivas tanto de las monarcas como de la humanidad, añadió.
Y aunque frenar el cambio climático es un gran esfuerzo, Zipkin señaló que este estudio nos recuerda el poder de las asociaciones para afrontar grandes retos.
"Estamos hablando de tres países a los que esto afecta directamente: Estados Unidos, Canadá y México. No es algo que tengamos que hacer solos", dijo Zipkin. "Las asociaciones son importantes".
Descubrir qué hay detrás del descenso de la población lo ha demostrado. Entre los científicos profesionales y los recolectores de datos voluntarios, los residentes de los tres países hicieron posible este estudio.
"Se necesitan este tipo de asociaciones. Se necesitan personas con diferentes conocimientos. Demostramos que así podemos averiguar lo que está pasando con las monarcas. Ahora, ¿qué podemos hacer con la conservación?" preguntó Zipkin. "Podemos trabajar juntos".
Fuentes, creditos y referencias:
Referencia: "Los cambios en el clima impulsan la dinámica reciente de la mariposa monarca", por Erin R. Zylstra, Leslie Ries, Naresh Neupane, Sarah P. Saunders, M. Isabel Ramírez, Eduardo Rendón-Salinas, Karen S. Oberhauser, Matthew T. Farr y Elise F. Zipkin, 19 de julio de 2021, Nature Ecology & Evolution.
DOI: 10.1038/s41559-021-01504-1