El reloj anual de las estaciones (invierno, primavera, verano, otoño) a menudo se toma como un hecho.
Pero Nuestro nuevo estudio en NaturalezaEl uso de un nuevo enfoque para observar los ciclos de crecimiento estacionales de los satélites, muestra que esta noción es demasiado simple.
Presentamos un retrato sin precedentes e íntimo de los ciclos estacionales de los ecosistemas terrestres de la Tierra. Esto revela “puntos críticos” de asincronía estacional en todo el mundo, regiones donde el momento de los ciclos estacionales puede no sincronizar entre los lugares cercanos.
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Luego mostramos que estas diferencias en el tiempo pueden tener consecuencias ecológicas, evolutivas e incluso económicas sorprendentes.
Viendo las estaciones desde el espacio
Las estaciones establecen el ritmo de la vida. Los seres vivos, incluidos los humanos, ajustan el momento de sus actividades anuales para explotar recursos y condiciones que fluctúan durante todo el año.
El estudio de este momento, conocido como “fenología”, es una forma antigua de observación humana de la naturaleza. Pero hoy, también podemos ver la fenología desde el espacio.
Con los archivos de imágenes satelitales de décadas, podemos usar la computación para comprender mejor los ciclos estacionales del crecimiento de las plantas. Sin embargo, los métodos para hacer esto a menudo se basan en el suposición de ciclos estacionales simples y estaciones de crecimiento distintas.
Esto funciona bien en gran parte de Europa, América del Norte y otros lugares de alta latitud con inviernos fuertes. Sin embargo, este método puede luchar en los trópicos y en las regiones áridas. Aquí, las estimaciones satelitales del crecimiento de las plantas pueden variar sutilmente durante todo el año, sin temporadas de crecimiento claras.
Patrones sorprendentes
Al aplicar un nuevo análisis a 20 años de imágenes satelitales, hicimos un mejor mapa del momento de los ciclos de crecimiento de las plantas en todo el mundo. Junto con los patrones esperados, como la primavera tardía en latitudes y altitudes más altas, también vimos más sorprendentes.
https://www.youtube.com/watch?v=n0exqvdloqw permitislfullScreen = “PENTINFULLSCREEN” FrameBorder = “0 ″>Un patrón sorprendente ocurre en las cinco regiones climáticas mediterráneas de la Tierra, donde los inviernos son suaves y húmedos y los veranos son calientes y secos. Estos 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 Californiaporque los ciclos de crecimiento forestal tienden a alcanzar su punto máximo aproximadamente dos meses después que otros ecosistemas. También muestran marcadas diferencias en el momento del crecimiento de las plantas de sus tierras secas vecinas, donde la precipitación de verano es más común.
Manchando puntos de acceso
Esta compleja combinación de patrones de actividad estacionales explica un hallazgo importante de nuestro trabajo: los climas mediterráneos y sus tierras secas vecinas son puntos calientes de actividad estacional fuera de sincronización. En otras palabras, son regiones donde los ciclos estacionales de los lugares cercanos pueden tener un momento dramáticamente diferente.
Considere, por ejemplo, el Diferencia marcada Entre Phoenix, Arizona (que tiene cantidades similares de lluvia de invierno y verano) y Tucson a solo 160 km (donde la mayoría de las lluvias provienen del monzón del verano).
Otros puntos críticos globales ocurren principalmente en montañas tropicales. Los intrincados patrones de temporadas fuera de sincronización que observamos allí pueden relacionarse con Las complejas formas en que las montañas pueden influir en el flujo de airedictando patrones locales de lluvia estacional y nubes.
Estos fenómenos aún son poco conocidos, pero pueden ser fundamentales para la distribución de especies en estas regiones de biodiversidad excepcional.
Estacionalidad y biodiversidad
Identificar regiones globales donde los patrones estacionales no están sincronizados fue la motivación original para nuestro trabajo. Y nuestro hallazgo de que se superponen con muchos de la Tierra puntos de acceso de biodiversidad – Los lugares con un gran número de especies vegetales y animales – pueden no ser una coincidencia.
En estas regiones, debido a que los ciclos estacionales de crecimiento de las plantas pueden no sincronizar entre los lugares cercanos, la disponibilidad estacional de recursos también puede no estar sincronizada. Esto afectaría los ciclos reproductivos estacionales de muchas especies, y las consecuencias ecológicas y evolutivas podrían ser profundas.
Una de esas consecuencias es que las poblaciones con ciclos reproductivos fuera de sincronización tendrían menos probabilidades de entrelazarse. Como resultado, estas poblaciones se esperaría que se divergiera genéticamentey tal vez eventualmente incluso se dividió en diferentes especies.
Si esto sucediera incluso a un pequeño porcentaje de especies en un momento dado, entonces a largo plazo, estas regiones producirían grandes cantidades de biodiversidad.
De vuelta a la tierra
Todavía no sabemos si esto realmente ha estado sucediendo. Pero nuestro trabajo da los primeros pasos para descubrirlo.
Mostramos que, para una amplia gama de especies vegetales y animales, nuestro mapa a base de satélite predice marcadas diferencias en el suelo en el momento de la floración vegetal y en la relación genética entre las poblaciones cercanas.
Nuestro mapa incluso predice la compleja geografía de café cosechas en Colombia. Aquí, las granjas de café separadas por un día en coche por las montañas pueden tener ciclos reproductivos tan sincronizados como si fueran un hemisferio separado.
Comprender los patrones estacionales en el espacio y el tiempo no es solo importante para la biología evolutiva. También es fundamental para comprender la ecología de movimiento animallas consecuencias de cambio climático para especies y ecosistemase incluso la geografía de la agricultura y otras formas de actividad humana.
¿Quieres saber más? Puede explorar nuestros resultados con más detalle con Este mapa interactivo en líneaque también incluimos a continuación.
Drew Terasaki HartEcologista, Csiro
Este artículo se republicó de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.