Cuando el biólogo Juan Pedro González-Varo pasea por el bosque de Garrapilos, a unos kilómetros de Jerez de la Frontera, puede ver la red de interconexiones entre los árboles y las aves que los sobrevuelan y dispersan sus semillas por el paisaje. Pero no es una exageración ni una licencia poética. Este investigador de 42 años y su equipo de la Universidad de Cádiz han conseguido identificar qué especies concretas comen las semillas de los árboles, cómo se desplazan y en qué lugar exacto las expulsan tras digerir la pulpa de sus frutos, colaborando así a su dispersión. En otras palabras, han conseguido por primera vez radiografiar cómo se expande un bosque.

Para reconstruir estas redes de interacción planta-ave tradicionalmente se utilizaban dos sistemas: los ecólogos se apostaban durante horas delante de una planta para anotar qué tipo de pájaros comían sus frutos o bien contaban las semillas que los pájaros anillados expulsaban al ser capturados por redes de niebla y trataban de asociar unas con otras. Pero en los últimos años las herramientas biomoleculares y de geoposionamiento han permitido a algunos investigadores ir más allá. Así, en un trabajo realizado en 2017, González-Varo y el reconocido biólogo Pedro Jordano cruzaron el análisis del ADN de las semillas y las aves con el de los árboles de Garrapilos y obtuvieron datos valiosísimos sobre estas relaciones. 

Mediante el análisis de ADN obtienen dos datos valiosos: qué pájaro ha eyectado la semilla y a qué árbol pertenece

La estrategia consistió en colocar trampas en varios puntos dentro y fuera del bosque para recoger semillas dispersadas por aves (defecadas o regurgitadas) y analizarlas posteriormente con dos técnicas distintas de ADN; la primera para identificar al pájaro autor de la deyección (mediante DNA barcoding” o código de barras de ADN) y la segunda para identificar también de qué árbol procedía ese fruto. “El estudio lo hicimos con el acebuche, el olivo silvestre, y a las semillas que caían en las trampas les ‘preguntábamos’ ¿quién te dispersó?”, recuerda el investigador gaditano. “Luego cogíamos el endocarpo del fruto, que contiene el ADN de la planta madre, y lo secuenciábamos para saber de qué individuo concreto procedía”. Se trataba de un trabajo laborioso porque además de sacar el perfil genético de todas las semillas recogidas tenían que genotipar todos los acebuches. “De manera que cuando encontrábamos coincidencias podíamos decir “la madre de esta semilla está más de un kilómetro en aquel punto”, pues teníamos todo el paisaje georeferenciado”.

Una vieja pregunta 

La posibilidad de conocer al detalle cómo se dispersan las especies en la naturaleza es una vieja aspiración de la biología. En 1859, el propio Charles Darwin se interrogaba en “El origen de las especies” por la capacidad de las aves para desplazar las semillas que se pegaban en sus patas en el barro e hizo varios experimentos en su invernadero para tratar de comprenderlo. “Creo que sería una circunstancia inexplicable que las aves acuáticas no transportaran las semillas de las plantas de agua dulce a grandes distancias y, en consecuencia, la variedad de estas plantas no fuera muy grande”, escribió. Unos años después, el naturalista Henry David Thoreau se hacía insistentemente la misma pregunta sobre los bosques de Concorde, en Massachusetts. “¿De dónde han salido todos estos pinos?”, se preguntaba, y especulaba con la posibilidad de que, con su actividad, los animales como las ardillas y las aves fueran los “jardineros” de aquellos paisajes. La importancia de esta cuestión la resumió aún mejor el biólogo Alfred Russel Wallace al afirmar quenunca se podría llegar a conclusiones fiables sobre cómo se produjo el estado actual del mundo orgánico “hasta que hayamos determinado con cierta precisión las leyes generales de la distribución de los seres vivos sobre la superficie de la tierra”.

Semillas de mirto en un excremento de ave | Juan P. Gonzaléz-Varo

Aunque el estudio de González-Varo se centra en los frutos carnosos, la pregunta a la que intentan responder él y su equipo es básicamente la misma que se hacían los primeros naturalistas hace doscientos años. La motivación para crear el PAISAJE lab, el grupo de trabajo en el que investigan la relación entre plantas y animales para construir los ecosistemas, se fue perfilando mientras trabajaba en su tesis sobre los “efectos de la fragmentación de hábitats en poblaciones de plantas”. “A mí me interesaba mucho saber dónde llegaban las semillas, si llegaban más bajo árboles, bajo arbustos, a espacios abiertos, a rocas... pero todo a una escala de paisaje”, explica. “Cuando hay procesos de pérdida de hábitat, deforestación, y tienes un fragmento de bosque, me interesaba más saber cuál es el potencial de ese bosque de expandirse, y entender cómo las aves pueden ayudar a regenerar áreas que hemos degradado nosotros”. 

Una curruca capirotada alimentándose de un sanguino / Una trampa de semillas | Luis Ojembarrena / Juan P. González Varo

En aquellos primeros años González-Varo pasó mucho tiempo haciendo trabajo de campo en fragmentos forestales y saliendo fuera de ellos, en lo que los ecólogos llaman “la matriz”, para ver qué viaje hacían las plantas hacia el exterior del bosque. “Y en aquellos lugares, como un descampado o el borde de una carretera, a veces te encuentras que crece una acebuche, un lentisco... Ves que de pronto hay un árbol aislado, te pones debajo y encuentras semillas”, recuerda. “Y yo me preguntaba: ¿cuáles son las aves que están contribuyendo a este proceso?”.  

