CULTURA|CIENCIA
El problema es uno de los temas del libro recientemente aparecido, “El cambio climático y la biología funcional de los organismos”, editado por Francisco Bozinovic y Lohengrin Cavieres de la Universidad Católica, que reúne el trabajo de destacados investigadores en el área de la biología funcional aplicada al actual proceso de calentamiento global. Entre las enfermedades reemergentes destacan la tuberculosis y la malaria, la extensión del dengue, el resurgimiento de la plaga del cólera y las enfermedades transmitidas por garrapatas. Por otra parte, entre las enfermedades emergentes se encuentran por ejemplo los virus Marburg –que causa una enfermedad hemorrágica severa–, el famoso ébola, el síndrome pulmonar por hantavirus (HCP) y la cepa de E. coli O157-H7, entre otros.
El cambio climático es un problema global con impacto tanto sobre la biodiversidad del planeta como sobre la humana. El incremento en la temperatura promedio y de la variabilidad en la misma, contribuye a cambios en los patrones climáticos en todo el globo, incluidas las enfermedades.
Este es uno de los temas de un nuevo libro, ya disponible, editado por los investigadores Francisco Bozinovic (Departamento de Ecología y Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad, CAPES, UC) y Lohengrin Cavieres (Instituto de Ecología y Biodiversidad, IEB) y publicado recientemente por Ediciones UC, que da luces sobre cómo el cambio climático impacta en la función normal y patológica de los organismos, incluidos los humanos, recurriendo para ello a una de las disciplinas de la biología dedicada a investigar estos fenómenos: la biología funcional.
La biología funcional estudia los fenómenos biológicos en sus distintos niveles de organización –desde moléculas a organismos complejos e integrados– y se plantea, reseñan sus editores, al menos dos tipos de preguntas: ¿cómo operan los organismos en interacción con su ambiente? y ¿cuáles son los procesos evolutivos que dan origen a una función?
Para responderlas en el contexto del actual escenario climático, el libro reunió a destacados investigadores especialistas en el área, quienes abordaron, desde distintas perspectivas, los mecanismos que explican los efectos biológicos del cambio climático sobre los organismos.
Entre sus temas, se incluyen los cambios en la ecofisiología de las plantas vasculares antárticas como respuesta al cambio climático; la influencia del clima sobre el aumento de plagas e insectos nocivos; la sobrevivencia de las plantas de alta montaña en un mundo cada vez más cálido, y la emergencia de nuevas enfermedades zoonóticas nacidas en el nuevo panorama de cambio global.
Francisco Bozinovic.
Tal como señala el científico Mauricio Canals en el libro, hay una relación clara entre la salud animal y humana y el ambiente global. Los aspectos como cambio climático, pérdida de suelos, escasez agua y pérdida de la biodiversidad y la función ecosistémica, son factores determinantes para la salud humana.
Así, el cambio climático ha producido un cambio en la prevalencia y aparición de nuevas enfermedades infecciosas, muchas de ellas transmitidas por insectos que se alimentan de sangre, ya que puede alterar los patrones espaciales y temporales del reservorio y de la transmisión de enfermedades, como indican muchos investigadores, entre ellos, Canals y Bozinovic.
De allí que se llama enfermedades reemergentes a aquellas enfermedades que existían previamente –que estaban controladas o eliminadas, pero que reaparecen o aumentan su prevalencia en un espacio geográfico categórico del planeta; y se denomina enfermedades emergentes a aquellas que son nuevas, de identificación reciente gracias a los avances tecnológicos o que han aparecido por primera vez en una localidad de la población humana y con un aumento rápido.
Por ejemplo, entre las enfermedades reemergentes destacan la tuberculosis y la malaria, la extensión del dengue, el resurgimiento de la plaga del cólera y las enfermedades transmitidas por garrapatas. Por otra parte, entre las enfermedades emergentes se encuentran por ejemplo los virus Marburg –que causa una enfermedad hemorrágica severa–, el famoso ébola, el síndrome pulmonar por hantavirus (HCP) y la cepa de E. coli O157-H7, entre otros.
La mayoría de estas enfermedades son zoonóticas –es decir, enfermedades infecciosas que se transmiten de forma natural de los animales a los seres humanos–, donde el factor más importante es la caída de la barrera que existe entre especies y que es gatillada por el cambio en las condiciones climáticas. Por ejemplo, los brotes del virus del ébola podrían aumentar bajo una serie de potenciales escenarios vinculados al cambio climático. Es lo que señala un estudio reciente de David Redding y Kate Jones.
Según este, muchos factores influyen en las zoonosis, como la distribución y la salud de los animales portadores, las tasas de contacto entre humanos y esos animales, y las estrategias de intervención de enfermedades.
Según Canals, actualmente existen condiciones que hacen cada vez más frecuente el traspaso de enfermedades desde los animales al ser humano, las que se deberían al cambio climático global.
La emergencia y reemergencia de enfermedades es un problema mundial que afecta también a nuestro país. El aumento de la población humana y sus actividades y el cambio climático son factores determinantes de esta emergencia.
