El reloj anual de las estaciones (invierno, primavera, verano, otoño) suele darse por sentado. Pero nuestro nuevo estudio en Nature, que utiliza un nuevo enfoque para observar los ciclos de crecimiento estacional desde satélites, demuestra que esta noción es demasiado simple.

Presentamos un retrato inédito e íntimo de los ciclos estacionales de los ecosistemas terrestres. Esto revela puntos calientes de asincronía estacional en todo el mundo: regiones donde la sincronización de los ciclos estacionales puede estar desincronizada entre ubicaciones cercanas.

Luego demostramos que estas diferencias en el tiempo pueden tener consecuencias ecológicas, evolutivas e incluso económicas sorprendentes.

Observando las estaciones desde el espacio

Las estaciones marcan el ritmo de la vida. Los seres vivos, incluidos los humanos, ajustan el ritmo de sus actividades anuales para aprovechar los recursos y las condiciones que fluctúan a lo largo del año.

El estudio de esta cronología, conocido como “fenología”, es una forma milenaria de observación humana de la naturaleza. Pero hoy en día, también podemos observar la fenología desde el espacio.

Con archivos de imágenes satelitales de décadas de antigüedad, podemos usar la informática para comprender mejor los ciclos estacionales del crecimiento de las plantas. Sin embargo, los métodos para lograrlo suelen basarse en la suposición de ciclos estacionales simples y estaciones de crecimiento diferenciadas.

Esto funciona bien en gran parte de Europa, Norteamérica y otras latitudes altas con inviernos rigurosos. Sin embargo, este método puede presentar dificultades en los trópicos y las regiones áridas. En estos casos, las estimaciones satelitales del crecimiento de las plantas pueden variar sutilmente a lo largo del año, sin temporadas de crecimiento definidas.

Patrones sorprendentes

Al aplicar un nuevo análisis a 20 años de imágenes satelitales, creamos un mapa más preciso de la cronología de los ciclos de crecimiento de las plantas en todo el mundo. Además de los patrones esperados, como el retraso de la primavera en latitudes y altitudes más altas, también observamos otros más sorprendentes.

Un patrón sorprendente se observa en las cinco regiones climáticas mediterráneas de la Tierra, donde los inviernos son suaves y húmedos y los veranos calurosos y secos. Estas incluyen California, Chile, Sudáfrica, el sur de Australia y el propio Mediterráneo.

Todas estas regiones comparten un patrón estacional de “doble pico”, previamente documentado en California, debido a que los ciclos de crecimiento forestal tienden a alcanzar su máximo aproximadamente dos meses después que en otros ecosistemas. También presentan marcadas diferencias en la cronología del crecimiento de las plantas con respecto a las tierras secas vecinas, donde las precipitaciones estivales son más frecuentes.

Detectar puntos calientes

Esta compleja combinación de patrones de actividad estacional explica un hallazgo clave de nuestro trabajo: los climas mediterráneos y sus zonas áridas vecinas son focos de actividad estacional desincronizada. En otras palabras, son regiones donde los ciclos estacionales de lugares cercanos pueden tener ritmos radicalmente diferentes.

Consideremos, por ejemplo, la marcada diferencia entre Phoenix, Arizona (que tiene cantidades similares de precipitaciones en invierno y verano) y Tucson, a sólo 160 km de distancia (donde la mayor parte de las precipitaciones proviene del monzón de verano).

Otros puntos críticos globales se encuentran principalmente en las montañas tropicales. Los intrincados patrones de estaciones desincronizadas que observamos allí podrían estar relacionados con las complejas maneras en que las montañas influyen en el flujo de aire , determinando los patrones locales de lluvia y nubosidad estacionales. Estos fenómenos aún se comprenden poco, pero podrían ser fundamentales para la distribución de las especies en estas regiones de excepcional biodiversidad .

Estacionalidad y biodiversidad

Identificar regiones globales donde los patrones estacionales están desincronizados fue la motivación original de nuestro trabajo. Y nuestro hallazgo de que se superponen con muchos de los puntos calientes de biodiversidad de la Tierra (lugares con gran cantidad de especies vegetales y animales) podría no ser una coincidencia.

En estas regiones, dado que los ciclos estacionales de crecimiento vegetal pueden estar desincronizados entre lugares cercanos, la disponibilidad estacional de recursos también podría estarlo. Esto afectaría los ciclos reproductivos estacionales de muchas especies, y las consecuencias ecológicas y evolutivas podrían ser profundas.

Una de estas consecuencias es que las poblaciones con ciclos reproductivos desincronizados tendrían menos probabilidades de cruzarse. Como resultado, se esperaría que estas poblaciones divergieran genéticamente y, con el tiempo, incluso se dividieran en especies diferentes.

Si esto le ocurriera incluso a un pequeño porcentaje de especies en un momento dado, a largo plazo estas regiones producirían grandes cantidades de biodiversidad.

De vuelta a la Tierra

Aún no sabemos si esto realmente ha estado sucediendo. Pero nuestro trabajo da los primeros pasos para averiguarlo.

Demostramos que, para una amplia gama de especies de plantas y animales, nuestro mapa basado en satélite predice marcadas diferencias sobre el terreno en el momento de la floración de las plantas y en el parentesco genético entre poblaciones cercanas.

Nuestro mapa incluso predice la compleja geografía de las cosechas de café en Colombia. Aquí, las fincas cafetaleras, separadas por un día de viaje en coche por las montañas, pueden tener ciclos reproductivos tan desincronizados como si estuvieran en un hemisferio aparte.

Comprender los patrones estacionales en el espacio y el tiempo no solo es importante para la biología evolutiva. También es fundamental para comprender la ecología del movimiento animal, las consecuencias del cambio climático para las especies y los ecosistemas, e incluso la geografía de la agricultura y otras formas de actividad humana.

¿Quieres saber más? Puedes explorar nuestros resultados con más detalle con este mapa interactivo en línea.

*Drew Terasaki Hart, ecologista, CSIRO