PLoS Biology, 2005; 3(5): (más artículos en esta revista)

Sudáfrica-en serio la ciencia de la diversidad biológica

Biblioteca Pública de la Ciencia
Michael Cherry
Resumen

Un nuevo acto de gobierno, la creación de varios centros de excelencia y una inyección de financiación indican que la ciencia de la biodiversidad es floreciente en el sur de África.

En 1772, Carolus Linnaeus escribió una carta, ahora tantas veces citado, a Ryk Tulbagh, el Gobernador del Cabo-en la que la envidia Tulbagh del "control soberano de que el Paraíso en la Tierra, el Cabo de Buena Esperanza, que el Creador ha enriquecido benéfica Con sus más selectos maravillas ". Dos siglos y medio más tarde, de Sudáfrica, la biodiversidad sigue siendo una gran fuente de interés para la comunidad científica-y por una buena razón (Recuadro 1]. Planta de la diversidad biológica, con más de 20000 especies distintas, está en primer plano: Sudáfrica, que comprende menos del 1% de la superficie terrestre del mundo, contiene el 8% de sus especies vegetales. Quizás menos conocido es que el país también contiene el 7% de las de aves, mamíferos, reptiles y especies, y el 15% de las especies marinas costeras conocidas.

El sudafricano Instituto Nacional de Biodiversidad

Sudáfrica, la nueva Ley de Diversidad Biológica, firmado el 1 de septiembre de 2004, amplía el mandato del Instituto Nacional de Botánica (NBI) a fin de incluir las responsabilidades relativas a la diversidad plena de su fauna y flora; ahora es conocido como el de Sudáfrica Instituto Nacional de Biodiversidad (SANBI) (Pretoria, Sudáfrica). Anteriormente responsable durante ocho nacionales y tres jardines botánicos, herbarios, así como los centros de investigación botánica en Pretoria y en su jardín más grande en Kirstenbosch, en las laderas de la montaña Table, que ahora, además, deben influir en las perspectivas de todas las colecciones de especímenes; coordinar la investigación sobre indígenas La biodiversidad y su utilización sostenible, asesorar a los organismos de conservación y de los municipios con respecto a la planificación de las decisiones relativas a la diversidad biológica; coordinar el control de las especies invasoras, y vigilar el efecto de los organismos modificados genéticamente liberados en el medio ambiente.

"Hay muy pocos países en desarrollo que tienen la posibilidad de ofrecer puestos de trabajo relacionados con la conservación de la industria. Sudáfrica tiene esta perspectiva. "

Actuación CEO Brian Huntley (Figura 2] admite abiertamente que esto es bastante breve. No es difícil ver por qué es la ex NBI que ha heredado este manto, ya que se ha convertido, a lo largo de la última década, con mucho, el mayor y más dinámico de Sudáfrica institución que trabajan en el ámbito de la biodiversidad. Funcionan bajo la égida del Departamento de Asuntos de Medio Ambiente, que se formó en 1989 mediante la fusión de lo que había sido anteriormente el Jardín Botánico Nacional y el Instituto de Investigación Botánica. Actualmente, 680 de personal de apoyo, que ha florecido en particular durante la tenencia Huntley, que se ha caracterizado por una afluencia de proyectos financiados con fondos externos, en la medida en que los ingresos externos - 18 millones de dólares por año-es actualmente superior a los $ 16 millones que recibe de su concesión y de las parlamentarias Entrada de las tasas abonadas por los millones de visitantes a sus jardines de cada año. Huntley es optimista de que esta breve puede tener éxito, aunque reconoce que en algunos países tiene una sola institución son responsables de la investigación, la difusión de información, y las aplicaciones relacionadas con la diversidad biológica. Pero él cree que Sudáfrica es un país bastante pequeño, con buena capacidad intelectual suficiente, para este modelo de trabajo.

Esta opinión es compartida por Andrew Balmford de la Universidad de Cambridge, que es de pasar un año sabático en el Instituto de Percy Fitzpatrick africanos Ornitología de la Universidad de Ciudad del Cabo. "Si bien el evidente desafío es vincular la conservación de la biodiversidad a las necesidades de desarrollo", dice, "hay muy pocos países en desarrollo que tienen la posibilidad de ofrecer puestos de trabajo relacionados con la conservación de la industria. Sudáfrica tiene esta perspectiva, no sólo porque es increíblemente diversa, pero a causa de la buena voluntad internacional hacia el país ".

