En ecología, la complejidad de la vida ha sido siempre de gran interés, pero enorme misterio. Hoy en día estamos en tiempos donde ideas que intentan entender el por qué de la complejidad de la vida abundan: teorías de redes, sistemas adaptativos complejos, panarquía, ecosistemas interconectados, autorregulados y caóticos, entre tantos otros marcos científicos. Estos proponen visiones holísticas de la naturaleza que buscan llevarnos un paso más allá para entender las maravillosas y caóticas dinámicas naturales, tan sofisticadas y delicadas. Personalmente, y siendo un convencido de esa fascinante complejidad natural, mucha de esta teoría profunda de ecología me suele resultar dificilísima de visualizar; no logro completamente percibirla, y así quedo tranquilamente condenado a tan solo maravillarme energéticamente con la belleza del bosque, y ese monumental árbol abuelo que suele sostener a tantos otros.

 Comienzo con esta pequeña reflexión, para trasladarme a una instancia de arduo trabajo de campo realizado el verano del 2016. Fue una experiencia en donde se me juntaron las dos partes del cuadro: la metódica, profunda y transversal ciencia con eso mágico e instintivo de la naturaleza. En esta instancia pudimos observar y registrar cadenas entrelazadas, esas partes específicas del sistema que resuenan en todas las otras.

(c) Gabriel Orrego

Nos fuimos a la locación de Bella Bella en los archipiélagos de Columbia Británica, esos que colindan con Alaska, hasta “El bosque salmón”. Hogar de osos albinos contrastados por los mil verdes. Mar de fiordos con oscilaciones tan marcadas de las mareas altas y bajas, que llegan a cambiar por completo el paisaje y sus colores.

 Cada otoño temprano, cuando la actividad ecosistémica pareciera ir apagándose, inmensurables corridas de salmones vuelven a sus esteros natales, al “bosque salmón”. Lo sorprendente es la consecuencia de esto: desde el mar, a los fiordos, a los ríos, a los esteros, este flujo marino nutre los bosques. El cuerpo del salmón llega a integrarse al suelo del bosque, cambiando su química para cumplir un rol crucial en el óptimo funcionamiento y sobrevivencia de ese verde esplendor. Con los científicos Allen Larocque, Huamani Orrego y Suzanne Simard nos fuimos a estudiar cómo esos salmones llenos de mar llegan al bosque en boca de osos, lobos, y águilas, se funden en el suelo y se distribuyen a través de la red de micorrizas para así, nutrir los inmensos árboles con elementos esenciales provenientes desde el lejano fondo marino. De esta forma, el salmón actúa como un animal conector de ecosistemas marinos y terrestres.

(c) Gabriel Orrego

Del océano al bosque: dinámicas entre ecosistemas del bosque salmón

En estas regiones del mundo aparecen cinco especies de salmones. Todas nacen en agua dulce y luego bajan por los cursos hacia el Océano Pacífico, en donde pasan la mayoría de sus vidas adultas. Muy alejados y dispersos en el inmenso mar, les nace de pronto una fuerza instintiva imparable por reproducirse y les urge la necesidad de terminar sus vidas en aguas dulces. Suben decididos a su río o estero natal, a desovar su descendencia para luego morir e integrarse al bosque1.

Es de lo mas increíble y misterioso que estos animales sean capaces de encontrar el estero en donde nacieron, luego de vivir tan lejos, a miles de kilómetros en el inmenso Océano Pacífico. Parecidos a las tortugas y las ballenas, de las que se dice que miran las estrellas y perciben los campos magnéticos para navegar los océanos; o las mariposas monarca, que nacen en tres árboles, cruzan norte América y se juntan para formar huracanes. Se plantea que los salmones son capaces de percibir los sedimentos de sus esteros natales. Guiados por componentes que les parecen familiares en un inmenso mar, logran distinguir entre cientos de miles de cursos de agua dulce, los minerales y esencias particulares que acarrean sus esteros de origen2,3.

Esquema simple de las dinámicas del bosque salmón. (A) Llegada de salmones, (B) Consumo de peces por depredadores, (C) Descomposición restos del salmón y su absorción por las plantas (D) Crecimiento del bosque por nutrientes marinos, (E) enriquecimiento de los esteros por materia orgánica de los bosques.

