Introducción: Visibilizar lo invisible en los laboratorios naturales de las zonas extremas de Chile

Laboratorios naturales de Chile: los ojos del mundo para explorar el microcosmos y el macrocosmos

Figura 1. Esta fotografía fue tomada en el extremo norte del Salar de Atacama, el mayor salar de Chile. El salar está cerca de San Pedro de Atacama, un pueblo del norte de Chile muy popular entre los turistas chilenos y extranjeros. El salar alberga dos lagunas similares de agua dulce muy próximas entre sí: Ojos del Salar. Fotografía de Adhemar Duro, s.f.

Un laboratorio natural se define como un lugar único a nivel mundial. Para establecerse como tal, además de los aportes al conocimiento y la innovación, se requieren dos particularidades: la definición e implementación de una política pública enfocada en un problema u oportunidad de relevancia nacional y/o global y el desarrollo de una masa crítica en alguna disciplina que haya logrado impacto internacional. En el extremo norte de Chile, el Desierto de Atacama se ha establecido como un laboratorio natural para observaciones astronómicas, mientras que en el extremo sur del país, la Reserva de la Biosfera Cabo de Hornos (RBCH) ofrece un sitio ideal para la investigación sobre el impacto del cambio climático (y el cambio socio-ambiental global más ampliamente) en la diversidad biológica y cultural. En esta sección presentamos, primero, los atributos biofísicos, y luego los conceptuales e institucionales de estos laboratorios: sitios especiales que emergen de Chile como “ojos del mundo” para investigar el macrocosmos y el microcosmos.

Lee a continuación los fundamentos y motivaciones de nuestra investigación, o sumérgete directamente en el microcosmos y el macrocosmos explorando los distintos capítulos temáticos en tu propio orden.

Los singulares Ubicaciones geográficos de los laboratorios naturales de Chile

La exposición virtual original incluye la opción de cambiar entre el microcosmos y el macrocosmos dentro de cada capítulo (mira la captura de pantalla abajo). Aquí presentamos los subcapítulos en orden.

Reserva de la Biosfera Cabo de Hornos

Figura 2. Mapa del mundo con el sur en la parte superior que ilustra cómo el Cabo de Hornos emerge como cumbre de las Américas. La línea roja discontinua marca la latitud 47° S, que corresponde a los bosques más meridionales de Nueva Zelanda. Los bosques del Cabo de Hornos se sitúan a 56° S, casi diez grados de latitud más al sur que los de Nueva Zelanda y representan los bosques más meridionales del mundo. Las líneas blancas discontinuas delimitan los rangos latitudinales entre 40° y 60°, mostrando el marcado contraste entre los hemisferios sur (predominantemente oceánico) y norte (predominantemente continental). Figura modificada a partir de Rozzi (2018).

En el extremo sur de Chile, la ubicación geográfica del Cabo de Hornos, en la latitud extrema del continente americano, es ideal para investigar las respuestas de la biodiversidad al cambio climático, ya que el relieve se asemeja a una “cumbre” con una pequeña superficie terrestre especialmente sensible a los cambios graduales de temperatura. El suroeste de Sudamérica y otros ecosistemas de latitudes y altitudes elevadas están experimentando algunas de las tasas de calentamiento más rápidas del planeta. Sin embargo, los estudios de seguimiento y experimentación de las respuestas ecológicas de la biota terrestre subpolar y alpina al cambio climático se han concentrado en las zonas subárticas o montañosas del hemisferio norte. En el hemisferio norte, se ha demostrado que el cambio climático está modificando la distribución y composición de las especies, las interacciones ecológicas claves y el funcionamiento de los ecosistemas. En el Cabo de Hornos, los investigadores estudian si se están produciendo cambios similares en el suroeste de Sudamérica mediante métodos experimentales, modelización y seguimiento a largo plazo. A escala global, este trabajo permite comprender mejor las consecuencias del cambio climático mediante el análisis de los sistemas climáticos y las respuestas de la biodiversidad y los ecosistemas a las tendencias de calentamiento en latitudes altas en general. En este sentido, la Reserva de la Biosfera Cabo de Hornos (RBCH) posee al menos diez atributos únicos:

