Biodiversidad

Biodiversidad

Medio Ambiente: El arquitecto de la vida

Por Lorena Haurigot

Desde hace alrededor de 3.800 millones de años la vida se abre paso en nuestro planeta con el medio ambiente como fuerza moderadora. El medio ambiente, lejos de ser un actor pasivo en la evolución de la vida, ha sido un condicionante muy activo, forjando a los organismos desde sus comienzos hasta la actualidad. A partir de la aparición del ancestro común a todos los seres vivos, el proceso evolutivo fue moldeando lentamente la vida en nuestro planeta, produciendo una creciente diversidad de fascinantes y delicados organismos. Una biodiversidad que seguimos descubriendo incluso en nuestros días.

Influencias Mutuas

La atmósfera de la Tierra primitiva era un ambiente reductor, no tenia oxígeno y las evidencias sugieren que la vida evolucionó en esas condiciones usando compuestos inorgánicos para la obtención de energía mediante el proceso anaeróbico de fermentación.

Como parte de su evolución, los organismos desarrollaron pigmentos que les permitieron captar la energía lumínica del sol y fijar el dióxido de carbono generando moléculas orgánicas que les proporcionaban energía útil para mantener en marcha sus metabolismos. Como efecto colateral de esa actividad fotosintética, el oxígeno producido como residuo comenzó a acumularse en la atmósfera primitiva. Dada su poderosa reactividad química, el oxígeno resultaba altamente tóxico para los microorganismos de la época. Esto representó un nuevo desafío ambiental al que los organismos debieron adaptarse para sobrevivir y colonizar el planeta. Como parte de esas adaptaciones, surgieron mecanismos de neutralización de la toxicidad del oxígeno. Como bono adicional inesperado, el proceso de respiración aeróbica, altamente eficiente, les permitió a aquellas células un acceso directo a inéditas cantidades de energía. Esto a su vez habilitó la aparición de nuevas adaptaciones, mucho más “costosas” -energéticamente hablando- posibilitando una prolífica explosión de diversidad y complejidad en la arquitectura del árbol de la vida.

Como consecuencia, las células se hicieron más sofisticadas, y dejaron de vivir aisladas para comenzar a formar organismos multicelulares crecientemente complejos. Ese proceso fundacional de detoxificación del oxígeno fue el paso inicial de un largo proceso evolutivo que llega hasta la biosfera actual, incluyendo la aparición de nuestra propia especie en la Tierra, hace unos 200.000 años. Este metabolismo aeróbico vibra en el interior de nuestras propias células humanas, alimentando su complejo funcionamiento. 

Vida Extrema

Adaptaciones claves como la hibernación de osos pardos, acumulación de grasa en la joroba de un Dromedario, las resistencia de ciertas plantas al fuego o la desecación han generado una diversidad de vida que contiene desde flores gigantes de 3 m de altura y olor nauseabundo como la flor cadáver (Amorphophallus titanium), plantas carnívoras como las plantas jarro (Nephentes sp.), árboles longevos que viven más de 9.500 años como el Viejo Tjikko (Picea abies), aves de aspecto prehistórico como el Picozapato (Balaeniceps rex), lagartos cornudos que lanzan sangre por sus ojos (Phrynosoma sp.), camaleones con capacidad de cambiar el color de su piel (Chamaeleo calyptratus) hasta gusanos fotosintéticos (Elysia chlorotica).

