Capítulo 50. La biosfera

La vida en tierra firme

1. A escala planetaria, las comunidades bióticas no están distribuidas en forma arbitraria: ciertos factores físicos como los patrones de temperatura y de precipitaciones definen fuertemente sus características y distribución en el mundo. Los patrones climáticos están influidos por la latitud y la altura, la inclinación del eje de la Tierra, los vientos predominantes, las principales corrientes oceánicas, la estructura de los continentes y la orografía. En una escala de mayor detalle de paisaje (escala local), otros factores como el tipo de suelo, la posición topográfica o las condiciones del drenaje del agua también condicionan la presencia de plantas y animales.

2. El papel del clima en la distribución de las comunidades a escala global es uno de los paradigmas de mayor solidez en ecología. Sin embargo, en la actualidad, el esquema tradicional tiende a ser reemplazado por un paradigma más integrador y dinámico que asume una influencia diferencial del conjunto de factores ambientales y su estudio se centra en procesos específicos, en los que se consideran las escalas temporales y espaciales pertinentes para analizar los niveles de organización involucrados en cada caso.

Fig. 50-3. Procesos y escalas

La estructura y la dinámica de los distintos subsistemas de la biota están afectadas por procesos y acontecimientos que se manifiestan a diferentes escalas espaciales y temporales.

3. Un bioma es una categoría a escala planetaria o regional que agrupa a comunidades que presentan una estructura y una organización semejantes. También son similares las criaturas que los habitan, a pesar de que sus linajes no están estrechamente emparentados. La forma vegetal dominante imprime a los biomas sus rasgos distintivos. Dentro de cada bioma se reconocen distintos tipos de vegetación.

Fig. 50-4.

Debido a la cobertura global de estos mapas, la escala utilizada es relativamente pequeña y la información proporcionada constituye una aproximación general. Los distintos biomas no siempre son uniformes y todos incluyen variaciones considerables de vegetación. Los límites frecuentemente son difusos y en muchos casos se observan anchas zonas de transición entre un tipo de vegetación y otra.

4. La principal característica de los biomas bosque y selva es la dominancia de árboles. Entre ellos se identifican seis formaciones vegetales principales: pluviselva tropical, bosque monzónico, bosque subtropical perenne, bosque deciduo templado, bosque de coníferas y bosque esclerófilo.

5. Las sabanas son praderas cubiertas de gramíneas, con árboles o manchones de árboles dispersos. La transición de bosque abierto a sabana es gradual y está determinada por la duración y la intensidad de la estación seca. Éste es un bioma asociado con los climas tropicales fuertemente estacionales de África y América del Sur, con un acentuado déficit hídrico que impide que se desarrolle un bosque. El equilibrio entre las plantas leñosas y las gramíneas es delicado y depende de la disponibilidad de agua. En general, los suelos de las sabanas tienen un horizonte rico en humus, cuyo espesor depende de la intensidad de la estación seca.

6. Las praderas y las estepas graminosas constituyen el bioma de los pastizales. Su principal característica es la abundancia de pastos. En las praderas, el crecimiento está limitado por una estación fría y un régimen de lluvias estacional. Los pastos son altos y están acompañados por especies herbáceas anuales de hoja ancha. La ausencia de árboles es total. Las praderas se asocian con climas templados continentales subhúmedos y subtropicales húmedos. En las estepas, el frío y el déficit hídrico en una estación restringen el crecimiento de las especies vegetales. Los pastos son cortos y se distribuyen en matas. La presencia de árboles bajos y arbustos dispersos es frecuente. Se asocian con climas semiáridos de latitudes medias. El desarrollo óptimo de los suelos, junto con un particular régimen de lluvias, determina que los pastizales se encuentren entre los biomas más fértiles del mundo. La actividad económica los ha transformado profundamente y, en general, sólo se encuentran pastizales nativos en áreas marginales a la presencia humana.

7. La tundra es un bioma característico de regiones con inviernos muy prolongados y extremadamente fríos. Está dominada por plantas herbáceas pequeñas, representadas por pastos y juncos y una alfombra de musgos y líquenes. El suelo permanece congelado todo el año, excepto durante un breve período en verano, en el que sólo se descongela una delgada capa superficial. El agua de deshielo no alcanza a penetrar el suelo y anega grandes superficies. Las plantas cumplen su ciclo de vida durante el corto verano.

8. Los desiertos y los semidesiertos son áreas con un gran déficit de agua. En los desiertos, la precipitación anual es de menos de 250 mm; en los semidesiertos, las precipitaciones se encuentran entre los 250 y los 400 mm anuales. Las zonas áridas pueden ser cálidas o frías y presentan una gran amplitud térmica diaria. Son ricas en términos de biodiversidad y sus habitantes presentan adaptaciones morfológicas, funcionales o fisiológicas muy eficientes que les permiten compensar la escasez de agua. Los suelos de los desiertos están muy poco desarrollados debido a la falta de agua, que limita la producción y la descomposición de la biomasa. Sus características físicas y químicas están dadas por la calidad de la roca madre subyacente.

Fig. 50-9. Localización de biomasa y nutrientes en los biomas

(a) En diferentes compartimientos en los biomas. (b) Almacenaje de nitrógeno en diferentes compartimientos.

La vida en las aguas

9. En los ambientes acuáticos, la influencia del clima es atenuada por la capacidad moderadora del agua. Se clasifican en ambientes de aguas continentales y marinas. Las aguas superficiales y subterráneas de tierra firme son ambientes continentales; los océanos y los litorales son ambientes marinos.

