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10-05-2016 : Informe

Cómo los niveles crecientes de CO2 pueden contribuir a la desaparición progresiva de las abejas

En sus investigaciones sobre los factores que se esconden tras el declive de las poblaciones de abejas, los científicos han identificado un nuevo culpable: los altísimos niveles de dióxido de carbono, que alteran la fisiología de las plantas y reducen significativamente las proteínas en fuentes importantes de polen.

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Las muestras de varas de oro silvestres cosidas en carpetas de papel de archivo se apilan desde el suelo al techo en los armarios metálicos del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian. La colección, conservada en el herbario, se remonta a 1842 y se encuentra entre los cinco millones de registros históricos de plantas de todo el mundo catalogados aquí. Los investigadores recurrieron a esta colección de varas de oro silvestres, una planta perenne muy extendida que florece en distintos lugares de Norteamérica entre el verano y el final del otoño, con el fin de estudiar las concentraciones de proteína en el polen de la planta, ya que es un alimento esencial para las abejas al final de la temporada.

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SteveBurt/Flickr

Abejas europeas libando en las flores de las varas de oro.

Las muestras más recientes se parecen mucho a las generaciones antiguas. Pero los científicos que han estudiado el contenido de polen de las varas de oro recogidas entre 1842 y 2014, cuando las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono pasaron de 280 partes por millón a 398 ppm, han descubierto que las muestras de polen más recientes contienen un 30 % menos de proteína. La mayor reducción en las proteínas se ha producido entre 1960 y 2014, coincidiendo con un brusco aumento del contenido de dióxido de carbono en la atmósfera. Un experimento de campo del mismo estudio que exponía las varas de oro a niveles de CO2 comprendidos entre 280 y 500 ppm mostró una reducción similar de las proteínas.

Más de cien estudios anteriores han mostrado que los niveles elevados de dióxido de carbono atmosférico reducen el valor nutricional de las plantas, como el trigo y el arroz. Pero el estudio de la vara de oro, que se publicó el mes pasado, ha sido el primero en examinar los efectos del contenido creciente de CO2 en la dieta de las abejas, y sus conclusiones fueron inquietantes: el efecto adverso de las concentraciones crecientes de CO2 en los niveles de proteína del polen puede ser una de las causas de la desaparición gradual de las poblaciones de abejas, ya que perjudica a la nutrición de las abejas y a su éxito reproductivo.

“El polen se está convirtiendo en comida basura para las abejas” afirma Lewis Ziska, un fisiólogo especializado en plantas del Servicio de Investigación del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) en Maryland y autor principal del estudio. El estudio concluía que la disminución de las proteínas de las plantas debidas a las concentraciones crecientes de dióxido de carbono ofrece una “prueba urgente y preocupante” de la sensibilidad al CO2 del polen y de otros componentes de las plantas.

Los niveles elevados de CO2 afectan a la fisiología de las plantas, ya que permiten a las partes con más almidones crecer más y más deprisa, dado que el dióxido de carbono atmosférico es uno de los elementos esenciales para los azúcares de las plantas. En el caso de la vara de oro, este crecimiento básicamente diluye la proteína total de la planta, en lugar de concentrarla en el grano, lo que da lugar a un polen más rico en almidón.

Entre 2006 y 2011, las pérdidas de las colonias de abejas europeas controladas por el hombre ascendieron de media a un 33 % al año en Estados Unidos.

“Sabía que se habían hecho trabajos con los insectos para determinar cómo el aumento del CO2 reduce el contenido de proteína de las hojas, con lo que los insectos tienen que comer más hojas para obtener la misma cantidad de proteína”, afirma Ziska. “Pero hasta ahora no sabíamos cómo afecta el CO2 al contenido de proteína del polen”. El estudio es una síntesis del conocimiento sobre lo que está sucediendo con las abejas y el impacto del CO2 en la calidad de las plantas, y combina esas dos ideas dispares.

Las poblaciones de abejas se están viendo amenazadas por nuevas —y crecientes—presiones. Entre 2006 y 2011, las pérdidas anuales de las colonias de abejas europeas controladas por el hombre ascendieron de media a un 33 % al año en Estados Unidos, según el USDA. Los apicultores han tenido que reemplazar el 50 % de sus colonias en los últimos años. Factores como la multiplicación de los ácaros y el uso de pesticidas neonicotinoides han influido en el denominado “desorden de desaparición de las colonias”.

“No digo que entender los neonicotinoides o los ácaros varroa no sea importante; solo afirmo que la respuesta de las abejas a estos factores de estrés puede tener algo que ver con su nutrición”, señala Ziska. “Si jugamos con su nutrición, todas las demás respuestas podrían verse afectadas”.

