Ciclos Biogeoquímicos - Unidad II.B

Al seguir considerando la teoría de sistemas revisada en temas anteriores podemos mencionar que un sistema tiene componentes dentro de el que están conectados y engranados de tal forma que permiten su existencia y reacción frente a los factores externos que siempre los afectan.

Uno de esos componentes puede constituir un punto de partida (Pp) que puede llevar materia y/o energía a un punto final (Pf)

Pp ....................Pf

Si luego de que el sistema llega a su estado "punto final" ocurren cambios que lo vuelven a llevar al punto de partida, y este cambio ocurriese de manera periódica, estaríamos hablando de un ciclo.

Pp....................Pf.................Pp

De manera formal, un ciclo es la repetición de cualquier fenómeno de manera  periódica que luego de transcurrido cierta porción de tiempo el estado del sistema o sus magnitudes en cuanto a materia/energía vuelven a la configuración o punto de partida.

Fig. 1 En los ciclos, todo vuelve a su punto de inicio.

Muchas cosas en la naturaleza funcionan en base a ciclos. El cuerpo humano (y los seres vivos en general) poseen rutas metabólicas que les permiten emplear la energía obtenida de los nutrientes y convertirla mediante reacciones químicas, en una forma de materia orgánica que le es mucho más útil desde un punto de vista energético y estructural. Muchas de esas rutas metabólicas poseen ciclos.

                              Fig.2 Porción esquematizada del metabolismo intermediario                                          mostrando la ubicación del Ciclo de Krebs.

 En el caso que nos ocupa en Bioecología y Conservación debemos comentar algunos ciclos referidos a nuestro sistema objeto de estudio y hogar permanente, la tierra.

Comenzaremos por el ciclo del elemento más abundante en nuestros cuerpos (65%) y en nuestro planeta, el ciclo del agua.

Fig. 3 Los movimientos y transformaciones que sufre nuestro vital líquido

 Los rayos solares al chocar con las grandes masas de agua de nuestros mares, océanos y grandes lagos, generan la evaporación necesaria del líquido para formar las grandes masas de nubes que vemos a diario en el cielo, de esta manera el vital líquido llega a la atmósfera. Otra manera en que las nubes reciben contribución del agua continental es por medio de la transpiración biológica de las plantas y posterior evaporación de dicha agua, evapotranspiración. 

Esas masas de nubes al juntarse por acción de los vientos se hacen más densas hasta el punto en el que ocurre la precipitación del agua contenida en ellas, dependiendo de la temperatura del sitio donde ocurre tal fenómeno, esa agua caerá en forma sólida (hielo) o en forma líquida (lluvia).  Eventualmente toda la nieve y granizo precipitado a tierra se descongelará y se unirá al agua de lluvia en los cauces de quebradas, riachuelos y ríos, pudiendo ser estos últimos incluso subterráneos.

Toda esa agua al final llega a su punto de partida, los grandes cuerpos de agua terrestre (lagos y lagunas), mares y océanos, completándose así el ciclo.

En cuanto a otro elemento vital para nuestra supervivencia, el oxígeno, podemos comentar lo siguiente.

Fig. 4 Fuentes, almacenamiento y flujos del oxígeno terrestre

 Los rayos ultravioleta al interaccionar con la capa de ozono liberan oxígeno a partir de esta mediante un proceso de ruptura química conocida como fotólisis:

                                     O₃ + hν    →    O• + O₂
  O₃: ozono.
 hν: radiación ultravioleta.
 O•: átomo de oxígeno.
 O₂: oxígeno molecular

Conocemos desde hace tiempo que la fotosíntesis que las plantas llevan a cabo tiene como uno de sus productos de reacción al oxígeno, contribuyendo así a la presencia en el aire de ese elemento vital respirable. Por otro lado, la respiración y la descomposición de todos los componentes de la biosfera consumen constantemente oxígeno atmosférico.

En el proceso de formación de las rocas, queda oxígeno atrapado en los intersticios de las rocas en formación, una vez enterradas y sometidas a las altas presiones, sobretodo en el fondo marino, dicho oxígeno permanece allí por mucho tiempo. A la inversa, durante el proceso de descomposición de las rocas; sea esta por procesos de meteorización a causa de los cambios de temperatura o por la dinámica de la tectónica de placas continentales o en la formación de las montañas; el óxígeno originalmente atrapado en tales rocas es liberado nuevamente a la atmósfera, regresando a su fuente inicial.

Otro ciclo de mucho interés para nuestro sistema-hogar es el del elemento nitrógeno, presente en nuestros cuerpos (3,2%) como constituyente de nuestro material genético y en el aire que respiramos de manera abudante 78%.

