Entre los muchos disturbios que ocurren en la naturaleza, algunos de los más relevantes, por su escasa frecuencia, su impredecibilidad y su gran poder devastador, son las erupciones volcánicas. El 4 de junio del 2011, el volcán Puyehue, que forma parte de un complejo volcánico ubicado en la región chilena de Los Ríos, en la cordillera de Los Andes, entró en erupción. Durante dos días arrojó a la atmósfera enormes cantidades de ceniza que cayeron directamente sobre pueblos y ciudades cercanas al volcán, tanto en Chile como en Argentina, causando un fuerte impacto en las poblaciones y en el paisaje.
Sin embargo, desde el punto de vista científico, la erupción del volcán Puyehue ofreció una oportunidad única para estudiar sus efectos sobre los ecosistemas afectados. Amy Austin, profesora asociada de la cátedra de Ecología de la Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA) e investigadora principal Conicet, dirigió dos trabajos de intensificación de esa institución que arrojaron luz sobre un tema muy poco conocido: el impacto de una erupción volcánica sobre la fauna del suelo y los procesos ecosistémicos. Allí se evaluó cómo afecto la ceniza volcánica a los microorganismos y, en especial, a algunos de los servicios que brindan, como la descomposición de la materia orgánica. Contra todos los pronósticos, las cenizas habrían producido un efecto benéfico sobre el ecosistema, según expresaron las investigadoras responsables del trabajo al sitio de divulgación científica Sobre la Tierra.
Estas investigaciones fueron realizadas por Paula Berenstecher y Daniela Gangi en el marco de sus tesis de grado de la Licenciatura en Ciencias Ambientales de la FAUBA, que fueron elegidas entre las 10 mejores en 2013 y 2014, respectivamente. Además, junio de 2016, formaron parte de una publicación científica en la revista británica Functional Ecology (http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1111/1365-2435.12683/abstract). Estos estudios permiten empezar a conocer algunas respuestas frente a grandes disturbios naturales y qué diferencia se observa entre la respuesta de los ecosistemas naturales y aquellos modificados por el ser humano.
La fauna del suelo y su importancia ecológica
La mayoría de los estudios realizados en torno a erupciones volcánicas se refieren a sus efectos sobre la vegetación y la fauna de las zonas afectadas, los cuales suelen ser, en efecto, dramáticos. Sin embargo, la fauna del suelo, comprendida por microorganismos, artrópodos epígeos (aquellos que habitan en la superficie del suelo), como insectos, arácnidos, miriápodos y crustáceos, no ha sido muy estudiada en
relación a los disturbios naturales. Según Austin, quien también es investigadora del Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA), “los organismos del suelo tienen una función crítica en los ecosistemas debido a su rol en los procesos de descomposición de materia orgánica y en el ciclado de nutrientes. Nosotros en general subestimamos su importancia en términos del rol que juegan y por eso hay mucha menos información sobre cómo ellos reaccionan y responden a este tipo de disturbios”.
Uno de los factores más interesantes de las investigaciones realizadas sobre los organismos del suelo en el contexto de la erupción del volcán Puyehue es que se contó con información sobre las variables estudiadas en instancias previas y también posteriores a la erupción. Este hecho afortunado, totalmente azaroso, permitió realizar una comparación entre ambos momentos y así se pudo evaluar con mayor precisión el impacto de la deposición de cenizas en los dos sistemas estudiados. Se estudiaron una parcela de vegetación natural y una parcela sembrada con una especie exótica (Pinus ponderosa), ambas localizadas en la Villa del Lago Meliquina, provincia de Neuquén.
El antes y el después de la erupción
En su trabajo de intensificación, Gangi realizó una evaluación sobre el impacto de la erupción volcánica en relación a la cantidad y la variedad de los artrópodos del suelo. Tanto ella como Austin y Adelia González Arzac, la codirectora del trabajo, especularon con la idea de que la fauna del suelo se vería afectada negativamente por las cenizas volcánicas. Esta hipótesis se formuló en base al hecho de que la ceniza presenta componentes tóxicos para los insectos que les producen daños estructurales y les impiden realizar funciones vitales como la digestión, la retención de agua, la movilidad, entre otros. “Hay evidencia de que la ceniza funciona como un compuesto muy abrasivo, que se mete en los exoesqueletos de los artrópodos y los mata. Incluso la gente lo usa como insecticida. Había evidencia de que las cenizas iban a ser un problema y el resultado fue que no”, dijo Austin.
Para la sorpresa de las investigadoras, la cantidad total de artrópodos presentes en el suelo no solamente no se redujo, sino que aumentó, en algunos casos considerablemente. Pero la respuesta del ecosistema natural fue diferente de la del sistema forestado con pino. En principio, la abundancia de artrópodos era menor y su variedad más homogénea en la parcela modificada que en la de vegetación natural antes de la erupción. Luego de la caída de cenizas, se observó que en la parcela de vegetación natural la cantidad total de artrópodos aumentó a la vez que se mantuvo estable su variedad. En cambio, en el área forestada con pino, si bien también se registró un aumento en su abundancia total, algunos artrópodos mostraron un gran aumento proporcional mientras que otros mostraron una disminución.