  1. La RBCH no tiene réplica geográfica en el hemisferio sur. Así como el Monte Everest emerge como la cumbre de mayor altitud del mundo, el Cabo de Hornos emerge como la cumbre más austral del continente americano (Figura 2). El Cabo de Hornos alberga también los bosques de mayor latitud del hemisferio sur. Debido a su posición altitudinal o latitudinal, el Everest y el Cabo de Hornos, están expuestos a condiciones climáticas únicas y extremas, un atributo que adquiere mayor relevancia cuando lo confrontamos con el cambio climático global. El documento presentado ante la UNESCO para crear la RBCH en 2005 inicia con esta declaración.
  2. Biodiversidad única y altos niveles de endemismo. Los frondosos bosques y páramos de la RBCH y la ecorregión subantártica de Magallanes albergan más del 5 % de las especies de briófitas (musgos y hepáticas) descritas en todo el mundo, que se encuentran en menos del 0,01 % de la superficie terrestre del planeta. Además, cerca del 60 % de las especies de briófitas son endémicas del bioma de los bosques templados.
  3. Uno de los últimos espacios naturales del mundo. En el siglo XXI, el Cabo de Hornos, enclavado en la ecorregión subantártica de Magallanes, ha sido identificado como una de las 24 áreas silvestres que quedan en el planeta, debido a que (i) conserva más del 70 % de su cubierta vegetal original, (ii) abarca un área de más de diez mil kilómetros cuadrados que carece de conectividad terrestre así como de desarrollo industrial y urbano, y (iii) tiene una de las densidades de población humana más bajas en latitudes templadas (0,14 habitantes por kilómetro cuadrado).
  4. Clima oceánico. A diferencia del clima continental (inviernos gélidos y veranos calurosos) que caracteriza a los bosques boreales, el clima de los bosques subantárticos del Cabo de Hornos está moderado por una fuerte influencia oceánica que determina sus inviernos suaves y veranos frescos. Las condiciones climáticas isotérmicas registradas en los bosques subantárticos podrían ser un factor determinante de mayor longevidad y de diferentes patrones migratorios de aves en comparación con los bosques subpolares del hemisferio norte.
  5. Cabo de Hornos: “un embudo geográfico” para las especies de aves migratorias de bosques. A diferencia de los bosques boreales del hemisferio norte, que ofrecen una vasta extensión de hábitat para las aves migratorias reproductoras que vienen de regreso, el Cabo de Hornos se caracteriza por ser un estrecho extremo donde convergen las aves migratorias de los bosques. Este atributo geográfico presenta ventajas metodológicas para el estudio de la migración y proporciona un laboratorio natural único para estudios comparativos interhemisféricos de la avifauna de los bosques subpolares. Debido a su comportamiento migratorio, las aves de los bosques subpolares del hemisferio norte se estudian, hoy en día, como un indicador biológico sensible del cambio climático global. Las aves de los ecosistemas subpolares del Cabo de Hornos constituyen un valioso indicador de grupo para vigilar el cambio climático global en condiciones ambientales - biológica, geográfica y climáticamente - diferentes a las de los ecosistemas subpolares del hemisferio norte.
  6. La mayor superficie de bosques templados y subpolares del hemisferio sur. El Cabo de Hornos, en la ecorregión subantártica de Magallanes, forma parte del bioma del bosque templado sudamericano, que se extiende a lo largo de 26 grados de latitud (30°S-56°S) y cubre una superficie de unos 15,6 millones de hectáreas en el suroeste de Sudamérica. Esto representa la mayor extensión de bosques templados que queda en el hemisferio sur, más del doble que los 5,9 millones de hectáreas de los bosques templados de Nueva Zelanda (40°S-47°S) y Tasmania (41°S-44°S) juntos. Así pues, el suroeste de Sudamérica representa un laboratorio natural único.
  7. El agua de lluvia y los arroyos más limpios del mundo. Debido a que el suroeste de Sudamérica está situado fuera de las corrientes de aire que transportan contaminantes industriales y recibe tormentas de lluvia que se originan sobre el sur del Océano Pacífico, los bosques australes y sus ecosistemas asociados están en gran medida libres de contaminación atmosférica. La química de las precipitaciones en esta región revela una de las concentraciones de nitratos más bajas jamás registradas. Por lo tanto, los suelos y arroyos del Cabo de Hornos proporcionan una base de referencia única para estudiar los vínculos entre la atmósfera y la biosfera en condiciones similares a las que prevalecían antes de la revolución industrial.
  8. Insectos y ecosistemas muy sensibles al cambio climático. Las regiones de alta latitud de la Península Antártica y la ecorregión subantártica de Magallanes forman parte de las zonas que más rápidamente se han calentado en el mundo, mostrando un retroceso significativo de los glaciares y una reducción de la capa de nieve y hielo en los ecosistemas terrestres y de agua dulce. Estas regiones están habitadas por organismos, como los insectos, que son muy sensibles a los cambios ambientales, por lo que se consideran como modelos para estudiar los efectos del cambio climático en los ecosistemas y la biota.
  9. Campos de hielo patagónicos. El suroeste de Sudamérica contiene vastas áreas de hielo continental: 4.200 kilómetros cuadrados en el Campo de Hielo Patagónico Norte, 13.000 kilómetros cuadrados en el Campo de Hielo Patagónico Sur y 2.300 kilómetros cuadrados en los extensos sistemas glaciares de la Cordillera Darwin en Tierra del Fuego y los archipiélagos vecinos en la RBCH. En conjunto, estos glaciares son (i) las mayores masas de hielo del hemisferio sur, aparte de los de la Antártica; (ii) inmensos depósitos de agua dulce; (iii) depositarios únicos de registros de cambios climáticos pasados en altas latitudes australes; y (iv) más sensibles al cambio climático global que los glaciares de Alaska.
  10. La mayor superficie de parques y reservas de la biosfera del hemisferio sur templado. Varias áreas protegidas en la ecorregión subantártica de Magallanes, en Chile, ofrecen oportunidades para la conservación y la investigación científica dentro del bioma del bosque templado austral. La RBCH y el Parque Marino Islas Diego Ramírez-Paso Drake protegen una superficie de 25 millones de hectáreas.

