Biología, Cambio Climático, Cambio Global, Ciencia, Entomología, Naturaleza

Coleópteros Coprófagos Vs. Cambio Global

Nadie puede negar que cada lugar del planeta se ve sometido a cambios según va pasando el tiempo. Para empezar todos sabemos, o casi todos, que el clima está cambiando. Las temperaturas y los patrones de precipitaciones se están viendo modificados con el paso del tiempo. Además, los suelos y sus usos cambian: cultivos que se abandonan, bosques que se talan, praderas que se forestan… Todos estos cambios forman parte del Cambio Global, y afecta a la diversidad, riqueza, abundancia y composición de especies que habitan en cada lugar.

Un estudio realizado por dos investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales: “A comparison of dung beetle assemblages (Coleoptera, Scarabaeoidea) collected 34 years apart in an Iberian mountain locality” (Cuesta & Lobo, 2019) analiza cómo los cambios en el clima y en los usos del suelo han podido provocar cambios en la riqueza y composición faunística en las comunidades de coleópteros coprófagos desde 1983 a 2017. Para este estudio han comparado dos inventarios de este tipo de fauna realizados por ellos mismos en las inmediaciones de “El Ventorrillo”, una estación Biológica perteneciente al CSIC ubicada a 1450 m de altitud en la Sierra de Guadarrama (España). 

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Pradera muestreada en el estudio de Cuesta & Lobo (2019)

Comparar inventarios faunísticos es una tarea compleja pues es difícil que los inventarios se realicen en idénticas condiciones, con el mismo esfuerzo de muestreo, mismas metodologías… Por esto (y otros motivos) no es fácil encontrar estudios a largo plazo en grupos de animales, o concretamente en insectos, un orden que además es bastante hiperdiverso. Gran parte de los trabajos en los que se ha muestreado a lo largo del tiempo muestran un gran declive de los insectos (Hallmann et al. 2017) con motivo de alteraciones en sus hábitats, el cambio climático y el uso de compuestos químicos (Conrad et al. 2002; Fox et al. 2014; Benton et al. 2002).

En este estudio, los protagonistas son los coleópteros coprófagos (tenemos una entrada dedicada a ellos “Esta entrada es un marrón“). De manera resumida (consulta el link anterior para saber más sobre el tema) decir que la fauna coprófaga es aquella que se alimenta de excremento, siendo los escarabajos peloteros los más famosos. Los escarabajos coprófagos constituyen un tipo de fauna importante pues entierran y descomponen el excremento de mamíferos. De no existir, los excrementos se irían acumulando en los pastizales y esto conllevaría fatales consecuencias. Además, muchas de estas especies realizan galerías donde entierran porciones del excremento para su alimentación o para la puesta de sus huevos, contribuyendo así positivamente en los ciclos de nutrientes del suelo, aireación de éste y dispersión de semillas entre otras funciones (Nichols et al. 2008). Según sus hábitos se clasifican en:

  • Telecópridos o rodadores: realizan bolas de excremento que se llevan rodando a otro lugar. Es el “escarabajo pelotero” literalmente.
  • Paracópridos o tuneladores: realizan galerías debajo del excremento en las que entierran porciones de éste para su alimentación o puesta de huevos.
  • Endocópridos: viven directamente dentro de la excremento.

A pesar de la importancia de estos coleópteros, no existen muchos estudios que analicen qué está pasando con ellos en relación con los cambios que acontecen a su entorno, y los que hay muestran esa tendencia al declive en su número de especies, cambios en el ensamblaje de sus comunidades, migraciones en altitud o latitud, cambios en las fenologías… (Howden and Howden 2001; Escobar et al. 2008; Touroult et al. 2017; (Menéndez et al. 2014; Birkett et al. 2018; Menéndez 2007; Menéndez and Gutiérrez 2004).

¿Qué diferencias hay entre 1983 y 2017 en cuanto a los usos del suelo?

Los estudios realizados por Cuesta & Lobo (2019), muestran que en la zona de estudio ubicada en la Sierra de Guadarrama está sufriendo un proceso de forestación. Esto quiere decir que, la zona de vegetación arbustiva y cerrada van penetrando cada vez más en la zona de vegetación abierta (pradera). En concreto, constatan un aumento del 9% de vegetación cerrada sobre la vegetación abierta desde 1986 a 2014 (del 71% al 80%).

uso suelo
Fotogramas aéreos que muestran los cambios en la cobertura vegetal en los alrededores de El Ventorrillo (punto rojo), en 1986 y 2014. Se da un incremento de la vegetación en el 2014 en detrimento del pastizal (el color azul aumenta sobre el color rojo). Imagen extraida de A comparison of dung beetle assemblages (Coleoptera, Scarabaeoidea) collected 34 years apart in an Iberian mountain locality” (Cuesta & Lobo, 2019)
¿Cómo de diferente ha sido el clima en 1983 y 2017?