Oso de agua o tardígrado, un invertebrado capaz de sobrevivir en el vacío del espacio exterior

La biodiversidad de nuestro planeta es extraordinariamente rica. Más sorprendente es aún, si estudiamos los casos extremos a los que se han adaptado ciertos microorganismos que parecen salidos de libros de ciencia ficción, conocidos como extremófilos. Estos habitantes de lugares inhóspitos y prohibitivos para la mayoría de los seres vivos incluyen microorganismos capaces de crecer en ambientes extremadamente calientes, iguales o superiores a 80° C (como la bacteria Thermus aquaticus, cuyas enzimas termoresistentes posibilitaron desarrollos tecnológicos como la famosa técnica de PCR) o por el contrario, bacterias que viven en ambientes muy fríos con alta concentración de sal como es el hielo marino de Alaska, entre -12 0C y 10 0C (Psychromonas ingrahamii). También existen microorganismos capaces de vivir en condiciones de salinidad extrema como se observa en el Mar Muerto (Haloferax volcanii) o en condiciones de altísima acidez con un pH cercano a 0 (Picrophilus torridus). Un extremófilo por excelencia es el famoso Tardígrado u “oso de agua”, un invertebrado capaz de sobrevivir en el vacío del espacio exterior, soportar presiones de casi 6000 atm, temperaturas entre -200 °C hasta 150 °C, deshidratación extrema (varios años sin obtener agua) o la radiación ionizante. Todos estos organismos extremófilos son estudiados por sus posibles aplicaciones en ciencia y procedimientos industriales y evidencian la resiliencia de la vida, capaz de instalarse en los ambientes mas inhóspitos. 

Todos Conectados

Los peces payaso y las anémonas de mar tienen una relación simbiótica muy especial

Las adaptaciones particulares de cada especie al medio ambiente han sido a su vez aprovechadas por otras especies que han sacado ventaja de ellas, también como adaptación a ese contexto compartido. El resultado son interacciones complejas con el medio ambiente y entre los diferentes organismos, que representan, luego de millones de años de evolución, un equilibrio dinámico necesario para la supervivencia de las especies involucradas. Entre estas relaciones interespecíficas se encuentra la famosa simbiosis, una asociación de dos especies diferentes donde ambas se ven beneficiadas como en caso de las bacterias y plantas leguminosas, donde la bacteria fija el nitrógeno atmosférico y se lo cede a la planta a cambio de nutrientes y un lugar adecuado para vivir. Pero no todas las relaciones interespecíficas son beneficiosas para ambas especies involucradas: es el caso del parasistismo, la competencia o la depredación. Sin embargo, la dinámica que existe entre las diferentes especies presentes en un ecosistema es fundamental para regular las poblaciones y la abundancia de los organismos y este equilibrio permite la existencia armónica de toda la diversidad de especies y la persistencia del conjunto en el tiempo. 

Un caso notable en la regulación de los ecosistemas es el de la “especie clave” que se refiere a especies cuyo rol es esencial para que el ecosistema sea biodiverso, sano y robusto. Un ejemplo de ello son los lobos en el parque Yellowstone, en Estados Unidos. Cuando se eliminó su población del parque la población de alces, presas de los lobos, proliferaron desmesuradamente. Su inusitada abundancia provocó un detrimento sustancial de la vegetación del parque. Cuando se reintrodujo el lobo en el ecosistema para controlar la población de alces, se observaron cambios impredecibles, por un lado, y como era lógico, la población de alces disminuyó, pero se observó además que los alces limitaron sus sitios de alimentación para evitar a los lobos, lo que permitió que las vegetación se desarrollara normalmente atrayendo insectos, aves y herbívoros como bisontes que se alimentaban de ellas. También aparecieron los castores que modificaron los cursos de agua propiciando nuevos habitats para reptiles y otros mamíferos. Debido a la renovada competencia también disminuyó el número de coyotes (principal competidor del lobo) lo que posibilitó que aumente la cantidad de pumas y osos, así como de águilas y buitres que ahora tenían carroña para alimentarse. De esta forma aumentó notablemente la biodiversidad del lugar y las interacciones biológicas de todo el ecosistema se volvieron más ricas y complejas.