En la actualidad, el Centro Internacional Cabo de Hornos (CHIC) contribuye a tres innovaciones de relevancia mundial para avanzar en la comprensión de los complejos retos del cambio socioambiental global y para reorientar los procesos que llevan tanto a la pérdida de diversidad biológica y cultural, como a la degradación de los ecosistemas hacia procesos de conservación biocultural que promuevan la sostenibilidad social, económica y medioambiental. En primer lugar, el CHIC proporciona un nuevo Centro de Excelencia Científica y Tecnológica en una zona remota que alberga los ecosistemas forestales más meridionales del mundo a 56° S (es decir, nueve grados de latitud al sur de la isla más meridional de Nueva Zelanda). Por consiguiente, el Cabo de Hornos no tiene equivalente geográfico en el hemisferio sur. Así pues, el CHIC contribuirá a resolver un vacío geográfico en el seguimiento mundial y la investigación ecológica a largo plazo sobre las respuestas al cambio climático por parte de la biodiversidad y los ecosistemas subantárticos (terrestres, de agua dulce y costero-marinos). En segundo lugar, el CHIC está aplicando un novedoso enfoque biocultural que incluye múltiples formas de conocimientos y valores ecológicos e integra las ciencias naturales, las ciencias sociales, la educación y la ética medioambiental. Con este enfoque, el CHIC está investigando la homogeneización biocultural, un nuevo motor indirecto del cambio socioambiental global que conlleva pérdidas entrelazadas de diversidad biológica y cultural a escala local, regional y global. De este modo, el CHIC contribuirá a resolver una laguna conceptual al abordar un nuevo impulsor indirecto del cambio global que combina factores bióticos y culturales. En tercer lugar, el CHIC está innovando al integrar este marco biocultural en la investigación transdisciplinaria para el diseño y la evaluación de (i) políticas socioambientales, (ii) actividades económicas sostenibles, (iii) metodologías educativas vinculadas al patrimonio biocultural, y (iv) planes de gestión de áreas protegidas marinas y terrestres. Este enfoque es coherente con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU y con el Programa sobre el Hombre y la Biosfera de la UNESCO, que proporciona una plataforma internacional para facilitar su aplicabilidad en otras regiones del mundo.

