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EDITORIAL INVITADA
La investigación española en Ecología y
Biología en la Antártida
J. Benayas
,
A. Quesada
,
A. Barbosa 3
(1) Departamento de Ecología. Facultad de Ciencias. Cmapus de Cantoblanco. Universidad Autónoma de Madrid, 28049 Madrid, España
(2) Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Campus de Cantoblanco, Universidad Autónoma de Madrid. 28049 Madrid, España
(3) Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC), 28006 Madrid, España
Recibido el 3 de abril de 2011, aceptado el 7 de abril de 2011.
Benayas, J., Quesada, A., Barbosa, A. (2011). La investigación española en Ecología y Biología en la Antártida. Ecosistemas 20
(1):1-4.
La investigación española en la Antártida ha cumplido recientemente 24 años de vida, durante los cuales se han producido
diversos cambios en la propia concepción de la ciencia, pasándose de una ciencia eminentemente descriptiva e inductiva a
una ciencia basada fundamentalmente en el marco hipotético
-
deductivo. La investigación antártica en Ecología ha ido
acompañando a este cambio, aunque a un ritmo más lento debido al profundo desconocimiento que se tenía de aspectos tan
básicos como qué organismos ocupan ese hábitat, su abundancia o su área de distribución. Poco a poco esas primeras
incógnitas han ido desentrañándose, aunque es todavía mucho el trabajo descriptivo necesario para llegar a un conocimiento
integral de estos ecosistemas. Sin embargo ya existe una base de información suficiente para comenzar a abordar estudios
que permitan un conocimiento global del funcionamiento del ecosistema antártico. Es necesario pasar pues de estudios
dedicados a cuestiones muy limitadas a los análisis que involucren distintas escalas y niveles ecológicos. Una de las
ventajas del ecosistema antártico es su relativa simplicidad en comparación con otros ecosistemas del planeta, por lo que
lograr un buen nivel de conocimiento es una tarea absolutamente abordable. En un escenario como el actual en el que se
están produciendo grandes cambios ambientales en la Antártida y especialmente en la península Antártica caminar en esta
dirección es una cuestión crucial para el buen desarrollo de la ciencia Antártica española y para una profunda comprensión de
sus ecosistemas.
Este nivel de comprensión no se alcanzaría sin poner en conjunto la investigación antártica junto con su opuesto geográfico,
el Ártico. Uno de los aspectos más importantes sobre la ‘
nueva
’ investigación Antártica es el reconocimiento de la necesidad
de que estos estudios se conviertan en ‘bipolares’
(
Qiu, 2011). Efectivamente, ambas zonas polares han sido reconocidas
como netamente distintas desde el punto de vista biológico, ya que la historia ecológica de aislamiento y las condiciones
ambientales son obviamente distintas. Sin embargo, el estudio de procesos similares en ambas zonas polares es
complementario y permite interpretaciones globales de mucho mayor alcance. Por estas razones, y por otras de índole
político o estratégico, son pocos los ‘antárticos de toda la vida’ que no han hecho o no están pensando en trabajar en las
zonas árticas. Obviamente esta bipolaridad supone un enriquecimiento de perspectivas y en muchas ocasiones dar el salto de
la ciencia descriptiva a la ciencia deductiva.
A nivel biológico la popularización de las técnicas ‘omics’
(
proteómica, metagenómica, metabolómica, glucómica, etc) está
poniendo al alcance de la mano de científicos polares enormes cantidades de información, que de hecho ya están permitiendo
explicar aspectos cruciales en la biodiversidad de diferentes grupos biológicos (López
-
Bueno et al. 2009) o del funcionamiento
de diferentes comunidades (Varin et al. 2010). El despegue de estas técnicas está condicionado a su abaratamiento y sobre
todo al acercamiento de bioinformáticos a disciplinas de campo. Aspectos muy importantes hoy en día, que están marcados
como prioritarios en diversos programas de investigación de organismos, fundamentalmente no marinos, y relacionados con la
distribución de los (micro) organismos en los diferentes ecosistemas. Conceptos de biogeografía, abandonados durante unos
años, vuelven a estar con gran fuerza de actualidad, debido a descubrimientos recientes que muestran tasas de dispersión
Ecosistemas no se hace responsable del uso indebido de material sujeto a derecho de autor. ISSN 1697-2473. 1
Ecosistemas 20 (1): 1-4. Enero 2011.