Fig. 5 Flujo cíclico del Nitrógeno.

Una de las maneras en las que el nitrógeno atmosférico es llevado al suelo es a través de unas bacterias fijadoras de nitrógeno molecular (N₂) que viven en los nódulos de las raíces de las plantas leguminosas. Luego otro conjunto de bacterias fijan ese nitrógeno al suelo mediante su acción metabólica convirtiéndolo en un compuesto muy común en el suelo, el amonio (NH₄+). El amonio también es producido por la acción de los llamados organismos descomponedores, bacterias y hongos que procesan heces y restos restos de vegetales y animales en descomposición.

Ese amonio en el suelo es fuente de alimento para unas bacterias llamadas nitrificantes, que lo convierten en nitrito (NO_2-) el que a su vez será convertido en nitrato (NO_3-) por la acción de otro conjunto de bacterias nitrificantes presentes en el suelo. Este nitrato puede volver a las plantas y a la cadena alimenticia por medio de su asimilación en las raíces, completando así un ciclo pequeño. Otra vía es ser objeto de las bacterias desnitrificantes que permiten liberar nitrógeno a la atmósfera completándose así el ciclo inicial largo para este importante elemento.

La vida tal cual la conocemos en la actualidad está basada en el carbono. Los seres vivos completamos nuestras funciones metabólicas empleando moléculas en cuya estructura casi siempre está presente este elemento químico. Veamos un poco sus movimientos a escala global.

Fig. 6 Movimientos a escala global del carbono.

 En la atmósfera su presencia debería ser constante a un nivel de 0,034%, es decir mínima cantidad. En el proceso de la fotosíntesis, el CO₂ es empleado por las plantas como fuente de carbono y de esa manera ingresa a la cadena alimenticia. Tanto las mismas plantas como los animales, en la tierra y en el mar expulsan el dióxido de carbono durante su respiración completando un ciclo corto.

Una vez cumplen su ciclo vital, tanto las plantas como los animales  y grandes cantidades de microoganismos como el zooplancton las algas (y su biomasa rica en carbono) pasan a formar parte de de la litosfera, creando grandes almacenes en el subsuelo que pueden durar allí el tiempo suficiente para que dicha materia orgánica pueda convertirse en carbono y petróleo según sea la fuente de la materia orgánica atrapada en el subsuelo.

Con el paso de los años y el desarrollo de la tecnología, hemos podido extraer esas fuentes de carbono atrapadas en forma de combustibles fósiles a fin de generar la energía que necesitamos para nuestro estilo de vida, obtener materias primas para nuestras industrias y hacer andar nuestros transportes. Como no hemos refinado el proceso de combustión de tales fuentes de carbono, una cantidad excesiva de él regresa a la atmósfera en forma de CO₂    completando el ciclo, pero también ocasionando un desbalance en la cantidad que debe haber de dicho gas en la atmósfera lo que ha ocasionado muchos problemas en nuestro entorno.

Existen otros elementos igualmente importantes para nuestro planeta y que cumplen ciclos en él, tales como el azufre y el fósforo, sin embargo nos limitaremos a estudiar los cuatro anteriormente descritos a fin de enmarcar el alcance de los problemas ambientales en dichos movimientos de materia y energía.

Contaminación - Unidad II.A

Recordando la teoría de sistemas estudiada en la unidad anterior podemos traer a colación los comentarios que sobre un sistema puede ejercer uno o varios factores externos. De hecho, al momento de alguno de ellos interactuar con el sistema, a este no le quedan sino dos posibilidades o salidas; cambiar el rumbo o curso y/o ver alterada su forma de existencia.

Dentro del sistema hay componentes que lo definen y que permiten hacer cumplir sus funciones. Ellos interactuan entre sí de manera armónica y estructurada tal cual lo hacen los distintos componentes de un automóvil o los órganos en el cuerpo humano a fin de funcionar sin causar averías o enfermedades según sea el caso.

Fig.1 Engranajes en un sistema

Al intentar hablar sobre contaminación es útil intentar definir primero al agente que la causa, el contaminante. Este puede ser parte de un sistema y estar en demasía o ser un factor externo a él, lo que si es constante es que el contaminante causa un perjuicio o mal funcionamiento al sistema que contamina llegando incluso a hacer que colapse.

Un litro de aceite de motor en el tanque de gasolina de un vehículo puede ser considerado un contaminante al igual que una cantidad excesiva de hierro en nuestro organismo. En ambos casos, tanto el vehículo como el organismo, van a fallar. En el caso que nos ocupa en el curso, el planeta tierra, se pueden encontrar diversos contaminantes que afectan las diversas capas, litosfera, atmósfera, hidrósfera y biosfera.