La exposición virtual original incluye la opción de cambiar entre las perspectivas del microcosmos y el macrocosmos. Haciendo clic en los círculos que se presentan arriba.

Un enfoque biocultural único

Los hechos científicos guían nuestra forma de cohabitar el microcosmos y el macrocosmos. Los telescopios y las lupas nos ayudan a percibir, comprender y valorar la diversidad. Los seres más grandes (como constelaciones, estrellas y planetas) y los más pequeños (como musgos, insectos, bacterias y virus) a menudo pasan desapercibidos en nuestra vida cotidiana (Figuras 4a y 4b). La ciencia y la tecnología nos ayudan a observar e investigar el cosmos, haciendo visible lo invisible; pero esto no es suficiente. No tenemos los ojos libres de sesgos; vemos a través de las “lentes” de nuestros conceptos, nuestros valores, nuestras visiones del mundo, nuestras culturas. Dado que la forma en que percibimos el mundo se nutre de estos diversos aspectos, introducimos el concepto de laboratorios bioculturales.

Figura 4a. La observación lenta de los “bosques en miniatura del Cabo de Hornos” a través de una lente de aumento o una lupa nos ayuda a percibir, comprender y valorar el microcosmos formado por una rica biodiversidad subantártica de musgos, líquenes y otros pequeños organismos. Estos pequeños pero complejos ecosistemas poseen valores éticos, ecológicos, estéticos y económicos esenciales que esta exposición pretende dar a conocer. Fotografía de Adam Wilson, Archivo Fotográfico del Parque Omora, s.f.

Figura 4b. Normalmente, la Luna es demasiado grande y brillante para ser blanco de los Telescopios Unitarios (UT) de 8,2 metros que componen el Very Large Telescope (VLT) de ESO. La enorme potencia del VLT está reservada para objetos astronómicos mucho más tenues y distantes, como exoplanetas o estrellas en explosión situadas en los confines del universo visible. Pero en 2002, astrónomos e ingenieros tuvieron la oportunidad de observar nuestro satélite natural desde una perspectiva poco habitual. En este caso, la imagen de la Luna se proyectó sobre una placa de vidrio arenado. Fotografía de Gerhard Hüdepohl, s.f.

Figura 5.

El “laboratorio biocultural” es una metamorfosis del concepto de laboratorio natural. El concepto de laboratorio natural se centra en la identificación de los lugares del mundo que poseen atributos únicos para la investigación científica. Al adaptar este concepto al de “laboratorios bioculturales”, pretendemos explicitar que las dimensiones biofísicas y culturales se entrelazan en los modos de observar y cohabitar la biosfera y, más ampliamente, el cosmos en sus múltiples escalas. Esto es especialmente relevante porque nuestras visiones del mundo y nuestros lenguajes a menudo permanecen invisibles. En el siglo XX, el filósofo Ludwig Wittgenstein llamó la atención sobre el papel crucial que desempeñan el lenguaje y los conceptos en nuestra forma de ver el mundo. En esta exposición virtual destacamos la relevancia de la diversidad de lenguas y disciplinas para observar el mundo. Las ciencias, las artes y las humanidades juegan roles complementarios en la apreciación del macrocosmos y el microcosmos (Figura 5).