Las abejas necesitan dos alimentos para vivir, el néctar y el polen, que son fundamentalmente azúcar y proteína. Las abejas pueden detectar una buena fuente de néctar e indicar al resto de la colmena dónde puede encontrarla. Pero no tienen una estrategia de comunicación para la proteína. No pueden reconocer si el polen que consumen es una buena fuente de proteína o no. Y, a finales del otoño, cuando las abejas empiezan a almacenar alimento para el invierno, las fuentes de polen son limitadas.

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Foto: Smithsonian NMNH

Registros de la vara de oro silvestre conservados en los archivos botánicos del Smithsonian.

“Las abejas europeas y las abejas nativas no tienen precisamente un extenso menú de especies diferentes para elegir”, señala Joan Edwards, una ecóloga especializada en el polen del Williams College de Massachusetts y coautora del estudio sobre la vara de oro. “Como las varas de oro y el áster son los únicos alimentos disponibles para las abejas [al final de la temporada], limitan su capacidad para adaptarse. No pueden recurrir a otras fuentes de alimentos”.

Algunos apicultores han optado por proporcionar alimentos complementarios a sus poblaciones de abejas europeas, pero las abejas nativas, como los abejorros, no tienen esa opción, explica Edwards. “Las abejas nativas se encargan de la parte más importante de la polinización”, comenta Edwards. “Los abejorros y las abejas solitarias proporcionan un servicio gratuito al ecosistema para nuestro suministro de alimentos. La falta de proteína está amenazando a los polinizadores nativos, y esto tiene gravísimas consecuencias relacionadas con la salud pública”. Aproximadamente un 35 % de la producción global de cosechas depende de la polinización para producir fruta, verduras, semillas, frutos secos y aceites.

A diferencia de otros insectos, que comerán más hojas para compensar los niveles reducidos de proteína de sus alimentos, las abejas ingerirán cierta cantidad de polen, pero no ajustarán el consumo en función de su inferioridad nutricional, explica el entomólogo Jeff Pettis, investigador principal del laboratorio de abejas del USDA. Sin embargo, al menos un estudio de laboratorio indica que las abejas pueden ser resistentes al estrés nutricional. Las abejas de laboratorio intentaban ampliar su dieta, si era posible, para compensar el desequilibrio nutricional. Para ello, identificaban tipos complementarios de polen, de un modo similar al usado por los vegetarianos para equilibrar legumbres y granos con el fin de obtener un aporte completo de proteínas.

“En conjunto, la dieta de los polinizadores está empeorando a causa de la degradación del suelo, el uso de pesticidas y la destrucción del hábitat, y ahora el contenido de proteínas del polen es menor”, concluye Pettis.

Con todos estos factores de estrés, esta puede ser la gota que colma el vaso para las abejas, afirma un científico.

Los científicos saben que un polen de una calidad inferior tiene el efecto inmediato de acortar la esperanza de vida de las abejas, ya que afecta directamente al tamaño y la fuerza de la colonia de abejas que sobrevivirá hasta la primavera. La falta de nutrición puede alterar el comportamiento y el vigor de las abejas y contribuir a la desaparición de las colonias y a la degradación de la salud de los polinizadores.

May Berenbaum, profesora de entomología de la Universidad de Illinois, explica que a las abejas les está resultando difícil obtener suficientes proteínas. “La disminución de la calidad de las proteínas está, casi sin duda, afectando a las abejas”, añade. “Como para los humanos, una buena nutrición es esencial para la salud de las abejas, ya que les permite defenderse ante todo tipo de amenazas para la salud. Cualquier cosa que indique que la calidad de sus alimentos está empeorando es preocupante”.

Por sí mismo, el efecto relativo de una nutrición inferior puede ser pequeño, pero sigue siendo importante, afirma David Hawthorne, profesor asociado de entomología de la Universidad de Maryland. “Es como morir a consecuencia de un millar de golpes”, explica Hawthorne. “Con todos los demás factores de estrés que afectan a las abejas, es relevante porque puede ser la gota que colma el vaso para ellas”.

Los hallazgos que indican que la calidad nutricional de las plantas está cambiando y afectando a los polinizadores encajan a la perfección con un nuevo campo de investigación interdisciplinar denominado “salud planetaria”, que ha surgido para valorar los nexos entre los cambios del planeta y la salud de los humanos y las plantas.

