Un nou model matemàtic desxifra les xarxes d’interacció en els ecosistemes
Investigadors de l’Institut de Física Interdisciplinària i Sistemes Complexos (IFISC, CSIC-UIB) i l’Institut Mediterrani d’Estudis Avançats (IMEDEA, CSIC-UIB) han desenvolupat un marc matemàtic que ofereix una nova perspectiva sobre les complexitats de les interaccions biòtiques. Aquest model integra diversos tipus de relacions entre espècies de plantes, animals i fongs, un avenç que pot transformar la nostra comprensió dels ecosistemes i que ha estat publicat a la prestigiosa revista Nature Communications.
Els estudis ecològics tradicionals han abordat les interaccions biòtiques de manera fragmentada, analitzant funcions específiques com la pol·linització o l’herbivorisme de forma aïllada. Però aquest enfocament sovint ignora la complexitat i els múltiples rols que les espècies exerceixen simultàniament dins d’un ecosistema. El nou model integra aquestes interaccions en un únic sistema, permetent una visió més completa i interconnectada que analitza com la biodiversitat i les funcions ecològiques es relacionen i contribueixen a la resiliència del sistema.
Ecosistemes complexos sota la lupa
Per validar aquest model, l’equip de recerca va analitzar una xarxa de més de 1.500 interaccions entre 691 espècies de plantes, animals i fongs a l’illot de na Redona, a les Illes Balears. Aquesta petita comunitat insular, per la seva simplicitat i aïllament, va permetre explorar el funcionament del model en un entorn reduït i controlat, abordant sis funcions ecològiques: pol·linització, herbivorisme, dispersió de llavors, descomposició, absorció de nutrients i patogenicitat fúngica.
L’enfocament multicapa d’aquest estudi aporta una nova dimensió a la manera en què es comprèn la interdependència de les espècies i la seva capacitat per contribuir a l’equilibri de l’ecosistema. “Comparar una espècie de planta pol·linitzada per dos animals amb una altra que interactua amb dotzenes de fongs no sempre és senzill. Però quantificar aquestes probabilitats ens permet fer comparacions més precises”, explica Sandra Hervías-Parell, investigadora de l’IMEDEA i una de les autores de l’estudi. Aquestes comparacions revelen no només les espècies més influents, sinó també les funcions clau, segons apunta Anna Traveset, també de l’IMEDEA.
Espècies clau i funcions vitals
Aquest estudi ha identificat espècies i funcions especialment importants per a la sostenibilitat de l’ecosistema, com les plantes llenyoses i el paper de la descomposició fúngica. La desaparició d’aquestes funcions podria desencadenar un efecte en cascada sobre altres organismes, provocant potencialment una sèrie d’extincions. Mar Cuevas-Blanco, investigadora de l’IFISC, subratlla que el treball convida a repensar la relació entre espècies i funcions ecològiques: “Proposem considerar les funcions ecològiques com a elements subjectes a evolució i extinció”. Aquesta idea reflecteix una aproximació més integrada a la biodiversitat i l’equilibri ecològic.
Aplicacions més enllà de l’ecologia
Aquest model matemàtic ofereix possibilitats que superen els límits de l’ecologia. En altres camps com la genètica, permet analitzar com els gens interactuen per crear diferents fenotips; en l’economia, facilita l’estudi de les interaccions comercials entre països. La comprensió de les interdependències entre funcions i espècies ofereix una nova eina per abordar els problemes complexos en múltiples disciplines.
Les properes fases d’aquesta recerca proposen expandir l’aplicació d’aquest model a altres ecosistemes, incloent-hi l’anàlisi de les seves dinàmiques espacials i temporals, una tasca que podrà aportar noves eines per a la conservació i la mitigació dels efectes del canvi climàtic sobre la biodiversitat.
FOTO: Toni Escandell.