En sus extremos norte y sur, Chile aspira simultáneamente a forjar sensores tecnológicos aptos y lentes conceptuales para explorar el cosmos. En esta misión, consideramos que la filosofía, la ética, las artes y las humanidades juegan un papel tan relevante como el que asumen la ingeniería y las ciencias. Los telescopios y las lupas contienen lenguajes matemáticos y estéticos, conceptos y valores que conforman nuestras percepciones. Para implementar esta visión biocultural, aprovechamos las grandes plataformas de investigación que Chile ha implementado en sus extremos norte y sur. En este último, entre los remotos fiordos, montañas, glaciares, mar y paisajes naturales intactos protegidos por la RBCH, un grupo de científicos, artistas, filósofos y otros profesionales, tanto chilenos como extranjeros, iniciaron en 1999 un programa de conservación biocultural que llevó a la creación del Parque Etnobotánico Omora en Puerto Williams, la capital de la Provincia Antártica Chilena. El equipo de investigación del Parque Omora ha descubierto que estos archipiélagos albergan una exuberante diversidad de musgos y líquenes, muy sensibles al cambio climático (Figuras 6a, 6b, 6c).

Figura 6a. Glaciar Pía en la Reserva de Biosfera Cabo de Hornos, Chile, s.f.

Figura 6b. Ricardo Rozzi y Leopoldo Sancho observando el Rhizocarpon geographicum, una especie de liquen que ayuda a datar los procesos de retroceso glaciar en el Glaciar Pía de la Reserva de la Biosfera Cabo de Hornos, Chile, s.f.

Figura 6c. Rhizocarpon geographicum, conocido como “liquen mapa”, se ha utilizado para la liquenometría. Su diámetro aproximadamente circular se ha utilizado ampliamente para determinar la edad relativa de los depósitos glaciares (por ejemplo, los sistemas morrénicos), proporcionando información valiosa sobre los avances y retrocesos glaciares. De ahí que este liquen sea especialmente valioso para evaluar el cambio climático. Se trata de una herramienta biológicamente crucial para los estudios sobre el cambio climático. s.f.

El Parque Etnobotánico Omora fue creado para proporcionar un espacio biofísico y conceptual para la investigación científica a largo plazo, la educación ambiental interdisciplinaria y las iniciativas de conservación biocultural. Como espacio biofísico, constituye una reserva biológica que protege la cuenca del río Róbalo, fuente de agua potable de la localidad de Puerto Williams. A lo largo de la cuenca, se encuentra un mosaico diverso de hábitats y comunidades bióticas desde la costa hasta las montañas más altas de la Isla Navarino (Figura 7). Este mosaico se distribuye a lo largo de un pronunciado gradiente altitudinal de mil metros donde la temperatura disminuye en 6° Celsius. Esto convierte al Parque Omora en un lugar ideal para estudiar empíricamente el impacto del cambio climático en los ciclos vitales y la distribución de plantas, insectos y otros organismos subantárticos (Figura 8).

Figura 7. Cuenca del río Róbalo protegido por Parque Omora. Fotografía de Paola Vezzani.

Como espacio conceptual, la investigación biocultural y los programas educativos del parque integran las ciencias, la filosofía y las artes. De este modo, el parque funciona como un laboratorio natural, un laboratorio biocultural, un aula al aire libre y centro de formación, y una reserva biocultural, cuyas funciones se incorporan a tres amplios campos de acción: (1) investigación científica transdisciplinaria; (2) educación formal a través de cursos escolares, universitarios y de formación; y (3) conservación biocultural vinculada a la toma de decisiones medioambientales y al desarrollo local sostenible (Figura 9).

