Un nuevo estudio liderado por científicos del Instituto de Física Interdisciplinaria y Sistemas Complejos (IFISC, CSIC-UIB) y el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA, CSIC-UIB), publicado en la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ha descubierto que las franjas de vegetación que se forman en las praderas marinas como la Posidonia oceánica se mueven a una velocidad constante y pueden colisionar entre sí mismas en un proceso de aniquilación. Los autores proponen un modelo que reproduce esta dinámica al tiempo que permite comprobar el estado de las praderas.
Las praderas de posidonia son una fuente importante de servicios ecosistémicos y actúan como sumideros de carbono en regiones costeras alrededor de todos. Sin embargo, se sabe que estas praderas submarinas están siendo amenazadas por culpa de múltiples presiones antropogénicas, lo que lleva a más mortalidad de los pastos marinos. Por lo general, cuando las tasas de reproducción y mortalidad están cerca del equilibrio, las dinámicas que gobiernan la evolución espacial-temporal de las praderas son las retroalimentaciones dependientes de la escala (scale-dependent feedbacks en inglés). Estas interacciones entre las plantas pueden generar patrones regulares como los observados en los círculos de hadas en Namibia o los laberintos del desierto del Neguev, por lo que estudiar estos patrones y su evolución es clave para diagnosticar el estado de salud de las extensiones de vegetación.
El equipo internacional de investigadores ha descubierto que esta situación de alta mortalidad provoca en algunos casos la formación de pulsos viajeros de vegetación, franjas de posidonia, en el caso concreto de las praderas del Mediterráneo, de aproximadamente 1,5 metros de ancho, que avanzan sin cambiar de forma a una velocidad de unos pocos centímetros al año, y que generan patrones espacial-temporales complejos en forma de anillos, espirales o arcos.
Estas estructuras surgen a causa de una alta mortalidad de las plantas causada por la absorción de sulfuro a través de las raíces. Este sulfuro procede de la descomposición de materia orgánica por parte de bacterias en ausencia de oxígeno. Los patrones espacial-temporales resultantes se asemejan a los formatos en otros medios excitables, como son el tejido cardíaco o la reacción de Belousov-Zhabotinsky, pero a una escala mucho mayor.
Los investigadores han desarrollado un modelo matemático que reproduce los paisajes marinos observados y predice la aniquilación de estas estructuras circulares cuando chocan entre sí, una característica distintiva de los pulsos excitables. También demostraron que las imágenes de campo y los perfiles radiales de vegetación, así como la concentración de sulfuro en el sedimento, son consistentes con las predicciones del modelo teórico. Las simulaciones reproducen remarcablemente bien la evolución de los anillos desde 1973 hasta la actualidad, incluyendo la autodestrucción de dos franjas de vegetación al colisionar.
Los autores concluyen que, además de explicar los patrones y su dinámica, los resultados del estudio tienen un valor diagnóstico, y permiten identificar estas estructuras en forma de anillo como estados terminales de las praderas antes de su colapso. Nuevas tecnologías de monitorización basadas en inteligencia artificial pueden detectar automáticamente estas estructuras anulares en imágenes aéreas o de satélite y así alertar del riesgo de colapso de ecosistemas clave en zonas costeras.
