El valor de las colecciones de historia natural y la información que se puede extraer de ellas ha aumentado con el tiempo a medida que los esfuerzos de digitalización las hacen más accesibles para su estudio. Crédito: Ilustración de Emile-Allain Séguy

Con las emisiones de gases de efecto invernadero que provocan un calentamiento constante del clima de la Tierra, estamos siendo testigos de un número cada vez mayor de fenómenos meteorológicos extremos y anómalos. Pero anticipar y analizar los efectos de lo que es, por definición, una anomalía puede ser difícil.

Según los científicos, los especímenes de museo podrían proporcionar algunas respuestas. En un estudio único en su tipo, un equipo de la Universidad de Florida utilizó muestras de historia natural para demostrar que los días anormalmente cálidos y fríos pueden extender el período de actividad de las mariposas y las polillas en casi un mes.

«Los resultados no son en absoluto lo que esperábamos», dijo el autor principal Robert Guralnick, curador de Informática de Biodiversidad en el Museo de Historia Natural de Florida.

La mayoría de los estudios analizan el cambio climático y sus consecuencias a través del telescopio de los aumentos de temperatura promedio. A medida que la temperatura aumenta con el tiempo, las plantas y los animales en un área determinada se activan a principios de la primavera, retrasan la latencia hasta más tarde en el otoño y cambian lentamente sus rangos para alinearse con el clima que mejor les conviene para sobrevivir.

El clima irregular agrega una capa de complejidad a estos patrones, con consecuencias desconocidas que crean una pantalla opaca para los científicos que intentan predecir el futuro de los ecosistemas globales.

«Ha habido indicios en la literatura científica de que los eventos meteorológicos anómalos pueden tener efectos acumulativos en los ecosistemas, pero no ha habido nada que aborde directamente esta cuestión a gran escala», dijo Guralnick.

Explicó que esta omisión se debió principalmente a la falta de datos adecuados. Si bien los datos climáticos se han recopilado de manera confiable en muchas regiones del mundo durante más de un siglo, es difícil obtener registros que documenten la ubicación y la actividad de los organismos.

Los museos de historia natural se ven cada vez más como una solución potencial. Los museos más antiguos han recolectado especímenes durante cientos de años, y los esfuerzos recientes para digitalizar las colecciones han hecho que sus contenidos estén ampliamente disponibles. Pero los registros digitales de los museos tienen sus propios defectos y desventajas.

En el primer estudio de este tipo, los investigadores de la Universidad de Florida utilizaron muestras de historia natural para demostrar que los días inusualmente cálidos y fríos pueden extender el período activo de las polillas y las mariposas en aproximadamente un mes. Crédito: Ilustraciones de Emile-Allain Séguy

En 2022, el coautor del estudio, Michael Pilitz, construyó un Conjunto de datos de polillas y mariposas de colecciones de museos para trazar un curso para otros investigadores que esperan utilizar datos similares. El resultado fue un completo manual de instrucciones sobre cómo recopilar, organizar y analizar información de muestras de historia natural.

Con un recurso tan poderoso a su disposición, Belitz y sus colegas querían ver si podían detectar una señal de patrones climáticos anómalos. Restringiendo sus análisis al este de los Estados Unidos, los autores utilizaron registros de 139 mariposas y mariposas clasificar Recopilado desde la década de 1940 hasta 2010.

Sus resultados fueron inequívocos: el clima inusualmente cálido y frío alteró significativamente la actividad de los insectos en mayor medida que el aumento promedio de la temperatura global en las últimas décadas.

La ubicación y el momento de los eventos climáticos extremos afectaron la respuesta de los insectos. En latitudes más altas, los días cálidos de invierno significaron que las polillas y las mariposas se activaron a principios de la primavera. Los días inusualmente fríos mantuvieron activos a los insectos durante más tiempo, y la combinación de temperaturas excepcionalmente altas y bajas tuvo el efecto más fuerte.

«Si tiene una serie de días anormalmente fríos y cálidos, eso limita la capacidad de los insectos para funcionar al máximo rendimiento», dijo Guralnick. «Si el frío no te mata, te ralentiza e incluso puede obligar a los insectos a hibernar. Los insectos pueden recuperarse del frío muy rápidamente y prolongar su vida útil como resultado directo de la repentina caída de las temperaturas».

La actividad de los insectos durante períodos más largos puede parecer algo bueno al principio. Pero en lugar de equilibrar los efectos negativos del cambio climático, la coautora Lindsey Campbell, que estudia los mosquitos, sugiere que la vida útil más larga o variable de los insectos también podría significar más oportunidades para la transmisión de patógenos.

“Existe una asociación entre un brote de El Niño y la fiebre del valle del Rift en el este de África, y hay observaciones anecdóticas que muestran primaveras inusualmente cálidas o cálidas y secas, seguidas de fuertes lluvias, que también se asocian con un aumento del brote”, dijo Campbell, profesora asistente de la UCLA. Universidad de Florida.

La estabilidad a largo plazo de un ecosistema también depende por completo de la actividad simultánea de sus partes constituyentes, y es posible que las plantas no respondan a los climas extremos de la misma manera que lo hacen los insectos. Si las polillas y las mariposas vuelan demasiado pronto, corren el riesgo de encontrarse con plantas que aún no han producido hojas o flores, gastando su energía en una vana búsqueda de alimento.

Y con una línea de base en constante cambio para lo que constituye «extremo», no está claro si los insectos podrán mantenerse al día con los cambios.

«A medida que aumenta la temperatura promedio y el clima fluctúa, la capacidad de recuperación de un organismo disminuirá drásticamente», dijo Guralnick. “Los extremos de hoy se volverán mucho más extremos en el futuro, y en algún momento la capacidad de contrarrestar estos cambios llegará a su límite”.

Referencia: «Anomalías climáticas más importantes que los medios climáticos para impulsar la fenología de los insectos» por RP Guralnick, LP Campbell y MW Belitz, 5 de mayo de 2023, disponible aquí. biología de la comunicación.
DOI: 10.1038/s42003-023-04873-4

El estudio fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias y el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura.