Los seres humanos están familiarizados con la idea de eventos extremos. Los meteorólogos nos mantienen actualizados sobre los huracanes, inundaciones y altas temperaturas. Los economistas observan el mercado de valores en busca de señales de desplomes o repuntes. Pasamos mucho tiempo tratando de predecir mejor estos eventos, sin embargo, a menudo se sorprenden cuando ocurren.

Pero, dice un nuevo estudio en la revista Limnología y Oceanografía Letras, cuando se trata de los extremos de la biología, no es suficiente esperar lo inesperado. También debemos estar preparados para lo sin precedentes.

Más de tres décadas de datos sobre lo físico, Las variables químicas y biológicas en 11 lagos del medio oeste muestran que, si bien las temperaturas de los lagos y las concentraciones de nutrientes aumentan dentro de los rangos relativamente esperados, los organismos biológicos alcanzan altos extremos de población. Los hallazgos desafían las ideas preconcebidas sobre cómo se ve una distribución "normal" de promedios y extremos.

"No se ha prestado mucha atención a las fluctuaciones extremas en las series de tiempo biológicas, "dice el autor principal del artículo, Ryan Batt, quien realizó el estudio como estudiante de posgrado en el Centro de Limnología de UW-Madison. "Tendemos a pensar en estas cosas que causan una gran angustia en las poblaciones humanas, como desastres naturales o colapsos financieros. Quería saber cómo se comparaba la biología, pero no esperaba que fuera tan extremo ".

Batt, ahora investigador postdoctoral en la Universidad de Rutgers, aprovechó décadas de datos recopilados por el sitio de Investigación Ecológica a Largo Plazo (LTER) de la National Science Foundation en Wisconsin. Desde 1981, El proyecto LTER de North Temperate Lakes ha medido de forma rutinaria todo, desde la temperatura del agua hasta las concentraciones de nutrientes y las poblaciones de peces en 11 lagos de Wisconsin. Eso sumaba datos sobre 595 variables diferentes durante 30 años, Batt dice.

Los datos muestran que las poblaciones de plantas, Los peces y el plancton que viven en los lagos de estudio llegan a tales extremos que en otros tipos de conjuntos de datos, los números parecerían valores atípicos. Por ejemplo, considere la altura humana.

"Si viste a alguien caminando que medía 14 pies de altura, eso sería una locura, "dice Batt." Incluso un solo pie de altura hace una gran diferencia en términos de ser un valor atípico de lo que consideraríamos 'normal' ".

Sin embargo, en el conjunto de datos, tales extremos fueron más frecuentes de lo que esperaban los investigadores.

"Mi intuición era que la biología tendría menos extremos, "dice Steve Carpenter, director del UW-Madison Center for Limnology y coautor del estudio. "Pero se establecieron nuevos récords todo el tiempo".

Pescadores en Madison, Lago Mendota de Wisconsin, parte de LTER, puede haber experimentado estos extremos de primera mano. En los 30 años que los investigadores han registrado poblaciones de peces, una tasa de captura media del popular y sabroso panfish, agallas azules eran unos cinco peces por hora de pesca. Pero, en 1983 y nuevamente en 2004, esa tasa de captura fue de más de 30 por hora.

El cercano lago Monona muestra un potencial similar de extremos. Desde 1995 hasta principios de la década de 2000, Las poblaciones de agallas azules fluctuaron entre aproximadamente 200, 000 y 300, 000 peces. Luego, en 2002, ese número se disparó a un nuevo extremo de 500, 000, casi duplicando la marca alta anterior. Solo tres años después de eso, alcanzó un máximo de aproximadamente 800, 000 peces.

Batt eligió centrarse en "auges, no caídas" porque era más interesante y un poco contradictorio. "Siempre consideramos que la biología tiene que lidiar con eventos extremos en el medio ambiente, como si hubiera una ola de calor y murieron un montón de peces o hubo una ola de frío y murieron un montón de peces, ", dice." Tendemos a pensar siempre que el medio ambiente tiene extremos que son letales. Lo que quería saber es ¿Qué es posible más allá de lo que puedo imaginar? "

Decir que la respuesta sorprendió a los investigadores puede que sea demasiado suave.

Ver tales extremos en los datos físicos y químicos de los lagos requiere esperar mucho tiempo y recopilar volúmenes de datos antes de que se establezcan nuevos récords. y esos registros no eran típicamente muy impactantes. Con los datos biológicos, Carpenter dice que los investigadores no tuvieron que esperar mucho, y lo que sí observaron les hizo pensar:"'Vaya, eso es más perca amarilla que nunca antes vimos. Por mucho " él añade.

En el informe, los autores proponen un mecanismo que puede estar impulsando este fenómeno. Quizás, ellos sugieren, los organismos están preparados para aprovechar las buenas condiciones, amplificando cosas como temperaturas óptimas o un aumento en los nutrientes disponibles. Los años con golpes menos extremos en las condiciones ambientales pueden corresponder con auges sin precedentes en las poblaciones de peces o algas, aunque los investigadores aún tienen que probar esto.

Si es así, dice Carpenter, sugiere que los ecologistas deberían pensar más en las causas ecológicas de los extremos, mientras que los administradores de recursos deberían "esperar extremos en biología tal vez más de lo que nuestra intuición nos haría pensar".

De hecho, como la actividad humana impacta todo tipo de variables ambientales, del cambio climático, a la pérdida de hábitat, a la contaminación por nutrientes, debemos prepararnos para una alta variabilidad en lo que esos cambios significan para las plantas y animales que llaman hogar a esos ecosistemas, dicen los investigadores. Sin embargo, con el tipo de variabilidad que descubrió el estudio, Carpenter dice:resulta difícil decidir cuáles podrían ser los niveles y límites de población "normales".

"Necesitamos estar preparados para ver nuevos registros, "dice Carpenter.