10. Las aguas continentales abarcan las aguas de superficie y los acuíferos subterráneos que se alimentan de la infiltración de las precipitaciones. Las aguas superficiales se dividen en aguas corrientes (ambientes lóticos) y aguas quietas (ambientes lénticos). Los ambientes de aguas continentales se diferencian de los marinos por la composición química de sus aguas y porque dependen en mayor medida de la influencia del medio terrestre.

11. Las aguas corrientes se alimentan principalmente de las precipitaciones, en forma directa o indirecta por escurrimiento superficial. Los cursos de agua constituyen sistemas de drenaje que alimentan cuencas de tamaño muy variable. Cada tramo de una red de drenaje tiene características ecológicas particulares que proporcionan condiciones de hábitat diferentes para la biota. El plancton no llega a formar poblaciones densas debido al constante fluir de las aguas. El sistema terrestre circundante aporta gran cantidad de materia orgánica, constituida por hojarasca o animales muertos, que son presa de los organismos descomponedores.

12. Los lagos y las lagunas constituyen sistemas relativamente cerrados y delimitados, con entradas y salidas de materia bien definidas. Los productores primarios están representados por el fitoplancton; los niveles intermedios de las cadenas tróficas corresponden al zooplancton y a los peces. En los lagos profundos, la zona iluminada y con mayor actividad fotosintética está separada de la zona más fría por una termoclina o límite brusco. Este fenómeno, que se debe al calentamiento superficial de las aguas, limita la productividad de estos ecosistemas en forma estacional. Sólo los animales de movimiento independiente atraviesan la barrera. En otoño e invierno, al enfriarse la superficie del lago, las capas de agua más profundas ascienden y producen turbulencias. En los lagos y las lagunas poco profundos, este fenómeno no ocurre y el agua circula libremente.

13. La productividad total de los ambientes de alta mar es baja. Los nutrientes se depositan en el fondo oceánico y no están disponibles para los organismos fotosintéticos, ubicados en la zona superficial. En las aguas abiertas, el fitoplancton es el único productor. En los fondos de los ambientes costeros crecen además grandes algas. Entre estos ambientes se encuentran los estuarios, en los que se mezclan el agua marina y el agua dulce de origen continental.

Los humedales

14. Los humedales son áreas que permanecen en condiciones de inundación somera o con su suelo saturado de agua durante largos períodos. Comprenden a los mallines, las turberas, las lagunas estacionales, las salinas de las zonas áridas, vastos sectores costeros marinos y estuariales, los pastizales inundables, los bosques fluviales, los bañados, los esteros y las cañadas. En estos ambientes, la oferta de nutrientes y los organismos fotosintéticos no se encuentran separados como en los sistemas acuáticos. El régimen hidrológico es el principal factor regulador de la distribución y la permanencia de la biota. Los suelos reflejan la dinámica hidrológica local. La flora y la fauna presentan adaptaciones relacionadas con las condiciones de inundación o con la alternancia de períodos de exceso y déficit hídricos.

La biogeografía histórica

15. Los patrones de diversidad de los seres vivos y su ambiente han cambiado a través del tiempo, debido a los efectos de acontecimientos de gran magnitud que modificaron las condiciones de habitabilidad de la Tierra.

16. La forma y la posición de los continentes está gobernada por un proceso llamado tectónica de placas. Hace 200 millones de años sólo existía un supercontinente que luego se fragmentó y se redistribuyó sobre el planeta. Las faunas y las floras originalmente interconectadas se separaron y evolucionaron en forma independiente.

17. Las condiciones climáticas no se mantuvieron constantes a través de las sucesivas eras geológicas. A partir de la era Paleozoica ocurrieron cambios significativos en las temperaturas medias globales y en el nivel del mar. La fragmentación de los continentes influyó profundamente sobre los climas planetarios. La aparición de nuevas barreras continentales retrasó el acceso de las corrientes marinas a latitudes más altas y su efecto homogeneizador sobre el clima se fue perdiendo. Hace unos 50 millones de años, los climas de la Tierra empezaron a diferenciarse en tropicales, templados y fríos. También se diferenciaron en zonas secas y húmedas. En los últimos dos millones de años, las oscilaciones climáticas se hicieron más violentas y frecuentes. Esto dio origen a las glaciaciones.

18. Los procesos tectónicos producen cambios en la estructura de la corteza terrestre: plegamientos, fallas, sismos y erupciones volcánicas. Estas modificaciones afectan la distribución geográfica de los seres vivos.

19. Eventos aislados también pueden afectar la distribución de los organismos a escala local o regional. Por ejemplo, el impacto de asteroides, los maremotos, las actividades volcánicas intensas o los cambios bruscos en la concentración del oxígeno atmosférico.

20. La actividad humana ha modificado el ritmo y la velocidad de extinción de numerosas especies y ha provocado cambios en la distribución de las poblaciones y las comunidades. Una de las consecuencias más importantes de estas transformaciones es la disminución drástica de las áreas ocupadas por ecosistemas naturales. El resultado es una pérdida importante de biodiversidad.

Fig. 50-21. Distribución geográfica

Durante mucho tiempo los naturalistas intentaron explicar las causas de la distribución de los organismos que habitan la Tierra. La biogeografía histórica es la disciplina que se ocupa de analizar esta problemática.