De manera formal y ya conociendo el significado del término contaminante, podemos definir contaminación como el proceso por mediante el cual un agente nocivo para un sistema se acumula en él ocasionándole un mal funcionamiento o su eventual destrucción irreversible. Como se mencionó en el párrafo anterior, el planeta tierra puede verse sujeto a diversas fuentes de contaminación a todo lo largo y ancho de su estructura.

La contaminación del suelo es evidenciada cuando se alteran sus componentes básicos naturales y la mayoría de las veces, se realiza con desechos sólidos no clasificados en los llamados rellenos sanitarios. En estos lugares se abren fosas al suelo y luego la basura proveniente de los hogares o la industria es vertida en dichas cavidades para luego taparlas con tierra y así se permite al suelo hacer el trabajo de deshacernos de nuestra basura. El suelo también puede verse contaminado, casi siempre de manera accidental, con desechos en estado líquido, provenientes de derrames de petróleo, gasolina, aceites u otra sustancia que sea vertida en él.

Fig. 2 Maquinaria pesada removiendo desechos sólidos.

 

La contaminación del agua es también muy evidente y ocurre cuando vertimos nuestras aguas servidas, domésticas e industriales, sin tratamiento previo, a los cauces naturales de ríos, quebradas o directamente al mar. En las ciudades muy pobladas son comunes la canalización y embaulamiento de las quebradas y de algunos ríos a fin de intentar mitigar los olores nauseabundos y desbordamientos que suelen ocurrir en época de lluvias debido a la gran cantidad de desechos sólidos que las personas que viven cerca de ellas vierten sin ningún tipo de conciencia ni ambiental ni de la seguridad de su hogar. 

Fig. 3. Diversos contaminantes flotando en las aguas de un río

La contaminación del aire es percibida incluso a grandes distancias por altas columnas de humo que salen de las chimeneas de las fábricas, refinerías e instalaciónes petroquímicas. Otra fuente contaminante que no tendemos a tomar en cuenta son los gases emitidos por los tubos de escape de los vehículos producto de la combustión incompleta que realizan los motores a gasolina, gasoil y diesel. Es de hacer notar que, igual que sucede con las plantas de tratamiento de aguas servidas, los autos eléctricos con cero emisiones ya existen y son completamente funcionales para hacer el trabajo, sin embargo por razones de índole económico y político no son masivamente usados. Mas adelante en el curso, nos daremos cuenta de como poco a poco nosotros mismos estamos colocando los elementos necesarios tanto para crear el calentamiento global como para hacer mucho más violento nuestro clima por medio de este tipo de contaminación.

Fig. 4. Emisiones de vehículos automotores al final de la tarde

 Las fuentes energéticas de contaminación, como la radiactividad, y las fuentes químicas, como el mercurio vertido al intentar sacar el oro de los ríos, pueden llegar a afectar tanto al suelo, al aire, al agua y a los seres vivos donde son vertidos o emitidos según sea el caso. 

 

Fig. 5. Fotógrafo trabajando en las instalaciones de la destruida planta nuclear de Chernobyl con la indumentaria y EPPs necesarios para evitar la radiación de partículas beta.

La contaminación sónica tiende a ser una constante en las grandes urbes durante los días laborables, sobretodo en las llamadas “horas pico”, donde el tráfico con sus típicos corneteos y rugir de motores hacen las calles y avenidas verdaderos espacios para la tortura y desgaste auditivo con exagerada cantidad de decibeles lanzados al aire. Los fines de semana, este tipo de contaminación se circunscribe a pocos vehículos pero con muchos más decibeles, pero esta vez emitidos de espectaculares equipos de sonido instalados en dichos autos por sus propietarios con el fin de impresionar y hacer lucir mucho más atractivas a sus adoradas máquinas sobretodo durante altas horas de la noche y madrugada. El daño o perjuicio aquí no solo tiende a ser para los vecinos que descansan de su semana laboral sino para el sistema auditivo y reproductor del conductor y pasajeros de tales autos.