Figura 8. Detalle del gradiente altitudinal y los lugares de muestreo a través de la cuenca del río Róbalo protegida por el Parque Omora. Para investigar empíricamente el impacto del cambio climático sobre los insectos y plantas subantárticas, los lugares de estudio a largo plazo están situados a lo largo del gradiente altitudinal en lugares con diferentes temperaturas y condiciones climáticas. Figura creada por Silvia Lazarino, s.f.

Figura 9. Investigación (verde), Conservación Biocultural (Amarillo), Educación (Azul). Los tres campos de acción del Parque Etnobotánico Omora son: (i) investigación transdisciplinaria, (ii) educación formal e informal, y (iii) conservación biocultural. El logotipo de Omora, situado en el centro, subraya destaca la integración entre la diversidad biológica y la cultural. Presenta al colibrí Sephanoides sephaniodes, u Omora en lengua yagán, que portando un arpón utilizado por los Iindígenas yaganes para pescar en la región del archipiélago subantártico. Al mismo tiempo, mientras que visita una flor del copihue (Philesia magellanica), principal fuente de néctar para el colibrí en la ecorregión austral. En las narraciones de los Yaganes, Omora es visto como un ave y, al mismo tiempo, como una pequeña persona, un espíritu que mantiene el orden social y ecológico. Figura de Rozzi et al. (2010).

Figura 10. El Centro Internacional Cabo de Hornos (CHIC) está alojado en la Universidad de Magallanes (UMAG), Chile, e inspirado en la obra América Invertida de Joaquín Torres García, para forjar una imagen institucional que exprese una perspectiva biocultural emergente desde el sur geográfico. Imagen adaptada compuesta en 2016 y publicada por primera vez en Rozzi et al. (2020).

Las percepciones y la capacidad de observar el microcosmos y el macrocosmos conforman nuestras realidades y tienen profundas implicaciones éticas. Si solo observáramos las grandes plantas vasculares (como árboles, arbustos, enredaderas), la implicación es clara: solo conservaremos las plantas vasculares. No podríamos ver las plantas no-vasculares (por ejemplo, musgos, hepáticas, líquenes) que dominan las altas latitudes de nuestro planeta y, por tanto, fracasaríamos en nuestros esfuerzos de conservación en las altas latitudes. Pero atenta contra el principio básico de la biología de la conservación: conservar toda la diversidad de especies. Por tanto, no podemos mantener la idea de que la conservación de la flora concierne a las plantas vasculares únicamente. La lógica de este argumento es ineludible. Pero la lógica por sí sola rara vez motiva la acción. Los hechos científicos no garantizan por sí solos la conservación de la diversidad de los seres vivos. Para estimular la apreciación del microcosmos y el macrocosmos, en esta exposición virtual proponemos un “intercambio de lentes” para apreciar la belleza que atesora el cohabitar entre una extraordinaria diversidad de seres gigantescos y diminutos (Figura 9).

Esta exposición virtual también invita a los espectadores y lectores a observar y apreciar el macrocosmos a través de las ventanas abiertas por los telescopios en el Desierto de Atacama, en el norte de Chile, y el microcosmos a través de las lupas físicas y conceptuales situadas en el RBCH, en el sur de Chile. Deseamos animar a los lectores a viajar virtualmente (y eventualmente de manera física) a estas remotas, prístinas y hermosas regiones de nuestro planeta, y que, a través de sus visitas, puedan salir transformados, viendo y valorando las cosas de manera diferente. Esta transformación pretende orientar una convivencia sensible y responsable. Tomamos conciencia de la cohabitación a través de nuestra capacidad de cambiar nuestras lentes, dándonos cuenta de que somos miembros de comunidades de cohabitantes, entrelazados entre una infinidad de seres que han existido antes que nosotros, y seguirán existiendo después de nosotros.