¿Qué es la fenología y cómo nos ayuda a entender el impacto del cambio climático?

Las personas tenemos calendarios y relojes, pero ¿cómo lo hacen las plantas y los animales para identificar el cambio de estación y saber cuándo deben florecer, migrar o dejar caer las hojas? Gracias a estímulos internos y del entorno, sobre todo las horas de luz y la temperatura. 

Y aquí es donde entra la fenología (del griego phainein, "mostrar o aparecer" y logia, “estudio o ciencia”), la ciencia que estudia cómo el clima influye en los ciclos de vida y los cambios estacionales de los seres vivos. 

Cuando el clima cambia, ese reloj se descompasa. Por eso la fenología es una herramienta clave para detectar los efectos cambio climático. En el CREAF lo estudiamos desde hace más de veinte años: con los satélites Sentinel-2, con el observatorio ciudadano RitmeNatura y con experimentos en los bosques mediterráneos. En este artículo se recogen sus hallazgos, los proyectos en curso y recursos donde seguir profundizando. 

Las fechas fenológicas cambian antes, y de forma más visible, de lo que lo hace la media climática. Por ejemplo, en enero, dos grados de temperatura por encima de la media es un número que puede sonar abstracto; pero un almendro florecido en noviembre es un fenómeno que cualquiera puede observar y contrastar. Por eso la fenología funciona como centinela de la crisis climática, ya que refleja cómo afectan el conjunto de la temperatura, las lluvias y la insolación a la naturaleza. 

En el caso de Cataluña, el Servei Meteorològic de Catalunya (Meteocat) ha medido estos cambios a largo plazo. Algunos de los resultados indican que, respecto a hace cincuenta años, el ciclo de los cultivos se ha alterado drásticamente: el peral madura 37 días antes, el albaricoquero 28, el manzano 23 y el olivo 19. La vid se vendimia con 11 días de antelación y las mariposas vuelan en los prados semanas antes de lo previsto. 

¿El motivo? Las anomalías térmicas confunden a la vegetación. Por un lado, los picos de calor inusuales pueden provocar adelantos en la floración. Por el otro, sin suficiente frío invernal, las especies que necesitan pasar un periodo de frío para florecer correctamente (vernalización) - almendro, cerezo, manzano, vid, castaño, trigo de invierno, lavanda – pueden florecer mal y, en consecuencia, dar menos frutos. Ambos casos pueden dejar sin recursos a los polinizadores que llegan puntuales en primavera.

La tesis doctoral de Adrià Descals, premiada por el CSIC en 2024 entre las veinte más relevantes del año, reconstruyó la fenología global de la vegetación con imágenes Sentinel-2, dando lugar al primer mapa fenológico de alta resolución del Ártico y mapas globales para el período 2001-2021. El resultado más impactante: las olas de calor adelantan la caída de las hojas en los bosques caducifolios más de lo que se pensaba y, con el calentamiento global, puede saturarse la capacidad de las plantas para absorber CO₂.  

Un trabajo de Josep Peñuelas, profesor del CSIC en el CREAF, publicado en Nature Climate Change con Jian Wang, de la Ohio State University, demostró por primera vez que también la falta de lluvia - no solo el calor - adelanta la primavera fenológica en el hemisferio norte. Menos nubes significan más horas de radiación, noches más frías y oscilaciones térmicas que las plantas interpretan como señales de primavera. Solo por la reducción de las lluvias prevista para este siglo, se prevé que la primavera avance entre 1,2 y 2,2 días por década. 

Un segundo estudio publicado en Nature Climate Change, también con la participación de Josep Peñuelas, analizó 393.139 parcelas forestales del hemisferio norte. Los resultados muestran que los bosques más ricos en especies son menos sensibles al aumento de la temperatura y no adelantan la brotación. Una posible explicación está en las características del suelo y las plantas de zonas biodiversas. Una mayor diversidad de especies puede favorecer que haya raíces que exploran capas más profundas del suelo, llegando a más recursos. Así mismo, suelen tener suelos más fértiles con comunidades de microorganismos más diversas. En conjunto ayudando a amortiguar los efectos de cambio en el clima local. 

Las golondrinas comunes (Hirundo rustica) regresan históricamente de África a finales de febrero o inicios de marzo. Durante siglos su vuelo bajo sobre los campos catalanes ha marcado la entrada de la primavera. Pero hoy ya no es así. Estimaciones generales confirman que actualmente la golondrina llega veinticuatro días antes que en 1970. Y esto no es anecdótico, es consecuencia del cambio climático y lo podemos experimentar en primera persona. 

Estudiar estos cambios es el objetivo de la fenología. Hoy día esta disciplina va mucho más allá de la teoría académica: se ha convertido en un termómetro esencial de la crisis climática.

