Investigadors que treballen a Finlàndia, amb la participació d’un investigador català, proposen que l'entorn lumínic únic de les regions polars de la Terra crea condicions que resulten en zones híbrides circumpolars al voltant dels pols nord i sud. Aquestes condicions extremes augmenten la sincronia de la fenologia reproductiva entre espècies, és a dir, obliguen totes les espècies a reproduir-se en un període més curt. Això contribuirà a mantenir la biodiversitat a llarg termini.

En un article de recerca publicat recentment, el professor d'Ecologia Subàrtica Kari Saikkonen de la Universitat de Turku, Finlàndia, i els seus col·legues, entre els quals hi ha un investigador català, el Dr. Pere Puigbò, presenten una nova teoria sobre el paper de l'entorn lumínic polar de la Terra en el manteniment de la biodiversitat a escala geològica, abastant milions d'anys. La durada de la llum diürna i la nit a la Terra es caracteritza per una quantitat igual de llum diürna i nocturna durant tot l'any a l'Equador, una lleugera variació estacional en allunyar-se de l'Equador, i una marcada estacionalitat en la durada del dia més a prop dels pols. A les regions extremes del nord i del sud, dins dels cercles Àrtic i Antàrtic, això dóna lloc als fenòmens únics de diversos mesos de "sol de mitjanit" amb 24 hores de llum solar a l'estiu, i la "nit polar" a l'hivern, quan el sol no s'eleva per sobre de l'horitzó durant mesos.

"Al centre de la nostra teoria hi ha la hipòtesi que l'entorn lumínic extrem de les regions polars crea zones híbrides en ambdues regions polars", diu el Professor Saikkonen.

A diferència de la temperatura, la durada del dia és un factor ambiental estable que canvia de manera consistent al llarg de les latituds, però no es veu afectat pel clima local o global. Així, molts organismes, especialment els organismes fotosintètics com les plantes i molts microbis, s'han adaptat a utilitzar els canvis estacionals en la durada del dia per sincronitzar, per exemple, la seva reproducció. Com que fan servir la llum com a senyal, l'entorn lumínic a les regions polars augmenta la probabilitat que la floració d'espècies de plantes estretament relacionades coincideixi. Això, al seu torn, crea oportunitats perquè les espècies s'hibridin.

La hibridació es refereix a la reproducció d’organismes amb una altra espècie o varietat. La hibridació pot fer-se de manera intencionada, com passa amb molts cultius agrícoles per crear un tret desitjat en particular, o pot ocórrer de manera natural quan les espècies es troben a prop i són biològicament compatibles.

"Encara que la hibridació és comuna en gairebé tots els grups d’organismes, el seu paper com a força per mantenir la biodiversitat no s’ha comprès completament. La hibridació també pot implicar entrecreuaments, on individus híbrids es reprodueixen amb individus de l’espècie original. Això permet la transferència de gens d’una espècie a una altra, alhora que crea noves combinacions genètiques adaptatives per a diferents condicions ambientals", diu el Professor Saikkonen.
A les latituds més baixes, el lleuger canvi en la durada del dia entre estacions no provoca solapament en el moment de la reproducció entre poblacions genèticament distintes, sub-espècies o varietats pertanyents a un complex d'espècies, ni promou la hibridació.

"Per tant, els desplaçaments del rang de les espècies a través de les latituds durant els cicles dels períodes més freds i més càlids de la Terra causen aïllament recurrent i contacte entre espècies. Això resulta en la mescla i diferenciació d'espècies i crea nova biodiversitat durant llargs períodes de temps geològic", diu el Professor Saikkonen.

Els microbes juguen un paper crucial en el desenvolupament i manteniment de la biodiversitat.

Els microbis han jugat un paper clau en l'evolució de la biodiversitat actual des de l'origen de la vida i continuen tenint un paper significatiu en el manteniment i promoció de la biodiversitat global.

"Els microbes són omnipresents, i les proves acumulades continuen revelant que tenen un alt potencial adaptatiu a causa del seu curt cicle de vida. Molts microbes són sensibles a la llum i afecten el benestar de pràcticament totes les plantes i animals. Com que totes les plantes i animals tenen una microbiota diversa, s'han de tractar com un tot", assenyala el Professor Saikkonen.

En el nou estudi, el Professor Saikkonen, el Dr. Pere Puigbò i els seus col·legues presenten la hipòtesi de com els microbis fotosensibles poden ajudar les plantes a adaptar-se a les regions polars de la Terra.

El canvi climàtic té un gran impacte en les regions polars de la Terra

El canvi climàtic i la pèrdua de biodiversitat són algunes de les majors amenaces globals per als ecosistemes i els serveis ecosistèmics en la història humana. Les regions polars de la Terra s’estan escalfant a un ritme sense precedents: fins a 2–4 vegades més ràpid que la mitjana global.

"Els models climàtics prediuen que el gel marí àrtic es fondrà per al final d’aquest segle. Durant el mateix període, l’àrea lliure de gel a l’Antàrtida augmentarà del aproximadament dos per cent actual al gairebé 25 per cent. El desgel només dels glaciars antàrtics occidentals provocaria un augment del nivell del mar de cinc metres, amenaçant al 10 per cent de la població mundial i a molts dels ecosistemes oceànics costaners del món en les pròximes dècades o segles”, diu el Professor Saikkonen.

Els investigadors proposen una alternativa a la discussió convencional sobre la biodiversitat que no està centrada únicament en les espècies, sinó també en la diversitat genètica dels organismes i en la importància de les associacions amb la microbiota, és a dir, amb el conjunt de microorganismes que habiten en plantes i animals.

"Proposem que la biodiversitat pot, a llarg termini, recuperar-se després de perturbacions i extincions massives, però els ecosistemes es reestructuraran en noves associacions d'espècies. Això requereix prestar una major atenció a la importància de garantir suficient potencial genètic, d'espècies i d'interaccions entre espècies per donar suport a la futura diversificació i a les funcions i funcionalitats dels ecosistemes. Per tant, abordar la pèrdua de biodiversitat impulsada pel canvi climàtic és important”, subratlla el professor Saikkonen.