Huntley la estrategia será la de lograr una sólida base científica para la empresa, como ya ha hecho con el NBI. Hay varios ejemplos de esto. Una de ellas es la Iniciativa Africana de Flora-dirigido por el SANBI, Jardín Botánico Real de Kew en el Reino Unido (Londres), y los Estados Unidos Jardín Botánico de Missouri (St. Louis, Missouri, Estados Unidos), cuyo objetivo es crear una biblioteca electrónica de El tipo de especímenes de todos los africanos plantas: un estimado de 300000 adhesiones de 60000 especies. Esto incluye las imágenes digitalizadas de cada espécimen, la calidad de la que, según Huntley, "es tan buena como si se examina la muestra a través de un microscopio de disección estándar." Otro ejemplo consiste en la colocación de 2,5 millones de especímenes en el sur de África en un herbarios Base de datos informatizada, una tarea ahora 40% completo. Un tercer ejemplo es el sur de la Red de diversidad botánica de África (Pretoria, Sudáfrica), fundada en 1996, que tiene, hasta la fecha, 200 botánicos formados en diez países de la región.

Por el contrario, la investigación sobre la diversidad zoológica, tradicionalmente el dominio del país de museos de historia natural, ha quedado a la zaga. El Museo Iziko de Sudáfrica en Ciudad del Cabo, por ejemplo, uno de los nacionales del país cinco museos de historia natural, ahora tiene sólo siete personal de investigación en la historia natural frente a los 16 que había en 1989. ¿Por qué han fracasado para sacar de la financiación externa en la forma en que el NBI ha hecho? Una respuesta es que, a diferencia de los tres herbarios nacionales, que todos cayeron bajo la jurisdicción de la NBI, estas cinco instituciones han conservado su autonomía institucional, y, en consecuencia, han quedado fragmentada en sus esfuerzos. Uno, el Instituto Sudafricano para la Biodiversidad Acuática (Grahamstown, Sudáfrica), está dirigido por la Fundación Nacional de Investigación, mientras que los otros cuatro son financiados por donaciones del Departamento de Arte y Cultura, que ha tendido a ver como educación, en vez De la investigación, las organizaciones. Huntley hace hincapié en que el SANBI no aspira "a hacer lo que otras organizaciones ya están haciendo bien". Con respecto a los museos de historia natural, dice que el primer paso será tomar la iniciativa en la realización de un examen exhaustivo de su financiación, y la "Las mejores prácticas de hacer frente a grandes y las colecciones dispersas".

Centros de Excelencia en Biodiversidad

Otro hecho relacionado con ése es el reciente anuncio del Departamento de Ciencia y Tecnología que se destinará a financiar seis centros de excelencia a nivel nacional en las universidades de Sudáfrica, con efecto a partir del 2005. No menos de tres de estos centros se centran en la biodiversidad: una en el Instituto Fitzpatrick (Ciudad del Cabo, Sudáfrica), se ocupan de las aves como modelos para la comprensión de los procesos de la diversidad biológica, uno en la Universidad de Pretoria (Pretoria, Sudáfrica), que Se refiere a los agentes patógenos en los árboles autóctonos, y una tercera en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Stellenbosch, que se centrará en la biología de la invasión. Todos los centros se basan en la institución de acogida, pero pueden desembolsar fondos para sus colaboradores en otras partes del país.