Fig. 6. Cada vez son más potentes los equipos de sonido instalados en algunos autos

La contaminación lumínica pareciese un aspecto trivial como para ser considerado un aspecto de relevancia para nuestro sistema-planeta tierra. Sin embargo, la amenaza constante proveniente del espacio en forma de asteroides, cometas y meteoritos hacen de extrema utilidad modificar la iluminación urbana a fin de impedir que la luz emitida de las luminarias sea reflejada al espacio, esto con el propósito de permitir que un mayor número de personas, sin importar que tan céntrico de una ciudad viva, pueda dedicarse a la astronomía como profesional o aprendiz a fin de detectar, de manera temprana y oportuna, alguna de esas amenazas. Este simple hecho nos haría ganar tiempo extremadamente valioso y útil en esos posibles escenarios de extinción masiva a fin de elegir la mejor estrategia de sobreviencia de nuestra especie, sin duda sería una ventaja que los dinosaurios ni siquiera pensaron en tener.

Fig.7. Destellos lumínicos de una gran ciudad emitidos al espacio

La contaminación espacial cada vez se hace más importante en ese lugar al que cada país tiene derecho y del que nosotros hacemos uso desde la puesta en órbita del satélite Simón Bolivar. Cada vez más crece la cantidad de desechos en el espacio adyacente a nuestro planeta producto de la intensa competencia que ha existido por conquistarlo y, de una manera muy sutil, reclamarlo. Miles de kilogramos de chatarra espacial giran a gran velocidad pudiendo eventualmente impactar a nuevos satélites y bases espaciales inutilizándolas, o incluso afectar la vida de algún astronauta en el corto plazo. No debería descartarse la idea de incluir en los sistemas de satélites y bases espaciales, protocolos para que al término de su vida útil, éstos cuenten con la propulsión necesaria para regresar a la tierra y puedan ser vaporizados en su entrada atmosférica. 

 

Fig.8. Incremento de la basura espacial alredeor de la tierra con el paso de los años.

Cada vez más internet se vuelve un espacio en donde interactuamos, nos comunicamos, nos relacionamos, compramos, vendemos, nos informamos y nos educamos, llegándo a constituir una parte muy importante de la vida de muchas personas. De hecho, una de las alternativas que algunos futurólogos ponen en la mesa como posibilidad de evolución dirigida de la raza humana es, además de llegar a convertirnos en seres biónicos-robóticos o migrar a otro planeta, es la de transformarnos en seres totalmente virtuales. Aún falta mucho tiempo para que alguna o todas de esas posibilidades se hagan realidad, perosbemos hoy que tenemos contaminantes del espacio virtual. Cada vez es más común ver en la bandeja de entrada de nuestros correos electrónicos mensajes que provienen de remitentes desconocidos para nosotros y que pueden llegar a infectar a nuestros equipos con algún virus informático o simplemente retrasar nuestras labores al ofrecernos los más atractivos anuncios publicitarios. Ambos conjuntos de correos basura hacen que nuestros sistemas informáticos funcionen mal lo cual puede llegar a ser de gran impacto en nuestro mundo cada vez más digital.

Fig. 9. Muchos mensajes por correo electrónico son "correo basura"

Para terminar una reflexión. Es importante tomar en cuenta que la basura, en términos generales, debe ser vista hoy con una nueva perspectiva. Cauchos de montacargas viejos cuyas gomas son empleadas para repotenciar bases de motores y muñones, recuperadoras de metales, desechos orgánicos como fuente de abono y sustrato para cria de lombrices, papel periódico como materia prima para la elaboración de papel artesanal y desechos electrónicos que son reutilizados en dispositivos útiles son algunos ejemplos tangibles de como una vez cambiada la concepción tradicional del teŕmino “basura” o “desecho” a un significado mas cercano a “materia prima” nos va a permitir no solo mejorar nuestra economía y procesos en general, sino también disminuir al mínimo la presencia de contaminantes en nuestro ambiente muy probablemente permitiéndonos en el proceso, salvar al planeta y a sus más inquietos habitantes, la raza humana. 

Fig. 10. El reciclaje puede ser una vía para aprender a "pensar diferente" la basura.

  

Fuentes Bibliográficas

-Perdomo, F. et al. Proyecto Electrónico. Tríptico Informativo. Unidad Curricular: Arquitectura del Computador. UPTAEB-Lara. Mayo 2013.

-Guillén, C.A. Los Desechos Electrónicos aumentan cada día mas. Artículo sobre Tecnología. Diario El Impulso. Página C1. Agosto 2012

Biodiversidad - Unidad I.5

Un Profesor le pregunta a su clase:
-¿Donde hay mas vida? ¿En una gota de sangre o en una gota de semen?-


Algunos estudiantes le argumentan que en la sangre porque allí hay una gran cantidad de células sanguíneas del sistema inmune y están los eritrocitos que son millones por cada gota. El profesor les responde que su respuesta es errada debido a que en una gota de semen también hay una inmensa cantidad de células llamadas espermatozoides, así que ese argumento no es suficiente para elegir a la sangre.