enormemente reducidas en algunos grupos. Estas ideas están íntimamente relacionadas con el concepto de endemismo que
está en profundo debate en relación con los microorganismos. Por otra parte, los estudios de diversidad actual se tienen que
apoyar en la paleodiversidad y el concepto de refugio. La Antártida ha sufrido numerosos avances y retrocesos del hielo en los
últimos 30 millones de años (desde que se abrió el Canal de Drake), sin embargo la presencia de organismos que han sido
descritos, mediante relojes biológicos, como exclusivamente antárticos desde hace decenas de millones de años, nos obligan
a pensar en refugios vivos en momentos en que la capa de hielo cubría completamente la Antártida. Estos estudios se
relacionan también con la teoría de Snowball Earth, que propone que la Tierra en varias ocasiones ha estado completamente
cubierta de hielo, desde los trópicos a los polos (Vincent y Howard
-
Willliams, 2000). Asimismo, estos principios tienen
implicaciones con aspectos astrobiológicos que permiten pensar que exista vida bajo las capas de hielo de algunos satélites
de nuestro Sistema Solar.
Como el profesor Jerónimo López explica en su artículo (López
-
Martínez, 2011), existen una serie de programas de
investigación que pretenden dirigir a los científicos de los países miembros del Tratado Antártico hacia los aspectos de la
investigación que se contemplan como más importantes y por tanto de interés para todos. De esta manera aunque el brazo
científico del Tratado Antártico (SCAR) no financie la investigación, se promueve la coordinación y por tanto la sinergia que
aparece al unir fuerzas. Entre estos programas y dentro de la sección de Ciencias de la Vida se encuentra el programa
Evolution and Biodiversity in Antarctica
(
EBA;
www.eba.aq
) que está llegando a su fin (2013) y que ha supuesto
importantes avances en la cooperación internacional para la investigación multidisciplinar en la Antártida. Dado que la
estructura administrativa de la ciencia antártica tiene unos plazos prolongados para poder desarrollar nuevos programas y
aceptarlos, desde el año 2010 un grupo de científicos de numerosos países están colaborando en la creación de una serie de
programas de investigación que supongan el relevo del programa a extinguir EBA. Entre estos programas se encuentra AntER
(Antarctic Ecosystems Thesholds and Resilience)
y
AntEco (State fo the Antarctic Ecosystems).
AntER tiene como
objetivos, entre otros, la utilización de las nuevas herramientas ‘omics’ para dilucidar aspectos relacionados con la
adaptación, fisiología y biología de sistemas, mientras que en el segundo programa (AntEco) se establecen tres grupos de
trabajo que son Biodiversity, contemporary biogeography and colonisation, Palaeoreconstruction and evolution, y
Conservation and management. Estos grupos de trabajo incorporan a científicos de muchas nacionalidades y tienen entre
sus objetivos generar unas líneas directrices para el desarrollo de programas de investigación de calidad. Es extremadamente
interesante resaltar que por primera vez se incluyen en los programas de investigación de SCAR aspectos relacionados con la
conservación y la gestión de la Antártida. Hasta este momento la conservación y la gestión de la Antártida en el marco del
Tratado Antártico se gestionaba por los gestores de los comités polares, en muchas ocasiones con perspectivas diplomáticas
o políticas, pero raramente científicas. Sin embargo, el nuevo director del Comité de Protección Ambiental del Tratado
Antártico (Yves Frenot) advirtió a los países miembros sobre la escasez de conocimiento científico que permita una
conservación y gestión adecuadas de la Antártida. Estos nuevos programas de investigación están abiertos a todos los
científicos que quieran participar en su implementación y comenzarán su andadura en 2013.
Además es importante considerar que en el periodo comprendido entre 2007
-
2008 se celebró el Año Polar Internacional (IPY
en sus siglas en inglés, www.ipy.org) con el desarrollo de 229 proyectos internacionales, España ha participado en 33 de
ellos, de los cuales 19 eran financiados por España. Nueve de estos proyectos se realizaron en instalaciones antárticas
españolas. Cinco se localizaban en el Ártico, 10 en la Antártida, 3 de ellos eran bipolares y 1 subpolar. La mayoría de estas
investigaciones se centran en analizar aspectos físicos y geomorfológicos de procesos glaciares, evolución climática, agujero
de la capa de ozono, fondos marinos, cambio climático o presencia de contaminantes orgánicos. Solo tres de estos
proyectos se centran en el estudio de comunidades biológicas de pingüinos (A. Barbosa), plantas (L. Sancho), lagos (A.