"Estos centros de excelencia ... son una manifestación de la seriedad con que el gobierno de Sudáfrica se está llevando a la ciencia"

Estos centros de excelencia, dice Steven Chown (Figura 3], director del Centro de Biología Invasion ", son una manifestación de la seriedad con que el gobierno de Sudáfrica se está llevando a la ciencia". Otros son más escépticos. "No creo que la diversidad biológica en la investigación de campo es óptima llevada a cabo por grandes grupos, sino por pequeños grupos de colaboradores", dice David Ward, de la Escuela de Ciencias Biológicas y de Conservación de la Universidad de KwaZulu-Natal (KwaZulu-Natal, Sudáfrica). "A diferencia de los campos como la física nuclear, en la ecología de los costos son relativamente bajos grandes centros sólo incurrir en gastos administrativos adicionales, sin mejorar la calidad de la ciencia producida", añade. Rob Slotow, de la misma escuela, considera que los centros han limitado sus esfuerzos de colaboración a sus colegas más jóvenes fuera de sus propias instituciones. "Hay muy poco real la colaboración entre instituciones que tienen lugar a nivel superior, que es decepcionante", dice, como "la oportunidad de poner en marcha un nivel diferente de la financiación para la investigación de la biodiversidad en el país-el objetivo de los centros De la excelencia concepto-se ha perdido ".

El programa de investigación del Instituto Fitzpatrick se basa en dos temas de interconexión: la comprensión y el mantenimiento de la biodiversidad aviar. Tim Crowe dirigirá un grupo de investigación de los procesos responsables de los orígenes de la diversidad biológica de África, que se encargarán de investigar la forma en que el proceso de especiación en aves de ocupación disjunct distribuciones en hábitats que van desde los bosques montanos de desierto puede haber sido influenciado por los corredores pasado biogeográficas que pasó con el cambio Climas muchos millones de años atrás.

La comprensión de cómo las relaciones entre los organismos y su medio ambiente influyen en la forma y funcionamiento de los sistemas biológicos es el núcleo central de un segundo grupo de investigadores. Por ejemplo, Phil Hockey estudia características de historia de vida y las pautas de movimiento de África Oystercatchers Negro (Figura 4A y 4B], el que la investigación hasta la fecha indica que la migración de los menores es facultativa, en respuesta a la condición corporal. Oystercatcher poblaciones están aumentando, principalmente como consecuencia de una prohibición impuesta hace varios años en cuatro vehículos todo terreno en las playas. Estas aumento de las poblaciones de proporcionar una oportunidad única para poner a prueba la hipótesis de que la migración de los hábitats evoluciona estable-inicialmente en los menores-en respuesta a la densidad de población superior a la capacidad de carga.

El Fitzpatrick del Instituto de enseñanza esfuerzos han sido impresionantes; su máster en biología de la conservación ha producido cerca de 150 graduados de 15 diferentes países africanos desde su creación en 1992. Pero las aves son realmente buenos modelos para la comprensión de los cambios en las modalidades de la biodiversidad? Muchos argumentarían que no lo son, ya que su movilidad les permite responder a los cambios ambientales por colonizar nuevas áreas con relativa facilidad. Director del centro, Morné du Plessis, contadores que "mientras que las aves a menudo no son buenos indicadores de los cambios ambientales, que son un grupo para el que existe una buena base de información, además de ser relativamente fáciles de estudiar."

El centro de Árbol de la Salud Biotecnología forma parte de la Silvicultura y Agricultura del Instituto de Biotecnología de la Universidad de Pretoria. El instituto ha concentrado hasta la fecha en gran parte de los agentes patógenos en los árboles utilizados en la silvicultura comercial, la mayoría de las cuales son especies exóticas, pero de acuerdo a su director, Mike Wingfield, el centro se dedicará específicamente al estudio de los agentes patógenos en los árboles autóctonos. Pero los dos, añade, están estrechamente relacionadas. "Alien árboles utilizados en comercial de los bosques son a menudo capaces de prosperar porque están alejadas de sus patógenos naturales", dice, pero "ahora estamos observando los agentes patógenos naturales de árboles nativos de conmutación acoge a las especies exóticas". Esto sucede generalmente cuando exóticas y árboles nativos son razonablemente estrechamente relacionados. Wingfield considera que un ejemplo es el hongo Cryphonectria causando canker, que él y sus colaboradores han demostrado recientemente, sobre la base de secuencias de ADN, que se producen tanto en el árbol nativo waterberry, Syzgium cordatum, y en el extranjero Eucalyptus (muy utilizado para la silvicultura En el sur de África), de la que se registró por primera vez en 1989.

