La Biósfera: Capa Esencial de la Vida en la Tierra

La biósfera, etimológicamente derivada del griego bios (vida) y sphaira (esfera), constituye la capa del planeta Tierra donde se desarrolla la vida. Esta capa abarca desde las alturas utilizadas por algunas aves en sus vuelos, que pueden alcanzar hasta diez kilómetros sobre el nivel del mar, hasta las profundidades marinas, como la Fosa de Puerto Rico, con más de ocho kilómetros de profundidad (estos son los extremos). La zona eufótica o fótica se extiende hasta los 200 metros de profundidad.

La biósfera es una de las cuatro capas principales que rodean la Tierra, junto con la litósfera (rocas), la hidrósfera (agua) y la atmósfera (aire). Es, en esencia, la suma de todos los ecosistemas del planeta.

Reservas de la Biósfera: Reconocimiento y Conservación

Las Reservas de la Biósfera son territorios que reciben un reconocimiento internacional otorgado por la UNESCO a solicitud de los gobiernos. Estas áreas están destinadas a:

• La investigación y la observación a largo plazo.
• La capacitación, la educación y la sensibilización del público.
• Permitir la participación plena de las comunidades locales en la conservación y el uso sostenible de los recursos.

Ejemplos de Reservas en Chile:

• Reserva Fray Jorge: Región de Coquimbo, Provincia del Limarí.
• Reserva Araucarias: Región de la Araucanía, Provincia de Malleco y Cautín.
• Reserva Bosques Templados Lluviosos de los Andes Australes: Región de Los Lagos y de Los Ríos.

Principales Problemas que Afectan a la Biósfera

La biósfera enfrenta diversas amenazas significativas, entre las que se destacan:

• Eutrofización.
• Bioacumulación.
• Uso de Clorofluorocarbonos (CFC).
• Calentamiento global.
• Lluvia ácida.
• Pérdida de biodiversidad.

Profundización en Amenazas Ecológicas

Eutrofización: El Exceso de Nutrientes en el Agua

Se denomina eutrófico a un cuerpo de agua que contiene una alta cantidad de nutrientes. Un lago que originalmente es oligotrófico (con pocos nutrientes) puede alcanzar un estado eutrófico de forma natural a lo largo de los años o como resultado de la actividad antrópica. A este proceso se le conoce como eutrofización.

Origen del Proceso de Eutrofización

Las actividades agrícolas introducen insecticidas, pesticidas y fertilizantes en los cuerpos de agua a través de dos vías principales:

1. Escorrentía: El agua de lluvia arrastra los excedentes de estas sustancias depositadas en el suelo o sobre las plantas.
2. Infiltración: El agua de lluvia penetra el suelo, arrastrando estos compuestos y contaminando las napas subterráneas, que finalmente llegan al cuerpo de agua superficial.

Adicionalmente, la descarga de efluentes industriales o residuos domiciliarios (a través de tuberías) aporta detergentes, compuestos cloacales y materia orgánica.

Características de la Eutrofización:

• Aumento del fitoplancton: Esto provoca la pérdida de transparencia del agua, lo que disminuye la fotosíntesis.
• Muerte de organismos aerobios: La falta de oxígeno promueve fermentaciones, resultando en la liberación de gases tóxicos como el metano ($ ext{CH}_4$) y el amoníaco ($ ext{NH}_3$).
• Disminución del oxígeno disuelto ($ ext{O}_2$): Se produce por la descomposición de la materia orgánica.

Causas de la Eutrofización:

Causas Naturales:

• Alta cantidad de precipitaciones que arrastran nutrientes del suelo.
• Descomposición de materia orgánica en aguas profundas.
• Fijación de nitrógeno y consumo de oxígeno por microorganismos.
• Alta temperatura ambiental.
• La geología específica del cuerpo de agua.

