Cuantificación de los efectos de la dinámica de la diversidad de respuestas sobre la estabilidad de los ecosistemas

Por qué esto importa para lagos reales y más allá

A medida que el clima se calienta y la contaminación transforma lagos, bosques y océanos, una pregunta urgente es si estos ecosistemas pueden mantenerse lo bastante estables como para seguir proporcionando agua limpia, alimentos y otros beneficios. Este estudio examina una idea sutil pero poderosa llamada “diversidad de respuestas”: la manera en que distintas especies reaccionan de forma diferente ante los mismos cambios —y plantea si esa variedad de respuestas puede actuar como una especie de póliza de seguros que impida que los ecosistemas enteros caigan en el caos.

Muchos modos de capear la misma tormenta

En cualquier ecosistema, las especies comparten un hábitat pero no reaccionan de forma idéntica cuando el entorno cambia. Algunos fitoplancton florecen en aguas cálidas y ricas en nutrientes; otros prosperan cuando está más frío o más pobre. Esta mezcla de sensibilidades es lo que los ecólogos llaman diversidad de respuestas. Los autores sostienen que esta diversidad es más importante para la estabilidad que simplemente contar cuántas especies hay. Las medidas tradicionales, como la riqueza de especies, dicen poco sobre si la comunidad puede resistir colectivamente olas de calor, pulsos de contaminación o patrones climáticos cambiantes. El reto ha sido pasar de esta idea atractiva a una forma práctica de medir la diversidad de respuestas en sistemas complejos y reales que están en constante cambio.

Siguiendo una comunidad lacustre a lo largo de décadas de cambio

Para abordar esto, los investigadores recurrieron a casi 50 años de datos mensuales del lago Lemán (Ginebra) en Europa. Durante ese periodo, el lago experimentó un calentamiento, así como un aumento y luego una disminución de la contaminación por fósforo. El equipo siguió decenas de tipos de fitoplancton (plantas microscópicas) y zooplancton (pequeños animales), junto con variables físicas, químicas y climáticas como la temperatura del agua, la profundidad de mezclado, los nutrientes y índices climáticos a gran escala. En lugar de suponer que las especies se comportan de forma fija, usaron un enfoque no lineal de series temporales para estimar, mes a mes, con qué intensidad cada grupo de plancton respondía a los demás grupos y a cada factor ambiental. Estas respuestas se registraron en grandes matrices que describen, en cada momento, cómo un pequeño empujón en un componente movería a los demás.

Transformar reacciones complejas en una medida de variedad

A partir de estas matrices de respuesta, los autores calcularon cuán disímiles eran las reacciones de diferentes especies ante los mismos impulsores. Si las especies tendían a reaccionar de maneras muy semejantes, la diversidad de respuestas era baja; si sus reacciones diferían mucho en magnitud o dirección, era alta. Este cálculo se repitió a lo largo del tiempo y se dividió en distintas categorías: dentro de un nivel trófico (fitoplancton respondiendo a otros fitoplancton, zooplancton a zooplancton), entre niveles tróficos (por ejemplo, fitoplancton respondiendo a zooplancton) y frente a factores ambientales como nutrientes y temperatura. El equipo también cuantificó un índice de inestabilidad para la biomasa total de fitoplancton y zooplancton, basado en la sensibilidad de la comunidad a pequeñas perturbaciones en cada instante temporal. Esto les permitió plantear una pregunta directa: cuando la diversidad de respuestas sube o baja, ¿la biomasa total se vuelve más o menos estable?

Cómo la variedad de respuestas calma las oscilaciones comunitarias

Los resultados mostraron que una mayor diversidad de respuestas dentro de cada nivel de plancton amortiguaba las oscilaciones de la biomasa total de ese grupo. Para el fitoplancton, una mayor diversidad de respuestas —especialmente la que surge de las interacciones entre distintos fitoplancton— redujo consistentemente la inestabilidad. La diversidad de respuestas del zooplancton ayudó de forma similar a estabilizar la biomasa de zooplancton. Sin embargo, la intensidad de este efecto estabilizador no fue constante. Fluctuó con las estaciones y a lo largo de las décadas, dependiendo de condiciones como la temperatura del agua, la profundidad de mezclado, las concentraciones de nutrientes y la productividad primaria. En contraste, la diversidad en cómo el plancton respondía solo a variables ambientales estuvo menos claramente vinculada a la estabilidad que la diversidad que surgía de sus interacciones mutuas, subrayando la importancia de las relaciones en la red trófica.

Qué moldea la diversidad de respuestas en un mundo cambiante

El estudio también exploró qué cambios ambientales tienden a fortalecer o debilitar la propia diversidad de respuestas. Por ejemplo, el aumento de fósforo a menudo incrementó la diversidad de respuestas en varias categorías, lo que sugiere que el enriquecimiento por nutrientes puede ampliar el rango de maneras en que las especies reaccionan —al menos hasta cierto punto. El calentamiento y una estratificación térmica más intensa, en cambio, tendieron a erosionar la diversidad de respuestas, especialmente para el zooplancton. A lo largo de la historia del lago Lemán, marcada por contaminación y una recuperación parcial, la diversidad de respuestas del fitoplancton aumentó en general mientras que la del zooplancton disminuyó, lo que sugiere sensibilidades a largo plazo diferentes entre productores y consumidores frente al cambio impulsado por el ser humano. Estos hallazgos indican que las políticas que afectan a los nutrientes, la temperatura y el mezclado pueden alterar indirectamente la estabilidad del ecosistema al remodelar cómo las especies responden a su entorno y entre sí.

Qué implica esto para la gestión de ecosistemas

En términos sencillos, el estudio muestra que los ecosistemas son más resilientes cuando sus habitantes no reaccionan todos de la misma manera ante el estrés. Una comunidad en la que algunas especies aumentan mientras otras decaen ante una perturbación dada puede mantener su biomasa y funcionamiento relativamente estables, de modo parecido a como una cartera de inversiones diversificada suaviza las subidas y bajadas financieras. Al ofrecer una forma práctica de seguir esta diversidad de respuestas a lo largo del tiempo, el marco desarrollado aquí proporciona a los gestores una nueva herramienta para diagnosticar cuán cerca pueden estar los sistemas de perder resiliencia y para evaluar si las intervenciones —como reducir las entradas de nutrientes o adaptarse al calentamiento— están fortaleciendo o debilitando el seguro natural que aporta la biodiversidad.

Cita: Hsieh, Ch., Pan, RY., Chang, CW. et al. Quantifying the effects of response diversity dynamics on ecosystem stability. Nat Commun 17, 4090 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70192-x

Palabras clave: estabilidad del ecosistema, comunidades de plancton, biodiversidad, cambio ambiental, ecología lacustre