Frotis sanguíneo visto al microscopio óptico. Se aprecian los eritrocitos y algunos linfocitos.

Otro grupo de estudiantes le argumentan que en la gota de semen hay mas vida porque una de esas células se une eventualmente al óvulo en la fecundación generando un nuevo ser luego del desarrollo embrionario y así se estaría generando mucho mas vida. El profesor les contesta que con la tecnología de cultivo celular y clonación actuales es posible no solo cultivar grandes cantidades de tejido e incluso obtener órganos sino que es técnicamente posible crear muchas copias de ese ser humano con muy pocas células de la sangre, razón por la cual su argumento no es suficiente para elegir al semen.

Micrografía electrónica de barrido coloreada artificialmente mostrando un óvulo humano rodeado de varios espermatozoides

Luego de escuchar detenidamente los argumentos de sus estudiantes defendiendo una u otra opción a fin de contestar sin éxito la pregunta les dice:
-Les pregunté donde había más vida, si en una gota de sangre o en una gota de semen, pero ninguno se preguntó a si mismos: ¿Como puedo medir la vida a fin de elegir una de las dos opciones? ¿Que es la vida?-

-De ahora en adelante cuando les pregunten algo, siempre asegúrense de conocer cada uno de los términos de lo que le están preguntando.

 Historia inspirada del ejercicio docente.

No todas las definiciones de vida satisfacen todas sus características, sin embargo una bien simple puede resumirse así:

"Un sistema bioquímico que se sostiene a si mismo y que es suceptible de experimentar la evolución darwiniana"

Se hace impensable definir biodiversidad sin antes tener al menos una idea de lo que es la vida. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura: 

"La diversidad biológica, o biodiversidad, se manifiesta en todos los niveles de la organización (genes, especies, ecosistemas y paisajes) y se puede ver en todas las formas de vida, hábitats y ecosistemas (tropical, bosques, océanos y mares, ecosistemas de sabana, tierras húmedas, tierras áridas, montañas, etc.)"

Según un biólogo peruano: Gil, J.E. (2011): la "Diversidad Biológica es la variedad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos los ecosistemas terrestres y acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie, entre las especies y de los ecosistemas. 

El término biodiversidad es una contracción de diversidad biológica (Groombridge, 1992), utilizado para describir, no solo el número de organismos vivientes (o número de especies), sino también su variedad y variabilidad. La biodiversidad incluye las interacciones que se establecen entre las formas de vida y que dan origen a sistemas interactivos complejos como son los ecosistemas.

Nuestro país se sitúa entre los 15 países con mayor diversidad del planeta.

La Diversidad Biológica incluye tres niveles o categorías jerárquicas diferentes: la diversidad genética, la de especies y la de los ecosistemas".

Diversidad Genética:

Todos los organismos vivientes sobre la tierra, poseen alguna forma de material genético heredable (i.e. ADN - ácido desoxirribonucleico; o ARN - ácido ribonucleico) que transmiten a las generaciones posteriores. Este material comúnmente se organiza en cromosomas conformados por genes. La constitución genética de cada especie es característica de ésta, pero se encuentra en constante modificación por la acción de mutaciones y recombinación. El resultado es la aparición constante de nueva variabilidad genética, que luego es moldeada por la acción de los factores externos conocidos como selección natural. El total de variabilidad genética, que distingue a cada uno de los individuos de una especie, es el aporte del nivel de genes a la biodiversidad. Las diferencias en el color de los ojos, el cabello o la piel de los humanos, es un reflejo directo de dicha variabilidad.

Diversidad de Especies:

Cuando se habla de biodiversidad, la cifra que comúnmente se utiliza para señalar diferencias entre las regiones del mundo es el número de especies allí presentes; sin embargo, esto no se considera biodiversidad, sino más bien la riqueza de especies del área en cuestión. En este renglón son de importancia crucial las especies conocidas como especies clave (Gilvert 1980), las cuales son organismos cuyo modo de vida está íntimamente ligado a otras especies de su entorno, y que son responsables del mantenimiento de un conjunto de especies asociadas. Tal es el caso de las aves, murciélagos e insectos polinizadores, los cuales, al alimentarse del polen o néctar de las flores, a su vez se convierten en vehículo para la reproducción de éstas. Por tanto, según sea el rol que representa una especie en el ambiente que ocupa, así será su contribución a la biodiversidad.