Quesada) y dos en comunidades marinas (C. Duarte y E. Isla)
En este monográfico hemos querido invitar a los investigadores que han liderado alguno de estos proyectos biológicos para
que pudieran difundir los resultados de sus investigaciones. También se ha invitado a participar a otros equipos que en la
actualidad tienen proyectos activos en este campo. Por este motivo los artículos que os invitamos a leer son una
representación bastante completa de la contribución que España está realizando en los últimos años a la investigación
antártica.
El primer artículo de Jerónimo López (López
-
Martínez, 2011), presidente del SCAR España y con una amplia trayectoria en
investigación antártica, se centra en destacar la función que desempeña el Scientific Committee on Antarctic Research
(SCAR) en promover la cooperación internacional para la investigación antártica y el papel desempeñado por España en este
organismo. También identifica las tendencias futuras y prioridades de investigación para los próximos años.
Los artículos de Velázquez y Quesada (2011) y el de Rochera et al. (2011) nos introducen al mundo de los ambientes
acuáticos no marinos o semiacuáticos en las zonas polares. Las zonas polares suelen sufrir un deshielo puntual pero intenso
en los periodos estivales, y es en este deshielo cuando aparecen o se activan los ecosistemas acuáticos no marinos, lagos,
lagunas, ríos y arroyos que son muy comunes. Rochera y colaboradores nos explican en su artículo el funcionamiento tan
peculiar que tienen los lagos antárticos, ejemplificado en el Lago Limnopolar de la Península Byers (Isla Livingston). En estos
ecosistemas, en los que el animal más grande es un anostráceo de pocos milímetros de longitud, las relaciones ecológicas
Ecosistemas 20 (1). Enero 2011.
2
son cruciales, y al mismo tiempo, relativamente sencillas, lo que permite describir de manera efectiva el ecosistema. Por su
parte D. Velázquez y A. Quesada dedican su artículo a las cianobacterias que son consideradas comúnmente como los
organismos no marinos más importantes en cuanto a biomasa y distribución de toda la Antártida. Curiosamente las
cianobacterias son organismos no especialmente adaptados al frío, sin embargo su plasticidad biológica y su capacidad de
soportar las condiciones más duras las hace ser el grupo biológico dominante en los ecosistemas no marinos
Los artículos de Sancho y Pintado (2011); Pedraza (2011); Barbosa (2011), y de Ballesteros et al. (2011), nos introducen en
cuatro tipos de organismos que nos llevan a lo largo de un gradiente desde los ecosistemas terrestres en el caso de la flora
antártica a los organismos marinos como son los invertebrados bentónicos, pasando por organismos que viven a caballo entre
la tierra y el mar como es el caso de los pingüinos y las focas. En cada uno de ellos se desgranan diversos aspectos de su
biología y de cómo el cambio climático les puede estar afectando, objetivo principal de una buena parte de las investigaciones
que actualmente se llevan a cabo.
Un lugar inhóspito como la Antártida exige la vida al límite de los organismos, aquí el artículo de Leopoldo Sancho y Ana
Pintado nos presenta la diversidad de la biología y distribución de la flora antártica como bioindicadores ante el cambio
climático. Los organismos bentónicos antárticos y sus interrelaciones son objeto de estudio del grupo de Conxita Avila tal
como nos presenta el artículo de Manuel Ballesteros y col., sobre la producción de diversas sustancias de defensa química
de interés ecológico y farmacológico. Por su parte, Andrés Barbosa está estudiando los efectos del incremento de las
temperaturas en la península antártica en el estado fisiológico de tres especies de pingüinos a través de las relaciones que se
establecen entre parásitos y hospedadores y como éstos responden con su sistema inmunológico. Así mismo se estudian
como otros factores como la presencia de contaminantes, o la disponibilidad de krill a través de la ingestión de carotenos
puede influir en la respuesta inmunitaria.