Como hemos visto con las golondrinas, efectivamente, el cambio climático puede alterar los patrones migratorios de las aves. Por un lado, puede suceder que algunas aves ya no necesiten migrar buscando zonas donde haya alimento y condiciones climàticas favorables. Por otro lado, puede producirse un desajuste fenológico, por ejemplo, cuando las aves llegan en primavera, quizá ya haya pasado el pico de producción de orugas, y, como consecuencia, no hay tanto alimento para las crías. 

Este fenómeno se está estudiando en múltiples proyectos europeos, que precisamente buscan cartografiar y entender cómo está cambiando el viaje de las aves, gracias a los datos recopilados en el proyecto EuroBirdPortal, que cuenta con su propio visor para seguir las migraciones, en Europa, en tiempo real.  

Desde el CREAF, participamos en: 

• LIFE EBP Reinforcement: Proyecto coordinado por nuestro investigador Sergi Herrando, quien es también presidente del European Bird Census Council, busca optimizar y ampliar la cantidad y calidad de datos de la base de datos de EuroBirdPortal 
• SPEAR: proyecto que busca evaluar cómo el cambio climático altera la abundancia y distribución de las aves en Europa para rediseñar las políticas y áreas naturales protegidas 
• WildE: proyecto en el que nuestra investigadora Ella Plumanns-Pouton, estudia junto a su equipo una función poco explorada: la capacidad de las golondrinas y de otros migradores para transportar semillas a larga distancia, ayudando así a trasladarlas a zonas más favorables climáticamente. 

En otoño, las hojas de los árboles caducifolios cambian de color antes de caer: cuando la clorofila, responsable del color verde, se degrada, quedan al descubierto otros pigmentos amarillos y naranjas, y en algunas especies se sintetizan pigmentos rojos. Al final del proceso, los taninos, junto con la degradación y la oxidación de otros compuestos, dan a las hojas sus tonalidades marrones. Este cambio forma parte de una estrategia de supervivencia de las plantas caducifolias, que, antes de perder las hojas, recuperan nutrientes para reutilizarlos en primavera. 

Pero no todos los marrones son iguales. El cambio climático y las sequías pueden alterar este fenómeno y provocar que las hojas se sequen y caigan antes de tiempo. A diferencia de la coloración gradual y viva del otoño, la sequía suele provocar cambios más bruscos y colores más apagados. Además, si las hojas caen prematuramente, la planta puede tener menos tiempo para recuperar sus nutrientes. Sin embargo, los otoños con temperaturas suaves pueden retrasar el cambio de color y la caída de las hojas, alterando el momento en que la materia orgánica llega al suelo y se reciclan los nutrientes, así como el consumo de agua de las plantas, entre otros procesos. 

RitmeNatura es el observatorio fenológico ciudadano coordinado por el CREAF, y liderado por Ester Prat desde 2015, en colaboración con el Servei Meteorològic de Catalunya. En este proyecto, es la propia ciudadanía la que recopila de forma voluntaria las observaciones de su entorno, en el territorio catalán, a través de la aplicación iNaturalist. Participar es tan simple como seguir regularmente el ciclo de un árbol o arbusto de tu entorno y registrar sus cambios. Si quieres saber cómo participar visita la web del proyecto. Posteriormente, todos estos datos recopilados los valida el equipo técnico del proyecto.  

Entre otras cosas, estas observaciones han permitido detectar anomalías en los ciclos de la vegetación a lo largo de los años, coincidiendo con lo esperado en este contexto de cambio climático. Por ejemplo, entre julio de 2023 y junio de 2024, RitmeNatura registró 214 especies de plantas que florecieron fuera de su época habitual en Cataluña. También en 2023, durante el otoño, rebrotaron naranjos, almendros, ciruelos, granados, retamas, espinos, mirto y otras muchas especies, en un fenómeno conocido como "segunda primavera". Fenómeno que, como bien indica Ester Prat, supone un derroche energético para las plantas, pues esas flores mueren con el primer frío, y las reservas consumidas faltarán en la verdadera época de floración. 

Desde 2021, RitmeNatura también se desarrolla en el ámbito educativo, acercando y promoviendo la participación científica en el aula, y creando la red de Fenocentros, con aquellas escuelas e institutos que envían datos fenológicos de forma recurrente durante todo un curso escolar. Asimismo, el proyecto recoge y ofrece materiales didácticos gratuitos en su web.  Esta implicación educativa culmina actualmente con la nueva situación de aprendizaje "Seguim el ritme de la natura", desarrollada junto a la Xarxa d'Escoles Verdes. 

En el plano internacional, RitmeNatura se incorporó a la red de modelización fenológica coordinada por el centro Lorentz de los Países Bajos, junto con la Universiteit Twente, el INRAE francés, la Technische Universität München y la Universidad de Córdoba. Este encuentro ha dado lugar a la reciente publicación de un artículo conjunto que traza una hoja de ruta, con 21 preguntas clave, para el futuro de la investigación en el ámbito de la fenología vegetal. Consultable aquí.  

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