Diversidad de Ecosistemas:

Este nivel de biodiversidad es el componente de más difícil cuantificación. Comprende todas las especies que conforman un ecosistema particular, las interacciones que se establecen entre ellas y el efecto que ejerce el medio abiótico. Elementos como el clima y el material parental del suelo definen en gran medida el tipo de ecosistema que está presente en una región, y son, por tanto, las causas últimas de la biodiversidad. Una vez que los nutrientes del suelo son agotados, los depredadores extinguidos o la masa boscosa es deforestada, se producen cambios irreversibles en el equilibrio que existe entre los diferentes componentes de un ecosistema.

La contribución del nivel de los ecosistemas a la biodiversidad es muy frágil y depende del estado de numerosas partes en forma simultánea. Al producirse la extinción de depredadores crecen las densidades de sus presas herbívoras, las cuales aumentan su consumo de materiales vegetales y pueden, a su vez, causar la extinción de algunas especies de plantas con las que se alimentan. Hoy día las actividades humanas atentan directamente contra el mantenimiento de la biodiversidad, y es justamente en el nivel de ecosistemas donde se registran los hechos más graves.

Entre las principales causas de extinción están la cacería indiscriminada pero la mayor de las fuentes de pérdida de biodiversidad es la destrucción de los hábitats. Lamentablemente este tipo de acciones afectan a muchas especies de una sola vez y no a pocas.

Fuente Bibliográfica. 

-Rodriguez,J.P. y Rojas-Suarez, F. (2003) Libro Rojo de la Fauna Venezolana. 2da. Edición. Provita.

Planeta Tierra como Sistema - Unidad I.4

Vivimos en el planeta Tierra. Aunque debería llamarse mas bien planeta Agua ya que 2/3 partes de él están compuestas de este líquido sin embargo la vida inteligente pensamos se ha desarrollado sòlo sobre la superficie terrestre, de allí su nombre.

Representación de la Tierra vista desde el espacio.

Si pensamos en la Tierra como una embarcación que navega por el espacio o, de manera mucho más formal, como el todo de un sistema, sabemos que existen un complejo de factores externos que actúan directa o indirectamente sobre dicha nave, sistema o planeta, según queramos visualizarlo, que afectarán tanto su curso o rumbo y tarde o temprano, su forma de existencia, es más, ya ha sucedido.

Se sabe que si algo entra a la tierra desde el espacio, la fricción con los gases de la atmósfera al ir entrando lo pulverizaría al instante debido a las altas temperaturas que se generan de alrededor de 500°C.

Descomposición térmica de rocas durante su ingreso atmosférico. 

Un investigador en astrobiología, Campins, J. y su grupo de colaboradores, lograron demostrar en el año 2003, en nuestro país, que un tipo de moléculas esenciales para el surgimiento temprano en la vida sobre el planeta tierra pudo haber sobrevivido el ingreso por nuestra atmósfera si estos nucleósidos (ADP, ATP y AMP) entraban en la compañía de polvo meteorítico, que es muy abundante en el espacio y se sabe que constantemente ingresa en grandes cantidades.

Partículas de polvo interplanetario de origen meteorítico.

Si tomamos el evento anterior como parte de la evidencia del ingreso al "sistema" de las moléculas necesarias para que la vida surgiese sobre el planeta en el primer billón de años de su existencia, podemos notar dos cosas muy interesantes desde la teoría de los sistemas.

Una es que el sistema presenta una salida de materia en la actualidad (luego de millones de años de aquella entrada) en forma de satélites, bases espaciales, transbordadores y astronautas lo cual podemos considerar como pírrica en comparación a la gran proporción de partículas de polvo interplanetario meteorítico que acompañaron a las moléculas de la vida en su ingreso al planeta por tantos años.

Representación del Satétile Simón Bolivar en órbita.

La otra cuestión se refiere a que ese factor inicialmente externo generó un factor interno, la vida, y esta no solamente se expresó como la salida de satélites, sondas y astronautas fuera del sistema, sino que ha generado una cantidad de cambios internos que sin duda han afectado el curso, rumbo y la forma de existencia de nuestro planeta.

Infinidad de factores externos han afectado y afectan a nuestra embarcación casi que a diario: viento solar, llamaradas solares, descargar eléctricas, fotones ultravioleta, rayos cósmicos galácticos e intergalácticos, cuerpos meteoríticos, cometas, campos gravitatorios, entre muchos otros.

Ondas de viento solar alcanzando el campo magnético de la tierra.

Sabemos que como consecuencia de la interacción de algunos de esos factores, como la llegada a la superficie de grandes meteoritos, una forma de existencia que había predominado sobre el planeta, los dinosaurios, experimentaron un cambio abrupto que los llevó a la extinción, dando paso al gran surgimiento de los mamíferos terrestres donde estamos incluidos hoy como raza humana.