Del mismo modo, árboles nativos, que a menudo son de importancia para las comunidades locales, podría estar en riesgo de los agentes patógenos en las especies exóticas importadas. El kiaat árbol de Pterocarpus angolensis, por ejemplo, es ampliamente utilizado por los tallistas de la madera, así como en la medicina tradicional. Los árboles se informó de que se muere, pero se desconoce si esto es a cuenta de los agentes patógenos, el cambio climático, o el cambio de los regímenes de fuego. También ha habido informes esporádicos de morir baobabs (Figura 5] y uno de los iconos de la sabana africana-en los últimos 15 años. Wingfield dice que "mientras que en la actualidad, no existen pruebas claras de que un hongo desconocido está matando baobabs, esos informes no deben ir en letra muerta". "Ambos kiaat baobab muertes y merecen atención, que el centro debería ser ya capaz de proporcionar", dice Wingfield.

El Centro de Biología Invasion es algo diferente de los otros dos centros en el sentido de que se centra en una cuestión específica, es decir, cómo las invasiones afectan la diversidad biológica y el funcionamiento de los ecosistemas. De su presupuesto anual de 1 millón de dólares, cinco sextos vendrá del gobierno, con el resto es proporcionado por la Universidad de Stellenbosch. Chown considera que se trata de una ganga, teniendo en cuenta la magnitud del problema: el coste global de hacer frente a las invasiones biológicas se estima en 1,4 billones de dólares al año-alrededor del 5% del PIB mundial.

En Sudáfrica, las plantas invasoras son un problema particular. Aparte de la amenaza que suponen para la diversidad indígena, que son un riesgo de incendio en varios ecosistemas en los que la quema es parte del ciclo natural-y tal vez lo más importante, son un enorme drenaje de agua en un país en el que se trata de un bien escaso . Esto ha dado lugar a un programa-sin duda, la mayor de su tipo en cualquier país en desarrollo llamado de Trabajo del Agua, en el que las personas desempleadas han sido contratados para llevar a cabo las certificaciones de extranjeros en gran escala. Chown del centro de la política de proporcionar insumos para el programa como parte de una amplia gama de investigaciones puras y aplicadas objetivos.

El Centro de Biología Invasion se ocupará tanto de estudios a largo plazo de organismos invasores en diferentes hábitats y los resultados de los programas de rehabilitación, que Chown opiniones a gran escala como experimentos ecológicos cuyos efectos deben ser estudiados. "El Grupo de Trabajo del Agua para el programa de rehabilitación proporciona excelentes oportunidades para la comprensión de las relaciones entre los cambios en la riqueza de especies y cambios en la función de los ecosistemas, y la manera en invasión extraterrestre y la limpieza afecta a ambos fenómenos", dice.

Un segundo componente de intento de estudio de las invasiones desde el principio, en oposición a post hoc. Chown propone concomitantes para investigar el clima y los cambios de uso de la tierra en el Cedarberg montañas, una gama 200 km al norte de Ciudad del Cabo. El uso predominante de la tierra patrones de la agricultura y el ecoturismo están cambiando rápidamente en la zona, la cual predice será acompañada de cambios en el alcance y la identidad de las especies invasoras. Además, el cambio climático modelos predicen que esta relativamente árido parte del bioma fynbos (el principal tipo de vegetación de la Región Floral del Cabo) se transformará dentro de los 50 años en un sistema semi-desierto.

¿En qué medida estos diferentes empresas de encontrar un propósito común? Hay algunos vínculos evidentes: Huntley se sienta en el consejo de administración del Instituto Fitzpatrick, cuyo curso de maestría en biología de la conservación ha suministrado muchos de los graduados de NBI en los últimos 15 años. Chown se sienta en la junta de la SANBI, junto con representantes de los departamentos de Ciencia y Tecnología, Agricultura y Asuntos de Medio Ambiente, y David Mabunda, director ejecutivo de Parques Nacionales de Sudáfrica. Como el más alto funcionario de la SANBI ahora ejerce un enorme grado de influencia sobre los de la nación la diversidad biológica, la respuesta a esta pregunta está estrechamente relacionada con la de la que le sustituirá Huntley, que es ahora 61. Huntley la tenencia será un acto difícil de seguir, y el futuro de la biodiversidad del Sur de África se encuentran en gran medida en manos de su sucesor.