Las corridas de salmones son a magnitud de millones4. Estamos hablando de toneladas de peces, altos en grasa y proteínas que se transforman en crucial alimento directo para mamíferos, aves, anfibios, artrópodos, entre otros organismos del bosque. Al menos 117 especies contabilizadas, pero muchas otras más indirectamente5, como por ejemplo hongos y plantas. El cuerpo del salmón es transportado por animales hacia el interior del bosque, donde sus restos ricos en nitrógenos llegan a quemar el musgo. La descomposición da paso y, simplificados, infiltran los nutrientes. En esos suelos orgánicos de bosques dominan de forma ubicua las ectomicorrizas, capaces no solo de asociarse simbióticamente con los árboles, sino que también de actuar como saprobios (descomponedores de materia orgánica). Así, algunos elementos limitantes provenientes del mar trasportados por el salmón son extensa y eficientemente distribuidos por la red de micorrizas hasta herbáceas, arbustos y árboles lejanos.

En esta investigación nos tocó subir por los esteros, buscando encontrar los caminos de osos para llegar a muestrear el suelo de sus camas en donde se comen el salmón.

Se detalla cómo el nitrógeno contenido en los restos del cuerpo del salmón llega a quemar las plantas del suelo de los bosques (c) Gabriel Orrego

A pesar de la abundancia de vida de estos bosques, estos ecosistemas son relativamente nuevos. Hace menos de 10 mil años los hielos cubrían toda superficie de estos territorios. Esto quiere decir que esos suelos de origen glacial son relativamente jóvenes, bastantes superficiales y casi netamente orgánicos. Por lo tanto, algunos de los minerales cruciales para el buen funcionamiento de las plantas y del resto del ecosistema son limitantes en estos suelos. Así, los salmones importan minerales limitantes activamente desde el mar, y fertilizan con lo necesario para que se mantenga sano este sistema.

El árbol mas grande e imponente de estos bosques es el Sitka spruce (Picea sitchesis), con ejemplares que alcanzan hasta 90 metros de altura. Se ha medido que el nitrógeno que contiene uno de estos grandes individuos está compuesto de hasta un 24% de origen marino6. Estas magnitudes son tan significativas que pone en evidencia el efecto clave que las corridas de salmones tienen sobre el buen funcionamiento de estos bosques.

Un bosque sano a su vez retroalimenta el desarrollo óptimo de los salmones, pues afecta positivamente la calidad del estero al proveerle suficiente sombra, sedimentos, filtración de nutrientes y componente estructurales como troncos caídos. Así, los salmones obtienen las condiciones óptimas para desovar y para el desarrollo de las siguientes generaciones; mientras que el bosque cuenta con la crucial importación anual de nutrientes marinos.

(c) Gabriel Orrego

Cómo el bosque nos revela los procesos

 Para medir las magnitudes de nutrientes que aportan los salmones al bosque, se utilizan las propiedades de los isótopos estables, elementos naturales que tienen diferente número de neutrones que los hacen más pesados o livianos que otros análogos. El isótopo de nitrógeno 15 (N15) abunda en el mar en comparación con los bosques; por lo tanto, éste puede ser rastreado en alta resolución, siguiendo su camino desde: el cuerpo del salmón, a través de sus depredadores terrestre, en el micelio de un hongo del bosque y hasta en la hoja de la punta del árbol más alto7. Todos los componentes del bosque que de alguna forma reciben nitrógeno marino muestran una firma isotópica enriquecida en N15 que es distinguible. Además, el N15, al ser mas pesado que el N14, se va quedando acumulado secuencialmente en los distintos componentes ecosistémicos. Así, por ejemplo, la diferencia entre N15 del hongo (que está más enriquecido en N15) y la planta (más empobrecida), nos permite estimar qué porcentaje del nitrógeno del árbol ha sido traspasado a través del hongo micorrízico8. Los isótopos estables son una técnica muy valiosa con una infinidad de aplicaciones y particularmente en ecología, permiten visualizar procesos imperceptibles a nuestros ojos

