Encuesta sugiere que el cambio climático ha reducido la presencia de hormigas argentinas invasoras

En 1993, Deborah Gordon, profesora de biología en la Universidad de Stanford, y su primera estudiante de posgrado, Katy Human, comenzaron una investigación sobre hormigas en la Reserva Biológica Jasper Ridge en Stanford. Casi 30 años, cuatro estudiantes graduados más y decenas de voluntarios después, esta investigación continúa y recientemente arrojó un resultado sorprendente.

“Desde 1993 hasta que estaba haciendo mi tesis, alrededor del 2000, parecía que las hormigas argentinas caminaban por la reserva, llevándose hormigas nativas en el camino”, dijo Nate Sanders, uno de los ex estudiantes de posgrado. De Gordon, quien dirigió la investigación en finales de la década de 1990 y ahora es profesor de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Michigan. “Ahora, con 20 años de datos adicionales, vemos que la historia es más compleja”.

Estos datos adicionales, detallados en un artículo publicado el 3 de agosto en Ecología, reveló que la distribución de hormigas argentinas en Jasper Ridge de hecho ha disminuido, y un análisis más detallado sugirió que el cambio climático fue un factor significativo en este cambio. Los investigadores también encontraron que durante el curso de la investigación, la diversidad general de hormigas nativas aumentó y que algunas especies de hormigas nativas expandieron su distribución.

Sin embargo, los investigadores advierten contra hacer una historia optimista sobre los efectos del cambio climático, que aún representan amenazas abrumadoramente serias para las especies nativas. Pero su trabajo es un testimonio de la importancia de la investigación a largo plazo y de lo que se necesita para producir ese trabajo.

“Para mantener esta encuesta en marcha, ha habido más de 100 participantes a lo largo de los años”, dijo Lisa Couper, la última estudiante graduada de Stanford en estudiar la encuesta y autora principal del artículo. “Los conjuntos de datos ecológicos a largo plazo son realmente escasos y, hasta donde sabemos, esta es una de las encuestas más antiguas en un invasión biológica. “

Los “impulsores y agitadores” de la ecología

Centrarse en los insectos, a diferencia de temas más grandes como las aves o los mamíferos, permite a los investigadores explorar los mecanismos vitales de los ecosistemas a pequeña escala. Las hormigas, en particular, ofrecen información sobre muchos aspectos del mundo natural debido a los muchos roles que desempeñan en su entorno.

“Durante muchos años he llamado a las hormigas los motores y agitadores de la ecología”, dijo Sanders, coautor del artículo. “Así que casi cualquier cosa que puedas imaginar que hace un organismo en la naturaleza, las hormigas lo han estado haciendo y lo han estado haciendo durante millones de años”.

Las muchas tareas que realizan las hormigas incluyen la alteración del flujo de nutrientes y ecosistemas, la polinización, la dispersión de semillas, la participación en relaciones mutuamente beneficiosas con otros organismos y el papel de depredadores. Por tanto, cualquier alteración de las poblaciones de hormigas puede tener un efecto generalizado.

“Una comunidad rica de hormigas, con muchos tipos diferentes coexistiendo, funcionará de manera diferente a una comunidad dominada por una sola especie de hormiga”, dijo Nicole Heller, coautora del artículo, otra ex estudiante de posgrado y directora de la investigación de hormigas que ahora se está llevando a cabo. asociado con el antropoceno conservador. estudios en el Carnegie Museum of Natural History. “Cuando perdemos biodiversidad, también se pierde parte de la belleza y la resistencia de un lugar”.

Para monitorear las hormigas Jasper Ridge, la encuesta cubrió un promedio de 288 sitios dos veces al año. Los topógrafos van a sus ubicaciones asignadas, buscan hormigas en un radio de 20 yardas y registran las especies que ven. (No cuentan las hormigas, sino que se centran en la distribución de las diferentes especies en la reserva). En 2010, Gordon Lab entregó el control de la investigación a Jasper Ridge y se convirtió en un ciencia ciudadana proyecto.