Representación artística del impacto de un meteorito en la época de los dinosaurios

         Pero ahora, al parecer hemos tenido un impacto tal sobre la tierra que no es tan rápido ni tan violento como cuando cae un meteorito sobre la superficie, pero que si es igual de determinante en sus consecuencias para la forma de existencia y para el curso o rumbo de este sistema llamado Tierra. Con los cambios que estamos generando peligrosamente nuestro planeta se va pareciendo cada vez más a un planeta terrestre cercano, totalmente desértico, que tiene una atmósfera saturada de dióxido de carbono, con temperaturas que no permiten la existencia de la vida tal cual la conocemos y en cuya superficie hay evidencias de que alguna vez fluían ríos y existían mares, a ese planeta hermano, del cual tememos parecernos cada vez más lo hemos llamado Marte.

Superficie de Marte.

A fin de conocer un poco mejor la "casa" que habitamos como especie debemos detenernos un poco a explorarla para ver como está estructurada y así aumentamos la probabilidad de detener el daño que le estamos infringiendo. En la imagen siguiente vemos un corte o sección de la tierra mostrando su estructura en capas:

Diagrama esquemático de las capas de la tierra.

La atmósfera es la capa más externa y está compuesta por los gases que rodean nuestro planeta. Desde la superficie de la tierra hasta su límite superior puede alcanzar unos 80 kilómetros y está compuesta básicamente por nitrógeno, un 79% y oxígeno, un 20% y el restante 1% compuesto de gases diversos entre los que se encuentra al dióxido de carbono, vapor de agua, clorofluocarbonos, ozono y otros gases inertes.

La biósfera corresponde al sistema de la tierra que corresponde a los seres vivos y el medio físico que les rodea y que ellos contribuyen a conformar. Esto incluye plantas, animales y microorganismos.

La hidrósfera comprende el material constituido por el agua que se encuentra bajo y sobre la superficie de la tierra. Cabe destacar que el agua cumple un ciclo global aún más allá de la superficie.

La litosfera es la capa sólida superficial de la tierra caracterizada por su rigidez. Está fragmentada en placas tectónicas en cuyos bordes se concentran fenómenos geológicos endógenos como el vulcanismo y la sismicidad.

La interacción  de cada una de estas partes del planeta permite la permanencia de la vida sobre la tierra. Cualquier variación o alteración que se cause en alguna de las partes del sistema tenderá a amenazar su existencia y la de nuestra especie.

Fuente Bibliogràfica
-Campins, J. et al. (2003) Límites de sobrevivencia y pirólisis de moléculas fosforiladas durante el pasaje atmosférico en planetas parecidos a la tierra. Revista: Ciencia Espacial y Planetaria. Volumen 52, páginas 613-621. Elsevier.

-www.es.wikipedia.org

 

Ecosistema - Unidad I.3

Podemos entender como ecosistema al conjunto de interacciones que surgen del clima, el suelo y los seres vivos de un lugar determinado. Sabemos que las condiciones ambientales dependen de la temperatura, la pluviosidad y otros factores medibles tales como: la altitud, la cantidad de exposición a la luz, el tipo de suelo, la topografía y muchos otros, pero un factor determinante de los dos primeros es la latitud o distancia desde el ecuador.

Es más, el gradiente altitudinal, o distancia sobre el nivel del mar, medida en metros (msnm) y el gradiente latitudinal, o posición en grados minutos y segundos desde el ecuador,  determinan las características físicas y químicas de un ecosistema dado y pueden hacer del límite entre un par de ecosistemas poco definible.

 Dos ecosistemas pueden estar en la misma zona de la tierra, ser similares en su funcionamiento, contar con características ambientales parecidas y poseer una estructura y función de sus componentes biológicos igual pero los seres vivos que lo integran sen de distintas especies en cada uno de esos ecosistemas. Esto habla de distintas soluciones evolutivas a las mismas vicisitudes ambientales.

Los ecosistemas son importantes por dos razones fundamentales. La primera de ellas tiene que ver con la preservación de su equilibrio, si lo hubiese, para las futuras generaciones y la humanidad. Tendemos a tener la idea vaga de que los ecosistemas se mantendrán tal cual están por tiempo indefinido sin importar que tanto los intervengamos y los explotemos desmesuradamente, pero tal idea es completamente errónea. Aun no sabemos con certeza si debido a la periodicidad de los cambios terrestres las características ambientales, la estructura y función de algunos ecosistemas será la misma en 10, 100 o mil años.  Lo que si sabemos es que es y seguirá siendo el escenario de la vida y sería muy nefasto que nosotros mismos termináramos con el equilibro del que gozamos hoy en día en dichos entornos.

