La ‘arquitectura’ de la naturaleza minimiza la competencia entre especies y fomenta la biodiversidad

Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad Politécnica de Madrid han descubierto que la estructura fuertemente jerarquizada de las redes ecológicas fomenta la biodiversidad, ya que minimiza la competencia entre especies. Este descubrimiento complementa las teorías existentes sobre la biodiversidad, que no contemplaban las interacciones entre las diferentes especies o bien asumían que éstas se producían de modo aleatorio, sin un patrón específico. La teoría, publicada en la revista Nature, puede aplicarse a otros campos descritos por redes igualmente jerarquizadas, como las finanzas.

“La investigación ha demostrado que las redes mutualistas que observamos en la naturaleza tienen la estructura compatible con la coexistencia del mayor número de especies posibles”, describe el director de la investigación, el científico del CSIC Jordi Bascompte. La teoría también permite predecir cómo los cambios en la estructura de la red variarían el número de especies posibles, aunque el investigador advierte de que cualquier otro patrón arquitectónico no haría sino disminuir la biodiversidad.

Bascompte, investigador de la Estación Biológica de Doñana (centro del CSIC en Sevilla) explica que “el descubrimiento es especialmente importante porque el cambio global afecta en gran medida a las interacciones entre especies, que son muy sensibles al mismo al depender de los ciclos biológicos de los seres vivos, muy alterados por este cambio”. Por lo tanto, entender las consecuencias del cambio global a nivel de una comunidad entera requiere de un cuerpo teórico que permita predecir cómo los cambios en la estructura de la red de interacciones repercutirán en la riqueza de especies que dicha red puede sostener.

Los investigadores han aplicado la teoría a las redes de interdependencia existentes entre las plantas y los animales que las polinizan o dispersan sus semillas. Estas redes están fuertemente jerarquizadas, de forma que las especies más especializadas interactúan sólo con especies que forman subconjuntos encajados de las especies que interaccionan con las más generalistas. Mediante el desarrollo de un modelo matemático, los investigadores han podido cuantificar la influencia de la arquitectura de la red sobre el número de especies que la conforman.

Dado que este tipo de redes complejas y fuertemente jerarquizadas no sólo se dan en sistemas ecológicos, sino también en otros sistemas biológicos y sociales, el análisis realizado por investigadores del CSIC podría aplicarse a otros campos. De hecho, investigadores del ámbito de las finanzas están usando esta aproximación para entender el riesgo sistémico de redes comerciales o de las redes de cooperación que se establecen entre las compañías que proporcionan materias primas y las que las manufacturan.

Interdependencia

Las especies no se encuentran aisladas unas de otras, sino que forman redes complejas de interdependencia, como las que se dan entre las plantas y los animales que las polinizan o dispersan sus semillas. No obstante, las aproximaciones dominantes en el estudio de la biodiversidad suelen contemplar a estas especies como entes aislados, tales como conjuntos de insectos en un museo.

“Nuestro grupo ha venido estudiando la estructura de estas redes de interdependencia entre plantas y animales, que pueden considerarse como la arquitectura de la biodiversidad”, explica Bascompte. En estudios anteriores, los investigadores habían constatado que estas redes están fuertemente jerarquizadas. Lo que faltaba por hacer era desarrollar una teoría general que permitiera entender las consecuencias de estos patrones arquitectónicos para la riqueza de especies que pueden coexistir en una comunidad.

El artículo que ahora se publica cubre este vacío, ya que propone una teoría que permite entender las implicaciones de la estructura de las redes ecológicas previamente descrita. En cierta medida, el desarrollo de esta teoría supone un paralelismo con el desarrollo de la teoría de gases en física: al principió la teoría cinética asumía gases ideales, sin interacciones. Posteriormente desviaciones de sus predicciones fueron corregidas incorporando las interacciones entre las moléculas del gas. De la misma forma, esta teoría general permite cuantificar el incremento de la riqueza de especies debido a la estructura de dichas interacciones, complementando otras aproximaciones que no contemplaban las interacciones entre especies.

• Información bibliográfica completaUgo Bastolla, Miguel A. Fortuna, Alberto Pascual-García, Antonio Ferrera, Bartolo Luque y Jordi Bascompte. The architecture of mutualistic networks minimizes competition and increases biodiversity. Nature. doi:10.1038/nature07950