Chile no está ajeno a esta tendencia, como lo comprueba la aparición de fiebre Q y la fiebre de los matorrales. En el caso de las enfermedades transmitidas por insectos, nuestro país tiene una situación privilegiada en Sudamérica, con relativamente pocas enfermedades transmitidas por vectores. Sin embargo, aunque las enfermedades son pocas, hay vectores potenciales que son afectados por el cambio climático, por lo que la emergencia de este cambio ambiental podría modificar este escenario.
La actual crisis climática, caracterizada por el aumento progresivo de las temperaturas a nivel mundial, no solo supone la pérdida masiva de una enorme variedad de especies alrededor del planeta, sino que también afecta, con igual intensidad, a otro tipo de biodiversidad, algo menos conocida: la gran multiplicidad de funciones que presentan los seres vivos en las distintas interacciones con sus ambientes.
El libro nació a partir de una invitación de los editores a distintos colegas de Chile y Sudamérica que trabajan actualmente en el área de la biología funcional (esto es, el estudio de las respuestas actuales y futuras de los organismos a su ambiente), específicamente asociada al fenómeno de cambio climático.
«Pensábamos, y pensamos, que era fundamental incorporar información biológica básica en los modelos ecológicos y sociales que se trabajan hoy en día, de modo de mejorar las predicciones de las respuestas potenciales de los sistemas vivos al cambio global, y proporcionar herramientas para apoyar las decisiones de gestión. Sin ese conocimiento, podemos quedarnos con asociaciones simples y/o erradas», señala Bozinovic.
¿De qué forma este conocimiento permite predecir de mejor forma dichas respuestas?
«El conocimiento biológico básico puede aportar a una amplia gama de aplicaciones, como el control o erradicación de especies invasoras y pestes; el refinamiento de estrategias de producción; el manejo de recursos para minimizar impactos, y la evaluación de planes de conservación y restauración en un mundo que está cambiando muy rápido», responde el científico.
En este contexto, en el libro se analizan diferentes tipos de organismos y ambientes en al menos cuatro puntos: la respuesta fisiológica a la exposición al cambio climático; la sensibilidad de los organismos frente al cambio climático; la habilidad potencial para recuperarse frente al cambio; y el potencial de adaptación genética al cambio.
«El cambio per se no es un problema para los organismos, el problema es la rapidez del cambio», advierte.
Para estudiar en la actualidad los efectos del cambio climático sobre la biología funcional de los organismos se utilizan diferentes métodos de laboratorio y campo.
«Se registran variables fisiológicas a nivel de organismos completos y también se utilizan técnicas de biología molecular. Es decir, los biólogos funcionales se mueven entre diferentes niveles de organización biológica usando todas las herramientas disponibles que les permitan contestar las preguntas de su interés», explica.
Esta aproximación, también conocida como Biología Integrativa, reúne una diversidad de disciplinas que se complementan entre sí para desentrañar las complejidades de la biología. Incorpora diferentes ciencias y trabaja con distintos taxones, abarcando niveles de integración biológica que van desde las moléculas a los ecosistemas.
Hay algunos organismos que pueden estar más expuestos a los cambios drásticos que trae consigo la crisis climática, aunque hay efectos directos e indirectos del cambio climático sobre todos organismos.
«Sin embargo, en concreto, los organismos ectotermos como las plantas, los peces, los insectos, los microorganismos, etc., que dependen de fuentes externas para la obtención de calor y regulación de la temperatura corporal, son particularmente vulnerables al cambio climático, y están expuestos a los efectos de aumentos en temperaturas promedio y a la variabilidad impredecible de temperatura de su hábitat», advierte.
Hay diversos factores que determinan la capacidad de adaptación de un organismo a los cambios en sus ambientes.
«La adaptación se puede definir como un proceso y como un producto. El proceso de adaptarse está relacionado con cambios genéticos», precisa Bozinovic.
En términos fisiológicos, la palabra adaptación se usa para describir el ajuste del fenotipo de un organismo a su ambiente (por ejemplo, el cambio climático) o aclimatación. Sin embargo, esto no es adaptación en sentido estricto.
«Evolutivamente, se dice que una especie está adaptada a un ambiente sí, y solo sí, ese ambiente ha generado fuerzas selectivas que han afectado genéticamente a sus ancestros, dotándoles de rasgos que benefician la sobrevivencia y reproducción en un ambiente particular», detalla.
Para Bozinovic, el objetivo último del libro es enfatizar la importancia de integrar el conocimiento fisiológico en los modelos ecológicos para predecir con mayor exactitud los impactos de los cambios globales sobre los organismos, la biodiversidad, la salud pública y las políticas sociales.
“En Chile la investigación fisiológica vinculada a dar respuestas a las incógnitas que proyecta el cambio climático lleva algunas décadas. El libro actúa como un sumario de todo este trabajo, con ejemplos particulares en Chile», destaca.
«Esperamos que sirva de motivación para que otros grupos de trabajos llenen los vacíos en la emergente ciencia del cambio global, que aún no incorpora plenamente los mecanismos que explican la sensibilidad, la resiliencia y el potencial de adaptación al cambio climático de especies nativas y cultivadas, ni de las poblaciones humanas enfrentadas a diferentes escenarios globales”, concluye.
El cambio climático y la biología funcional de los organismos ya se encuentra disponible en el sitio web de Ediciones UC, tanto en su formato físico como electrónico.