Otra razón por la cual son importantes los ecosistemas es debido a su productividad. Esta se mide determinando la acumulación de carbohidratos provenientes de la fotosíntesis y es altamente influenciada por los factores ambientales. Vistos así, los ecosistemas son un recurso natural que depende de nosotros el que sea renovables o no según el grado de explotación que le apliquemos.  Siempre hay que tener en cuenta que para que un ecosistema funciona y de algún rendimiento es necesario que consuma parte de la energía que genera en forma de carbohidratos. De allí que existan dos definiciones de productividad, a saber:

PPB = E_f

PPN= E_f – E_r

donde,

PPP: Productividad Primaria Bruta

E_f: Energía obtenida por medio de la fotosíntesis.

E_r: Energía invertida en la respiración.

Así, al momento de intervenir productivamente un ecosistema siempre debe hacerse en base a una PPN, de tal manera que siempre el ecosistema cuente con una E_r y pueda así mantenerse en el tiempo.

A medida que la latitud es menor (mayor cercanía al ecuador) tanto las precipitaciones como las temperaturas y las productividades de los ecosistemas tienden a ser mayores.  Por eso los ecosistemas con mayores productividades casi siempre se consiguen en la zona intertropical. Sin importar la latitud, la limitación más importante para aumentar la productividad de los ecosistemas terrestres es el agua. En los ecosistemas acuáticos en cambio; la luz, el dióxido de carbono y los nutrientes son los factores que limitan su productividad.

Por otra parte, la importancia de los ecosistemas no solo se refiere a que tanta cantidad de carbohidratos producen por metro cuadrado. Los ecosistemas son verdaderos sustratos para la expresión de diversas artes visuales; como el cine, la fotografía, la pintura; y para la recreación humana, ya que muchos parques nacionales y reservas naturales sirven de sitio de esparcimiento que permite que haya una verdadera válvula de escape donde las personas puedan preservar su salud mental y hacer mejores sociedades.

La vida se expresa en los ecosistemas, y en esos entornos está interconectada, ya que la supervivencia de una especie está en íntima relación con la de otras. De allí el problema de las especies invasoras, como la rana toro. Introducida desde África, ha diezmado casi todas las poblaciones de ranas autóctonas ya sea por simple depredación, debido a su alto vigor, o por infección con los hongos que porta, letales para las especies de estas latitudes. Esto ha impedido que se las ranas de nuestro país sean siquiera conocidas, dificultando su estudio para preservación y aprovechamiento de posibles soluciones médicas y tecnológicas que inevitablemente surgen de la indagación de sus características.

Aunque suene paradójico, a pesar de que la vida en los ecosistemas está interconectada, también está delimitada, ya que allí cada especie tiene un nicho que ocupa, conserva, defiende y del cual se nutre. Cuando se halla se halla un ecosistema “explotable” deben evaluarse muy bien todos los nichos ecológicos de las especies que lo ocupan y sus relaciones a fin de poder hacer uso de su productividad sin afectar irreversiblemente tales nichos. De allí que hallan surgidos ideas como los agro-ecosistemas, que permiten un manejo adecuado y productivo.   

En nuestro país las condiciones ambientales corresponden a la latitud, es decir, la zona intertropical, sin embargo, éstas varía mucho de un sitio a otro en función de la altitud.

En la siguiente tabla podemos resumir las principales características ambientales de los ecosistemas de Venezuela:

Tipo de Ecosistema	Subtipos - Sinónimos	Temperatura Promedio (°C)	Precipitación Anual (mm)	Altitud (msnm)
Bosque Xerófilo Macrotérmico	Espinar y Chaparral	24	200 a 500	200 a 600
Sabana	Llanos	11 a 28	1200	-5 a 10
Páramos	Matorral y Páramo	1,5 a 11	900	2500 a 3000 y 3000 a 4700
Bosque Tropical	Selva Higrófila Megaterma	20 a 29	4000	0 a 1000
Bosque Hidrófilo Mesotérmico	Selva Nublada	18 a 24	2000	1600 a 2000
Bosques Tropófilos	Bosques Deciduos	25 a 28	1000 a 2500	1000
Bosques Hidrófilos	Mangles	20 a 28	280 a 600	0
Arrecifes de Coral	Costeros e Isleños	10 a 22 y 0 a 28	No aplica (sub-acuáticos)	<0