Aunque la Antártida es una de las zonas de nuestro planeta menos alteradas, la histórica presencia del hombre en las
expediciones polares y las más recientes rutas turísticas y actividades científicas en las bases están dejando su huella en los
ecosistemas antárticos. El artículo de de P. Tejedo, L. Pertierra, J. Benayas y M. Boada, (Tejedo et al., 2011), realiza una
revisión de los principales impactos que la presencia humana está causando en este continente, citando las principales
investigaciones que se han realizado en cada uno de ellos. También se incluyen una serie de recomendaciones dirigidas a
minimizar y controlar estos impactos, en lo que es hoy por hoy una disciplina emergente dentro de la protección de los
ecosistemas antárticos. Finalmente, el trabajo del grupo de Susana Pedraza, con mamíferos marinos pretende contribuir al
conocimiento del estado sanitario de la fauna autóctona de fócidos y otáridos ante la continuada presencia humana en el
continente blanco que puede provocar introducción de enfermedades y alterar las poblaciones locales.
Oscar Bermúdez, Antonio Barragán y Fernando Alonso del Instituto Geológico y Minero de España, describen en su artículo
(Bermúdez et al., 2011), el papel que desempeña, así como el funcionamiento del Centro Nacional de Datos Polares. También
realizan una aproximación a la aportación que los investigadores de las Ciencias de la Vida están llevando a cabo en los
sistemas de información basados en metadatos y evalúan su contribución en el ámbito de la Ecología a través de las
publicaciones incluidas en el ISI Thomson. Concretamente señalan que el 12% de la producción científica total de la Antártida
se centra en trabajos sobre Ecología y de los cerca de 2.000 artículos publicados en el 2010 más de un 8% son realizados
con la implicación de investigadores españoles.
Referencias
Ballesteros, M., Núñez
-
Pons, L., Vázquez, J., Cristobo, F.J., Taboada, S., Figuerola, B., Avila. C. 2011. Ecología química en
el bentos antártico. Ecosistemas
20(1):54
-
68.
Barbosa, A. 2011. Efectos del cambio climático sobre pingüinos antárticos. Ecosistemas
20(1):33
-
41.
Bermúdez, O., Barragán, A., Alonso, F. 2011. La gestión de los datos polares en España: una aproximación a la contribución
de las ciencias de la vida. Ecosistemas
20(1):94
-
103.
López
-
Bueno, A., Tamames, J., Velázquez, D., Moya, A., Quesada, A., Alcamí, A. 2009. High diversity of the viral community
from an Antarctic Lake. Science
326:858
-
861.
López
-
Martínez, J. 2011. La investigación en la Antártida, el SCAR y el papel de España en el contexto internacional:
situación actual y perspectivas futuras. Ecosistemas
20(1):7
-
13.
Pedraza Díaz, S. (2011). Impacto de las actividades humanas en el estado sanitario de fócidos y otarios en la península
Antártica. Ecosistemas
20(1):87
-
93.
Ecosistemas 20 (1). Enero 2011.
3
Rochera, C., Villaescusa, J.A., Díazmazip, M.E., Gil
-
Delgado, J.A., Toro, M., Rico, E., Velázquez, D., Quesada, A.,
Camacho, A. 2011. Interacciones bióticas en lagos Antárticos. Investigaciones derivadas del proyecto LIMNOPOLAR en la
Península Byers (Antártida marítima). Ecosistemas
20(1):23
-
32.
Sancho, L.G., Pintado, A. 2011. Ecología vegetal en la Antártida. Ecosistemas
20(1):42
-
53.
Tejedo, P., Pertierra, L., Boada, M., Benayas, J. (2011). Equilibrios sobre el hielo: una breve (pero completa) revisión del
conocimiento sobre el impacto humano en la Antártida. Ecosistemas
20(1):69
-
86.
Varin, T., Lovejoy, C., Jungblut, A.D., Vincent, W.F., Corbeil, J. 2010. Metagenomic profiling of Arctic microbial mat
communities as nutrient scavenging and recycling systems.
Limnology and Oceanography
55:1901
-
1911.
Velázquez, D., Quesada, A. 2011. Las cianobacterias en ambientes polares. Ecosistemas
20(1):14
-
22.
Vincent, W.F., Howard
-
Williams, C. 2000. Life on snowball Earth. Science
287:2421
-
2421.
Qiu, J. 2011. US Science academy report calls for bipolar research.
Nature
469:145.
Ecosistemas 20 (1). Enero 2011.
4