La temperatura media mensual durante este periodo de tiempo se ha incrementado aproximadamente 1 °C. Esta variación en la media de temperaturas viene dada sobre todo por el incremento en la media de las temperaturas máximas mensuales, que han aumentado 1.5 °C, y la temperatura del mes más cálido (1.7 °C superior). También las temperaturas mínimas son cada vez más altas.  

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Incremento de la temperatura media mensual de 1983-2017. Datos de la Estación Meteorológica de Puerto de Navacerrada.

Además, el número de días anuales en los que ha helado ha disminuido drásticamente en 20 días, y las precipitaciones por otro lado, son cada vez más torrenciales, es decir, llueve lo mismo pero en menos días.

Los inventarios en cifras.

En 1983 se capturaron 34 especies, con un total de 1134 individuos; en 2017 se han capturado 4733 individuos de 41 especies en las zonas de pradera abierta de las cercanías de El Ventorrillo. De esas especies, 25 son compartidas entre ambos años. Análisis de riqueza (estimador Chao1) sugieren que 2017 tiene una riqueza mayor que 1983. Sin embargo, la diversidad de especies en 1983 fue mayor que en 2017. Esto último se debe a que el número de individuos de las especie en 1983 estuvo repartido más equitativamente, mientras que en 2017 algunas especies dominaban el muestreo y otras estaban representadas por pocos individuos.

Los inventarios en especies.
  • En 1983, las cuatro especies más abundantes fueron Geotrupes ibericus, Aphodius fimetarius, Colobopterus erraticus y Teuchestes fossor. Entre las cuatro representaron aproximadamente la mitad del número total de individuos.
  • Las cuatro especies más abundantes de 2017 fueron Colobopterus erraticus, Onthophagus similis, Euoniticellus fulvus y Otophorus haemorrhoidalis. Entre las cuatro sumaron las tres cuartas partes del total de individuos.
  • En 1983, 18 especies fueron relativamente más abundantes que en 2017.  Sólo 6 de ellas representaron más del 1% del total de individuos recolectados, pudiendo ser consideradas las especies más características de la comunidad de coprófagos de 1983: Calamosternus granarius, Aphodius coniugatus, Agrilinus constans, Melinopterus sphacelatus, y Geotrupes mutator.
  • En 2017, 16 especies tuvieron mayor abundancia relativa que en 1983. Sin embargo, son 10 de ellas las representaron más del 1% del total de individuos: Colobopterus erraticus, Nimbus contaminatus, Chilothorax sticticus, Otophorus haemorrhoidalis, Aphodius foetidus, Euoniticellus fulvus, Onthophagus lemur, O. similis, O. taurus y O. vacca.

 

¿Cómo influyen los cambios del clima y el entorno a la fauna coprófaga?

Es evidente, que las comunidades de coleópteros coprófagos (al menos en la región estudiada) fue diferente en 1983 y 2017. Lo más probable es que detrás de estos cambios hayan actuado los cambios constatados en el clima y el entorno. Cada especie tiene unas preferencias ecológicas marcadas, y siempre que sea posible, las especies migran buscando los lugares más confortables para ellas. En el caso del estudio, el número de especies y de individuos de escarabajos peloteros que habitan en los pastizales de la Sierra de Guadarrama habrían aumentado. Esto puede ser debido a la incorporación de “especies raras” en la zona causada por esa búsqueda de sus preferencias ecológicas. Por ejemplo, entre esas especies raras que solo se recolectaron en 2017, hay dos especies asociadas con la presencia de hábitats forestales, Onthophagus coenobita y Chilothorax sticticus (Martín-Piera y López-Colón 2000; Veiga 1998), cuya aparición puede deberse al aumento de vegetación cerrada (Menéndez y Gutiérrez 2004). Otros ejemplos son O. lemur, O. grossepunctatus y O. opacicollis consideradas especies altitudes más bajas y adaptadas al calor (Martín-Piera y López-Colón 2000), que aparecen ahora en ambientes más montanos. Por otra parte, Aphodius coniugatus quien posee preferencias orófilas, apenas se colectó en 2017, quizás porque se haya movido hacia altitudes mayores de la montaña.

Es destacable que sean los paracópridos de talla pequeños los que sobre todo hayan aumentado su abundancia relativa entre ambos años. Posiblemente se deba a su buena capacidad de dispersión y a que tanto las larvas como los adultos comen el estiércol en las galerías subterráneas, a salvo de los cambios en las condiciones ambientales externas. Sin embargo, los paracópridos de talla grande parecen mostrar una clara desventaja en este periodo de tiempo. La población constituida por las especies de talla grande (solo 5 especies frente a 45 de talla pequeña) ha menguado drásticamente. En 2017 solo se han capturado 4 de las 5 especies, con un total de 53 individuos frente a los 242 de 1983. La causa de ello podría ser (además de los factores anteriormente mencionados) el impacto negativo en los escarabajos peloteros de los productos veterinarios aplicados al ganado (Verdú et al. 2018), ya que estos fármacos, como las ivermectinas, no se aplicaban en 1983.

