Un estudio pionero realizado por investigadores del Instituto de Física Interdisciplinaria y Sistemas Complejos (IFISC, UIB-CSIC) -en las islas baleares españolas-ha revelado patrones espaciales universales en los arrecifes de coral de todo el mundo, independientemente de su ubicación.
Este hallazgo aporta nuevos conocimientos para la conservación y restauración de los arrecifes, ya que vincula sus estructuras a principios matemáticos, ha destacado la UIB en un comunicado, sobre este estudio publicado en la revista ‘Global Ecology and Biogeography’.
El estudio revela que los arrecifes de coral de todo el planeta presentan propiedades espaciales universales, como geometrías fractales y patrones macroecológicos coherentes, independientemente de su ubicación geográfica.
La investigación, realizada por un equipo del IFIS en colaboración con la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST), proporciona una visión sin precedentes de la estructura y distribución de los arrecifes de coral a escala mundial.
El estudio ha sido posible gracias a la disponibilidad inédita de una cartografía de los arrecifes de coral tropicales, el Allen Coral Atlas (ACA), basada en imágenes de satélite de los satélites Planet, clasificadas mediante aprendizaje automático que utiliza información adecuada sobre el terreno.
El equipo, formado por Àlex Giménez-Romero, Manuel Matías y Carlos Duarte, recopiló a partir de la ACA un inventario exhaustivo de más de un millón y medio de arrecifes de coral tropicales individuales de aguas poco profundas, con un área total que suma más de 50.000 km².
Giménez-Romero, autor principal del estudio, destaca el descubrimiento de “tres leyes universales comunes en todas las provincias de arrecifes de coral”.
Ha detallado que “la distribución de la frecuencia de tamaños y la distribución de la distancia entre arrecifes siguen leyes de potencia”, lo que significa que, “aunque la mayoría de los arrecifes son pequeños, unos pocos son excepcionalmente grandes, lo que crea un patrón predecible que se mantiene constante en las diferentes regiones”.
El hallazgo de leyes de escala comunes en las provincias coralinas, correspondientes a zonas distantes sometidas a diferentes condiciones ambientales e hidrodinámicas, fue bastante inesperado, ya que éstas son importantes impulsoras del desarrollo de los arrecifes de coral, lo que plantea interrogantes sobre los mecanismos que existen detrás de este comportamiento universal.
Los investigadores también demostraron que los arrecifes de coral desarrollan patrones fractales intrincados. “Descubrimos que los arrecifes de coral tienen una dimensión fractal perimetral”, explica Giménez-Romero, que indica que estas dimensiones fractales “permiten comprender la complejidad y rugosidad de las estructuras de los arrecifes”.
Manuel Matías añade que “una dimensión fractal perimetral de 1,3 indica que los límites de los arrecifes de coral son más complejos que una línea suave (dimensión 1), pero menos intrincados que las costas extremadamente enrevesadas (dimensión 2). La dimensión fractal superficial de 1,6 sugiere una complejidad estructural significativa, que parece crucial para sustentar la biodiversidad marina”.
Las conclusiones del estudio tienen implicaciones importantes para los esfuerzos de conservación y restauración de los arrecifes de coral porque comprender estas propiedades espaciales universales es crucial para cuantificar la escala de esfuerzo necesaria para conservar y restaurar estos ecosistemas vitales, y debería orientar la morfología de los corales restaurados.
El análisis del equipo sugiere que los patrones observados se deben probablemente a interacciones muy conservadas entre procesos biológicos, físicos y químicos a lo largo de escaleras de tiempo geológicas.
Este descubrimiento abre nuevas vías para la modelización del crecimiento de los arrecifes, ya que los patrones observados deberían cumplir el comportamiento universal observado, aumentando la comprensión de estos ecosistemas complejos.
La investigación revela que los arrecifes de coral tienden a evolucionar desde formas simples y redondeadas a otras más complejas y alargadas. “Nuestro análisis sugiere que, a medida que los arrecifes crecen, desarrollan estructuras fractales cada vez más intrincadas”, explica Giménez-Romero. “Esta evolución sigue patrones matemáticos consistentes en diferentes localizaciones geográficas”, incide.
La investigación aporta una perspectiva nueva sobre las formaciones de arrecifes de coral y los mecanismos subyacentes, y establece las bases para futuros estudios que exploren los factores que impulsan estos patrones universales y sus implicaciones para la resistencia de los arrecifes ante los cambios medioambientales globales.
Además de avanzar en la comprensión científica de los ecosistemas de arrecifes de coral, el estudio aporta ideas valiosas a los responsables políticos y conservacionistas que trabajan para proteger estos hábitats marinos fundamentales. EFE