Gangi explicó estos resultados por el hecho de que los sistemas naturales, al ser mucho más diversos, ofrecen mejores recursos de supervivencia para un amplio abanico de artrópodos y organismos del suelo. “A grandes rasgos, creemos que esta diferencia se debe a que una plantación es un sistema más homogéneo con menor cantidad de recursos a ofrecer a los artrópodos (de alimentos, de refugio y otros), y eso se expresa en la cantidad de organismos que pueden vivir ahí. Además, en las plantaciones se modifican muchas otras condiciones ambientales: hay menos luz, hay un cambio en el uso del suelo, la materia orgánica es diferente que la natural, hay poca diversidad de especies vegetales. Si bien el aumento proporcional de la cantidad de artrópodos fue mayor en la plantación que en la vegetación natural, contrario a lo que esperábamos, a la par hubo una disminución en su variedad. Es decir que, en la parcela sembrada, la ceniza produjo un aumento en la cantidad de artrópodos y a la vez una pérdida de diversidad.”
La descomposición como indicador de resistencia
En el trabajo de intensificación de Berenstecher, también dirigido por Austin, se estudió el efecto de las cenizas sobre los microorganismos del suelo, enfocándose en su actividad como descomponedores de materia orgánica. Tal y como lo supuso Gangi en su investigación, Berenstecher también planteó un panorama adverso para los organismos del suelo luego de la caída de cenizas, en el ecosistema natural y más aún en el modificado por el ser humano: la hipótesis era que la descomposición disminuiría notablemente. Y, al igual que su colega, se llevó una sorpresa.
“Nosotras estudiamos cómo el proceso de descomposición de hojarasca había sido afectado por las cenizas. Para eso medimos la actividad enzimática, que es una forma de ver cuán activos están los microorganismos, y también medimos la biomasa microbiana. Todas estas eran mediciones que teníamos antes de las cenizas, por lo que pudimos comparar ambas situaciones y nos encontramos con que la actividad de los organismos analizados en la broza (esto es, la materia orgánica que está sobre la superficie del suelo) había sido fuertemente estimulada. No era lo que esperábamos encontrar”, comentó Berenstecher.
La explicación de esta estimulación tan intensa involucra muchas causas, como el aumento de la humedad (las cenizas tienen gran capacidad de absorción de agua) o con el hecho de que la broza quedó enterrada. Pero, en comparación con registros obtenidos de broza en condiciones de entierro y alta humedad pero sin ceniza, el aumento de la descomposición en presencia de cenizas seguía siendo mucho mayor. Esto implica, entonces, que hay un factor propio de la ceniza que estimula la actividad microbiana.
Otra de las sorpresas que surgieron de este estudio fue que la parcela de vegetación natural y la parcela forestada tuvieron efectos post-ceniza muy similares. Berenstecher estimó que el área modificada sufriría un impacto mucho más adverso que el natural, sin embargo, no fue así. Si bien no hay respuestas claras acerca de este resultado, Austin en principio le atribuye esto al hecho de que el evento fue tan amplio que superó cualquier diferencia entre el sistema natural y el forestado. Pero la pregunta sigue abierta.
Disturbios naturales vs. disturbios humanos
Los trabajos de intensificación de Gangi y Berenstecher arrojaron resultados inesperados para las investigadoras. Las hipótesis que manejan son todavía muy preliminares. ¿Cuál fue la causa de este efecto de estimulación de las cenizas sobre los organismos del suelo y el aumento de su abundancia? Según las investigadoras, los ecosistemas serían mucho más resistentes y resilientes que lo que podríamos imaginar frente a disturbios naturales de gran escala.
En palabras de Austin: “Los resultados nos sorprendieron mucho. Nosotras efectivamente esperábamos que este evento, que visualmente era tan importante, iba a tener efectos igualmente importantes sobre los procesos del suelo, y los tuvo, pero casi todos fueron positivos. Al final de cuentas, estos disturbios naturales que parecen tan inmensos finalmente tienen un impacto mucho menor que el que tenemos los seres humanos sobre las áreas que modificamos. Y eso nos lleva a poner las cosas en perspectiva. El cambio en el uso del suelo, la conversión de los ecosistemas, la implantación de especies, tienen un impacto mucho mayor en cuanto a todas las variables que nosotras estudiamos.”
Además, la investigadora destacó el valor del trabajo en grupo de manera interdisciplinaria: “Realmente es una manera de entender mejor la ecología de los ecosistemas y el impacto humano sobre ellos”, dijo, y destacó el hecho de que dos trabajos de tesis hayan derivado en una publicación cientifica y que puedan tener impacto más allá de sus carreras de grado, como un incentivo para otros estudiantes. (Prensa: FAUBA)