Samuel Myers, investigador científico de la Harvard School of Public Health, ha publicado varios estudios rompedores sobre la forma en que los niveles crecientes de CO2 reducen la calidad de los alimentos que tomamos, como el arroz, el trigo y el maíz, que pierden cantidades significativas de cinc, hierro y proteínas cuando se cultivan en zonas con concentraciones elevadas de CO2. La composición de las plantas depende de un equilibrio entre el aire, la tierra y el agua. Aunque el CO2, la fuente de carbono para el crecimiento de las plantas, prolifera rápidamente en la atmósfera, los nutrientes del suelo, como el nitrógeno, el hierro y el magnesio, permanecen inalterados. Como resultado, las plantas producen más carbohidratos, pero diluyen otros nutrientes.

En un estudio, Myers estimó que los valores nutricionales inferiores de las cosechas llevarán a entre 132 millones y 180 millones de personas a un nuevo riesgo de deficiencia de cinc.

La pérdida de polinizadores puede causar una deficiencia de vitamina A en 71 millones de personas y una deficiencia de folato en 173 millones de personas.

“Los niveles bajos de micronutrientes son ya una enorme carga para la salud, y estos tipos de cosechas son las principales fuentes de hierro y cinc para los humanos”, explica Myers. “Con el aumento de CO2, las reducciones son considerablemente superiores. Eso es un gran problema desde el punto de vista nutricional global”.

Myers, director de Planetary Health Alliance, un nuevo consorcio interdisciplinar cuyo objetivo es entender y abordar las implicaciones para la salud humana de los cambios en los sistemas naturales de la Tierra, también ha creado un modelo que predice cómo afectaría a la salud humana la desaparición total de los polinizadores. Calculó que la pérdida de polinizadores expondría a 71 millones de personas a una deficiencia de vitamina A (que se vincula con la mortalidad infantil) y a 173 millones de personas a una deficiencia de folato (que se asocia con defectos de nacimiento). Predijo que otros 2200 millones de personas que ya sufren una falta de vitamina A se verían afectados por deficiencias más graves. En total, habría 1,4 millones de muertes adicionales anuales como consecuencia de la desaparición total de los polinizadores.

Ahora están surgiendo en las investigaciones nuevas preguntas dirigidas a relacionar los trabajos de Myers y Ziska con el fin de mejorar el conocimiento sobre dónde se está produciendo esta reducción del contenido de proteína del polen a nivel global y sobre si está alterando el estado nutricional y la salud de las poblaciones de abejas. “Cabe pensar que hay otros efectos nutricionales que aún no se han descubierto”, señala Myers. “Si está sucediendo con las varas de oro, no hay ninguna razón para creer que no está pasando con otras plantas”.

Myers explicó que un principio fundamental en el campo de la salud planetaria es el elemento sorpresa, que queda ilustrado por el estudio de Ziska. “Estamos transformando de un modo profundo todas las condiciones biofísicas que sustentan el sistema alimentario global”, resume Myers. “La demanda global de alimento está aumentando y, a la vez, las condiciones biofísicas están cambiando con más rapidez que nunca.

Lo más probable es que nos esperen otras sorpresas en el futuro. Esta es la punta del iceberg en nuestro conocimiento de los efectos para la salud de un sistema que está cambiando rápidamente”.

Más allá del nexo entre el polen y las abejas, la extensión y la velocidad de diversos cambios medioambientales interconectados —como el calentamiento global, la pérdida de biodiversidad, el agotamiento del agua dulce, la acidificación de los océanos y el cambio en el uso del suelo— no tienen precedentes en la historia humana. “La investigación que muestra que la pérdida de polinizadores podría tener graves efectos adversos en la nutrición y la salud es un ejemplo importante de la forma en que los cambios medioambientales pueden minar la salud humana”, nos explicó Sir Andy Haines, profesor de la London School of Hygiene and Tropical Medicine, en un correo electrónico.

El investigador Lewis Ziska cree que las plantas se adaptarán al contenido creciente de dióxido de carbono atmosférico. Pero, señalando a las pilas de especímenes del herbario del Museo de Historia Natural, afirma: “Aquí hay 450 000 especies de plantas, y todos los organismos vivos dependen de las plantas como fuentes de alimentos. El hecho de que estén cambiando a velocidades diferentes en un plazo de tiempo sin precedentes es un factor excepcional que afecta a nuestros intentos de valorar cómo está cambiando toda la cadena alimentaria”.

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Lisa Palmer

ACERCA DE LA AUTORA
Lisa Palmer es periodista freelance y escritora, y vive en Maryland. Escribe sobre energía, Cambio Climático, medio ambiente y empresas sostenibles para publicaciones como Slate, Scientific American y The Guardian. Los fondos para redactar este artículo provienen de una subvención de la Solutions Journalism Network Palmer ya escribió para e360 el artículo Peabody Energy’s expansion into an uncertain overseas coal market