Otro aspecto curioso es el retraso en la emergencia de la mayoría de las especies durante 2017, excepto en el caso de algunas especies de verano-otoño. Este es un resultado a priori contradictorio si se considera que el aumento de las temperaturas debería generar una emergencia más temprana de los adultos (Menéndez 2007). Una posible explicación podría ser el papel de las precipitaciones a la hora de facilitar la emergencia de estas especies de insectos (Hanski y Cambefort 1991; Davis 1997). Las precipitaciones en 2017 fueron anormalmente escasas en abril, pudiendo haber retrasado el momento de emergencia. Aun así, la temperatura también afecta de manera compleja a las tasas de desarrollo y a la emergencia de los adultos (Tobin et al. 2008), por lo que las explicaciones de los cambios en la fenología de los insectos deben tener en cuenta tanto a la temperatura como a la precipitación (Ellwood et al. 2012).

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Gráfica de temperaturas (barras) y precipitaciones (líneas) de 1983 (naranja) y 2017 (azul). Imagen extraida de A comparison of dung beetle assemblages (Coleoptera, Scarabaeoidea) collected 34 years apart in an Iberian mountain locality” (Cuesta & Lobo, 2019).

References

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  • Birkett AJ, Blackburn GA, Menéndez R (2018) Linking species thermal tolerance to elevational range shifts in upland dung beetles. Ecography 41:1–10. https://doi.org/10.1111/ecog.03458
  • Conrad KF, Woiwod IP, Perry JN (2002) Long-term decline in abundance and distribution of the garden tiger moth (Arctia caja) in Great Britain. Biological Conservation 106(3):329–337. https://doi.org/10.1016/S0006-3207(01)00258-0
  • Cuesta E, Lobo JM (2019) A comparison of dung beetle assemblages (Coleoptera, Scarabaeoidea) collected 34 years apart in an Iberian mountain locality.  Journal of Insect Conservation. doi.org/10.1007/s10841-018-00119-5.
  • Davis ALV (1997) Climatic and biogeographical associations of southern African dung beetles (Coleoptera: Scarabaeidae s. str.). African Journal of Ecology 35(1):10-38.
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  • Escobar F, Halffter G, Solís Á, Halffter V, Navarrete D (2008) Temporal shifts in dung beetle community structure within a protected area of tropical wet forest: A 35-year study and its implications for long-term conservation. Journal of Applied Ecology 45(6):1584–1592. https://doi.org/10.1111/j.1365-2664.2008.01551.x
  • Fox R, Oliver TH, Harrower C, Parsons MS, Thomas CD, Roy DB (2014) Long-term changes to the frequency of occurrence of British moths are consistent with opposing and synergistic effects of climate and landuse changes. Journal of Applied Ecology 51(4):949–957. https://doi.org/10.1111/1365-2664.12256
  • Hallmann CA, Sorg M, Jongejans E, Siepel H, Hofland N, Schwan H, Stenmans W, Muller A, Sumser H, Horren T, Goulson D,Kroon H (2017) More than 75 percent decline over 27 years in total flying insect biomass in protected areas. PLoS ONE 12(10). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0185809
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  • Nichols E, Spector S, Louzada J, Larsen T, Amezquita S, Favila ME (2008) Ecological functions and ecosystem services provided by Scarabaeinae dung beetles. Biological Conservation 141:461–1474. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2008.04.011
  • Tobin PC, Nagarkatti S, Loeb G, Saunders MC (2008) Historical and projected interactions between climate change and insect voltinism in a multivoltine species. Global Change Biology 14:951–957. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2008.01561.x
  • Touroult J, Dalens PH, Giuglaris JL, Lapèze J, Boilly O (2017) Structure des communautés de Phanaeini (Coleoptera : Scarabaeidae) de Guyane: étude par échantillonnage massif au piège d’interception. Annales de la Société entomologique de France (N.S.) 53:143–161. https://doi.org/10.1080/00379271.2017.1319294
  • Veiga, C. M. (1998) Los Aphodiinae (Coleoptera, Aphodiidae) ibéricos. Tesis Doctoral. Universidad Complutense de Madrid. Madrid
  • Verdú JR, Lobo JM, Sánchez-Piñero F, Gallego B, Numa C, Lumaret JP, Cortez V, Ortiz AJ, Tonelli M, García-Teba JP, Rey A, Rodríguez A, Durán J (2018) Ivermectin residues disrupt dung beetle diversity, soil properties and ecosystem functioning: an interdisciplinary field study. Science of the Total Environment 618:219–228. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.10.331
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