Un avance importante de los investigadores de la EPFL podría conducir al descubrimiento de un conjunto de leyes generales aplicables a las ciencias ambientales.

¿Existe un vínculo entre la masa corporal de una especie determinada y su abundancia? o entre el tamaño de un ecosistema y su nivel de biodiversidad? Los ecologistas a menudo encuentran que existen relaciones similares de este tipo en diferentes ecosistemas. Estas relaciones se denominan leyes de escala, y se ha demostrado que se aplican tanto en entornos marinos como terrestres y a varios tipos de organismos (por ejemplo, microorganismos, mamíferos y árboles). Pero hasta ahora no se ha establecido un vínculo claro entre estas leyes. Eso está cambiando ahora:en un estudio reciente, Los investigadores de la EPFL demostraron la existencia de patrones macroecológicos comunes exhibidos por estas leyes de escala aparentemente independientes. Estos patrones podrían incluso conducir al descubrimiento de un conjunto de leyes generales que gobiernan las ciencias ambientales. El estudio fue publicado recientemente en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ).

Los investigadores comenzaron probando su hipótesis en tres conjuntos de datos empíricos sobre bosques tropicales y comunidades de mamíferos y reptiles que viven en islas con climas similares. Usando un modelo de computadora, luego replicaron las leyes que habían observado en el campo y desarrollaron fórmulas algebraicas generales que los unen a todos. “Nuestro objetivo era racionalizar los patrones macroecológicos observados en varios ecosistemas y posicionarlos en un marco unificado del que todos derivan, "dice Silvia Zaoli". En otras palabras, queríamos encontrar su origen compartido ". Zaoli es un estudiante de doctorado en el Laboratorio de Ecohidrología de la EPFL (ECHO) y el autor principal del estudio.

Las leyes de escala describen la relación entre dos cantidades. La probabilidad de encontrar un organismo en un ecosistema, por ejemplo, disminuye con el tamaño del organismo:hay más bacterias que ballenas azules en el océano. "Las leyes de escala se definen por su exponente, "Zaoli continúa." Se utilizan en varios niveles, como para predecir cuántas especies sobrevivirán si su hábitat se reduce o para modelar la distribución de la masa corporal de las especies en una comunidad marina en relación con sus funciones ambientales. También son útiles para determinar la masa corporal más común dentro de una comunidad. así como los más pequeños y los más grandes. El marco teórico que descubrimos muestra que, incluso si el valor de cada exponente varía de un ecosistema a otro, todos los exponentes que describen un ecosistema están conectados por relaciones universales que se aplican a todos los ecosistemas. Por ejemplo, estas relaciones vinculan un aumento en el número de mamíferos, en proporción al tamaño de un ecosistema, a un aumento en la abundancia de cada especie ".

Uno de los dos revisores de PNAS dio el paso muy inusual de enviar comentarios alentadores. En un breve comentario, el revisor sitúa el trabajo de los investigadores en una perspectiva amplia, perspectiva historica. Para él, Este estudio ha encaminado a las ciencias ambientales hacia el descubrimiento de una teoría física que engloba todas las leyes observadas anteriormente. Lo compara con el catálogo de Tycho Brahe de las posiciones de las estrellas, planetas y cometas:una obra del siglo XVII que formó la base empírica de las leyes del movimiento planetario de Johannes Kepler, que a su vez sentó las bases para la ley universal de gravitación de Isaac Newton. "Es cierto que hemos trazado un rumbo en esa dirección, "dice Zaoli, "pero sabemos que tenemos un largo camino por recorrer".