Emocionante confirmación

Entre los resultados de la encuesta: El área ocupada por hormigas argentinas disminuyó en un 30 por ciento y 27 por ciento de 1994 a 2020 en las encuestas de otoño y primavera, respectivamente. Pero la distribución de las hormigas de invierno, una especie nativa, se expandió en un 70 por ciento durante este período en los censos de primavera. Las distribuciones de otras dos especies de hormigas nativas han disminuido durante los 28 años en al menos una temporada, y otras dos han permanecido igual.

Para comprender mejor por qué estaba cambiando la distribución de las especies, los investigadores analizaron los datos de la encuesta utilizando un modelo de ecuación estructural, que es un método para evaluar los efectos directos e indirectos de diferentes factores ambientales. Por ejemplo, pudieron examinar cómo el clima afecta directamente la distribución de las hormigas argentinas y cómo afecta directamente la distribución de las hormigas nativas y también cómo el clima afecta indirectamente a las hormigas argentinas a través de su efecto sobre las hormigas nativas.

“Creo que el modelado de ecuaciones estructurales puede ser particularmente útil en ecología, ya que le permite incorporar conocimiento experto sobre un sistema en la forma en que construye relaciones”, dijo Couper.

La distribución reducida de las hormigas argentinas sigue a una sequía extrema que ocurrió entre 2012 y 2015 y el análisis de los investigadores determinó que la reducción estaba directamente relacionada con el cambio climático, en particular los cambios en las precipitaciones y las temperaturas máximas. También encontraron evidencia de cómo el clima afecta indirectamente a las hormigas argentinas a través de sus efectos sobre las hormigas nativas.

“Miré los datos y sospeché que estaba sucediendo, pero pensé que era demasiado bueno para ser verdad. Se necesitó este análisis para confirmar realmente lo que vimos”, dijo Gordon, quien es profesor de biología en la Escuela de Humanidades y el autor principal del artículo. “Fue gratificante ver a las hormigas invernales repeler a las hormigas argentinas”.

Una larga historia

Las hormigas argentinas buscan agua en áreas residenciales, por lo que las sequías reducen este recurso para ellas al doble al reducir tanto las fuentes naturales como las artificiales.

“El hecho de que las hormigas nativas comunes no fueron tan influenciadas por la sequía extrema sugiere que las hormigas de California tienen estrategias de comportamiento adaptadas a una mayor variedad de variaciones climáticas”, dijo Heller. “Esto es bueno para la resiliencia de la comunidad de hormigas local y para la biodiversidad regional”.

Dicho esto, al igual que cada época en esta encuesta cuenta una historia muy diferente sobre la invasión, los investigadores señalan que es imposible saber cómo las sequías futuras, y más severas, y otras consecuencias del cambio climático, de manera que los incendios forestales afectarán estas especies. Afortunadamente, la investigación de la hormiga Jasper Ridge también será parte de ese futuro.

“Es un proyecto en el que han estado involucrados muchos grupos diferentes de personas en Stanford: estudiantes universitarios, estudiantes graduados, algunos de los cuales aún colaboran años después, personas de la comunidad”, dijo Gordon. “Es realmente fantástico que este proyecto haya atraído a tanta gente diferente y nos haya mantenido en contacto. Estamos dando la bienvenida a nuevos voluntarios”.

Gordon también es miembro de Stanford Bio-X y del Instituto de Neurociencias Wu Tsai, y está afiliado al Instituto para el Medio Ambiente de Stanford Woods.

Los investigadores señalan que este trabajo se ha beneficiado enormemente de las docenas de voluntarios de Jasper Ridge Ant Survey a lo largo de los años, y agradecen especialmente a Merav Vonshak, Matt Bahls y Angie Nakano, así como a Philippe Cohen por su ayuda en el proceso. Proyecto de ciencia ciudadana cuando era director de Jasper Ridge. La investigación fue apoyada por la Reserva Biológica Jasper Ridge y la Escuela de Humanidades y Ciencias de Stanford.