Los árboles de estos bosques primarios pueden vivir cientos hasta miles de años, por lo tanto, estos seres son testigos inter-generacionales del territorio. La dendrocronología (del griego dendro: árbol, jrónos: tiempo, lógos: estudio) nos permite reconstruir tal historia. Esta ciencia estudia los anillos de crecimientos al interior de los troncos de los árboles. Cada anillo significa un año, y el ancho de ese anillo, casi siempre, se va a relacionar con las condiciones climáticas en donde crece este árbol. Así, individuos añosos nos permiten retroceder en el tiempo y analizar eventos del pasado que han influido en su crecimiento. Con esta información podríamos por ejemplo estimar cuál fue la temperatura promedio del sitio, el año que llegó Colon a América, o la frecuencia de incendios y erupciones volcánicas que han ocurrido en la zona.  Aterrizando la dendrocronología al “bosque salmón”, existen fascinantes investigaciones que han estado midiendo el contenido de N15 en los anillos de árboles ancianos, pudiendo estimar la magnitud de las corridas de salmón en años anteriores, de los cuales no se tienen registros. Todo ese flujo de nutrientes marino registrado en la historia de los árboles9. La dendrocronología es una técnica alucinante, que nos revela el pasado a través de los árboles ancestrales.

El bosque salmón hoy

El bosque salmón está siendo amenazado. Hay evidencia de que este intercambio de nutrientes entre sistemas ha sido altamente perturbado. Indígenas de la zona sostienen que los cedros rojos (Thuja plicata) están enfermos. Hace décadas, las pesqueras han desabastecido esos mares, transformando además el territorio. Se ha interrumpido las corridas de salmones, desencadenando entonces traumas ecosistémicos, muchos de ellos aún por descifrar. Se plantea que si se mantienen las bajas en las corridas del salmón, se originará un déficit nutritivo en el “bosque salmón”10.

El salmón es una especia clave de estos ecosistemas, con un rol crucial que retumbe substancialmente en el buen funcionamiento de los bosques milenarios. Las nuevas técnicas de investigación nos han permitidos comprender la extensión en que este flujo marino penetra y nutre los bosques, y cuantificar así el impacto que las actividades humanas actuales les acarrea. Es necesario adoptar una nueva perspectiva de la conectividad que existe entre sistemas, para así comprender que las barreras naturales no siempre se adscriben a nuestros límites visuales, y sobretodo, reformular cómo el humano da uso a los ecosistemas naturales.

 

Foto de portada: (c) Gabriel Orrego

 

Referencias

  1. Groot C, Margolis L. (1991). Pacific salmon life histories. UBC press.
  2. Dittman A, Quinn T. (1996). Homing in Pacific salmon: mechanisms and ecological basis. Journal of Experimental Biology, 199(1).
  3. Ueda H, Kaeriyama M, et al. (1998). Lacustrine Sockeye Salmon Return Straight to their Natal Area from Open Water Using Both Visual and Olfactory Cues. Chemical Senses, 23(2): 207–212.
  4. Quinn TP. (2018). The behavior and ecology of Pacific salmon and trout. University of Washington press.
  5. McAllister I. (2014). Great Bear Wild: Dispatches from a Northern Rainforest. Greystone Books.
  6. Reimchen TE, Fox CH. (2013). Fine-Scale Spatiotemporal Influences of Salmon on Growth and Nitrogen Signatures of Sitka Spruce Tree Rings. BMC Ecology 13 (1): 1–13.
  7. Hocking MD, Reimchen TE. (2002). Salmon-Derived Nitrogen in Terrestrial Invertebrates from Coniferous Forests of the Pacific Northwest. BMC ecology, 2(1): 4.
  8. Hobbie EA, Högberg P. (2012). Nitrogen Isotopes Link Mycorrhizal Fungi and Plants to Nitrogen Dynamics. New Phytologist 196 (2): 367–82.
  9. Gregory‐Eaves I, Smol JP, et al. (2003). Diatoms and sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) population dynamics: Reconstructions of salmon-derived nutrients over the past 2,200 years in two lakes from Kodiak Island, Alaska. Journal of Paleolimnology, 30(1): 35–53.
  10. Gresh T, Lichatowich J, Schoonmaker P. (2000). An Estimation of Historic and Current Levels of Salmon Production in the Northeast Pacific Ecosystem: Evidence of a Nutrient Deficit in the Freshwater Systems of the Pacific Northwest. Fisheries, 25(1): 15–21.

 

 

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