Parque Nacional Yellowstone y una de sus especies clave

Las estrellas marinas, otra “especie clave” son depredadores tope de la cadena trófica en los sistemas intermareales y se alimentan de mejillones. Se suponía que al retirarlas del sistema la abundancia de las demás especies aumentaría, sin embargo se observó que al eliminarlas hubo un aumento desproporcionado de mejillones que resultó en la expulsión de las demás especies presentes en el ecosistema. Al reintroducir a estos depredadores, se controló la población de mejillones, limitando su número y permitiendo que las demás especies sobrevivan. 

Entre las relaciones interespecíficas se incluyen además los “servicios ecosistémicos”, procesos fundamentales para la supervivencia de muchas de las especies que existen actualmente, incluyendo la nuestra. La polinización es vital para la reproducción vegetal y la producción agrícola de alimentos y curiosamente son las flores, de acuerdo a su color, olor y forma las que seleccionan que organismos las polinizarán. La purificación del agua en los humedales, producción de oxígeno y absorción de dióxido de carbono, sostienen la vida y el equilibrio en nuestro planeta. La dispersión de semillas y la barrera de la biodiversidad contra la emergencia de enfermedades zoonóticas, entre otras, son servicios que la naturaleza nos brinda gracias a la evolución conjunta de miles de millones de especies a lo largo de miles de millones de años. 

La influencia del medio ambiente en la diversidad biológica se manifiesta incluso a escala global si observamos fenómenos sorprendentes como que el polvo de las tormentas del Sahara viaja miles de kilómetros fertilizando con su fósforo a la selva del Amazonas. De similar manera, las selvas pluviales hawaianas reciben nutrientes del polvo procedente de Asia Central. Como en la Red de Indra de los budistas, todos estamos conectados en esta trama vital exquisitamente compleja. 

La Resiliencia de la Vida

Rebrote de especies vegetales azotadas por grandes incendios en el Sur de Australia

Incluso a pesar de los eventos catastróficos que han ocurrido a lo largo de la historia de nuestro planeta “la vida siempre se abre paso”, como decía Ian Malcolm en la aclamada novela de ciencia ficción “Parque Jurásico”, de Michael Crichton. Pudimos ser testigos de esa robustez biológica ante eventos lamentabes como el de Chernobyl, epicentro del desastre nuclear que generó una radiación 400 veces mayor a la liberada en Hiroshima con la bomba atómica. Luego de la evacuación de la población, se creó una linea de exclusión vetada para el humano. Debido al largo tiempo de descomposición de los compuestos radioactivos, se supuso que el área iba a quedar inhabitada durante siglos. Sin embargo, actualmente, la zona de exclusión alberga una notable biodiversidad y se observan gran cantidad de aves, anfibios, osos, bisontes, lobos, linces y caballos de Przewalski. Lo mismo ocurre al observar la notable recuperación de los bosques de Australia luego de los incendios devastadores que los azotaron este año demostrando la poderosa resiliencia de la vida. 

La vida ha mostrado surgir siempre, casi por defecto, y el medio ambiente es un protagonista activo en su evolución, seleccionando aquellos organismos adaptados o no para sobrevivir y dejar su descendencia. A pesar de ser nuestra especie la responsable de modificar masiva y drásticamente el medio ambiente, éste, a su vez, nos esta poniendo a prueba constantemente con eventos climáticos potencialmente destructores, calentamiento global o emergencias sanitarias preocupantes como la pandemia que nos afecta en la actualidad. Cuidar el medio ambiente, los ecosistemas y la biodiversidad, además de ser una práctica de empatía hacia otras formas de vida, es un acto netamente egoísta y antropocéntrico: Nuestra propia supervivencia depende directamente de la preservación de la compleja trama de la biodiversidad terrestre. Tenemos los conocimientos y la tecnología para replantearnos nuestra relación con la naturaleza y depende de nosotros mitigar los desequilibrios que hemos generado, preservando las condiciones que nos permiten sobrevivir en nuestro medio ambiente y representar una especie resiliente con capacidad de perdurar en la historia de nuestro planeta.

Este articulo formo parte de una publicaión de Infobae del 5 de junio de 2020