Paisaje a escala global

Todos estos años de trabajo han tenido un momento particularmente brillante hace solo unas semanas, cuando González-Varo y su equipo han publicado un trabajo en la revista Nature en el que han cruzado los datos de trece redes ecológicas como la del bosque de Garrapilos (siete elaboradas por su equipo y otras seis de grupos colaboradores) para intentar comprender mejor la dinámica en la que se mueven las aves que transportan semillas. Y el resultado ha tenido un gran impacto porque indica que la mayoría de aves trasladan semillas preferentemente del norte hacia el sur, debido a los ciclos de reproducción estacionales, lo que en un contexto de cambio climático significa limitar sus opciones de “escapatoria”.  

El resultado tiene una gran relevancia a efectos de conocer mejor cómo será la adaptación de muchas especies de árboles y arbustos a un escenario de calentamiento en el que sus nichos ecológicos se irán estrechando y es especialmente importante por el peso que tienen las semillas de frutos carnosos en la dispersión de las plantas leñosas, que son las que componen los bosques templados y tropicales. “En promedio, en el bosque mediterráneo pueden superar el 40%”, explica González-Varo. “Si te das un paseo por estos bosques, encuentras acebuches, lentiscos, mirtos, labiérnagos, zarzaparrillas, espinos, aladiernos… Todas ellas son plantas de frutos carnosos”.

Semillas viajeras

Este hallazgo se produce en un contexto en el que los investigadores están multiplicando su capacidad de monitorizar los movimientos de las especies a través de GPS y otras herramientas de rastreo, obteniendo una panorámica de la vida en la Tierra que hace unas décadas ni siquiera nos atrevíamos a soñar. Desde que en 2016 el equipo de Jordi Figuerola descubriera decenas de semillas en el interior de los pájaros cazados por los halcones de Eleonora (Falco eleonorae) en Canarias, González-Varo intuyó el potencial que tenían este tipo de estudios para comprender la dispersión. “Cuando abrían las tripas de los pájaros que los halcones acumulaban en sus nidos”, asegura el investigador, “encontraron semillas y vieron que algunas no estaban ni en Fuerteventura ni en Lanzarote y que el lugar más cercano estaba a 170 kilómetros, lo que daba una idea de la capacidad de llevar estas semillas muy lejos”. 

A partir de estas pistas y estos primeros trabajos, el equipo de González-Varo ha seguido profundizando en la gran pregunta y en el intento de cartografiar con detalle las relaciones entre especies de aves y plantas. Desde hace unos meses, el equipo de PAISAJE lab está siguiendo los movimientos de un grupo de diez zorzales (Turdus philomelos) a los que colocaron equipos de transmisión GPS y están siguiendo sus migraciones. “Tenemos a uno en Rusia, otros en Bielorrusia, Polonia, Noruega y dos en Suecia”, explica el investigador, “y somos capaces de ver su rutina y sus movimientos con gran detalle. Es curioso, porque cuando llegan a su destino empiezan a moverse en un radio de 200 metros, que es su área de cría. Tenemos localizado a uno del que sabemos hasta en qué árbol de Rusia está posado, porque podemos ver el lugar con Google Maps”.

Uno de los zorzales marcados con GPS y González-Varo durante las observaciones | J.P. González-Varo

Después de cuatro meses de transmisión, los equipos de GPS están a punto de dejar de funcionar por falta de batería, pero los investigadores tienen pensado tomar datos de la migración inversa colocando geolocalizadores a otro grupo de zorzales en Alemania y ver dónde se desplazan al llegar el otoño. Paralelamente, González-Varo ha diseñado otro experimento para elaborar un modelo del tránsito de semillas. “En el Zoobotánico de Jerez estamos estudiando a otros zorzales a los que les damos de comer frutos y vemos cuánto tardan las semillas en atravesar su sistema el digestivo”, explica. “La mayor parte de las semillas son expulsadas al cabo de entre media hora y una hora, pero algunas aguantan hasta más de tres horas”. 

La revolución para conocer las interconexiones entre especies en el planeta no ha hecho más que empezar

Combinando estos datos con los movimientos del animal, los ecólogos esperan conocer mejor qué posibilidad hay de hacer dispersiones de especies a larga distancia, pues hay ejemplares que viajan muy lejos en muy pocas horas. “Entre el grupo de zorzales tenemos uno que estaba en el sur de Francia y recorrió 700 kilómetros hasta el lago Constanza en solo 24 horas”, señala González-Varo. De modo que no es disparatado pensar que pueden llevar semillas muy lejos de un lugar a otro. Sea cual sea el resultado, apunta, la revolución para conocer las interconexiones entre especies en el planeta, y la comprensión de las redes de dispersión globales, no ha hecho más que dar el pistoletazo de salida.

Referencias: Unravelling seed dispersal through fragmented landscapes: Frugivore species operate unevenly as mobile links (Molecular Ecology) | Limited potential for bird migration to disperse plants to cooler latitudes (Nature)