Causas Antrópicas:

• El uso y la evacuación de detergentes polifosfatados.
• El uso excesivo de fertilizantes que contienen nitrógeno ($ ext{N}_2$).
• Evacuación de aguas residuales (alcantarillados).
• Evacuación industrial de sustancias tóxicas: petróleo, gasolina, disolventes y detergentes.

Bioacumulación y Bioindicadores

La bioacumulación es el proceso de acumulación de sustancias químicas en organismos vivos, de tal manera que alcanzan concentraciones más elevadas que las presentes en el medio ambiente circundante.

Características de las Sustancias Propensas a la Bioacumulación:

• Alcanzan concentraciones crecientes a medida que ascienden en la cadena trófica.
• Suelen ser liposolubles (solubles en grasas).

Proceso Histórico de la Bioacumulación

El término bioacumulación se acuñó entre las décadas de 1950 y 1960 por naturalistas estadounidenses que detectaron altas concentraciones de DDT (insecticida incoloro y cristalino) en aves. Los efectos adversos del DDT en la fauna incluyeron fallas reproductivas y de desarrollo, posibles efectos en el sistema inmunitario y muertes masivas de aves silvestres tras su aplicación. Como consecuencia, el DDT fue prohibido para uso indiscriminado en muchos países.

¿Se usa actualmente el DDT? Desde el 15 de septiembre de 2006, la Organización Mundial de la Salud (OMS) lo reintegró a su programa para erradicar la malaria, utilizándolo para fumigar el interior de residencias y así controlar los mosquitos transmisores.

Organismos Bioacumuladores como Bioindicadores

Los bioacumuladores son organismos vivos capaces de absorber y almacenar ciertas sustancias del ambiente en sus tejidos sin eliminarlas mediante procesos metabólicos. Su utilidad principal radica en ser bioindicadores, permitiendo evaluar el grado de contaminación de los ecosistemas mediante el análisis de factores como la presencia de metales pesados (plomo, vanadio, cadmio, cromo, cesio, zinc, níquel, manganeso).

Nota: Una mayor presencia de bioacumuladores puede indicar un ecosistema más limpio, ya que estos organismos concentran los contaminantes.

Diversos organismos actúan como bioindicadores; los más comúnmente utilizados son los líquenes y los musgos:

• Líquenes: Organismos simbiontes formados por un hongo (micobionte) y un alga o cianobacteria (ficobionte).
• Musgos: Plantas sin tejidos vasculares.

Bioensayos: Herramientas de Toxicidad

Los bioensayos son herramientas de toxicidad ampliamente utilizadas en países desarrollados para evaluar de manera efectiva y eficiente los efectos tóxicos (agudos y crónicos) de la contaminación en organismos vivos. Los efectos observados pueden ser muy diversos e incluir:

• Muerte.
• Alteraciones en el crecimiento o proliferación.
• Cambios morfológicos, fisiológicos o histológicos.

Los bioensayos se pueden realizar en periodos de 24 a 48 horas, donde se realiza un análisis y recuento de organismos muertos. Los datos obtenidos se ingresan a estadísticos de prueba donde se obtiene la $ ext{CL}_{50}$ (Concentración Letal media).

Algunos coleópteros terrestres también son considerados bioacumuladores.

La Atmósfera y sus Interacciones con la Biósfera

Estructura Atmosférica y Fenómenos Clave

La atmósfera es la capa de gases que rodea la biósfera y se divide en cinco capas. La Capa de Ozono se localiza en la Mesosfera. La Tropósfera, la capa más cercana a la Tierra, contiene la mayor cantidad de oxígeno y es donde ocurren los fenómenos meteorológicos, incluyendo las precipitaciones (ciclo del agua).

Calentamiento Global

El calentamiento global se debe a los Gases de Efecto Invernadero (como el Metano y el Dióxido de Carbono), que atrapan la radiación solar, manteniendo el calor alrededor de la Tierra por más tiempo.

Causas del Calentamiento Global:

• Contaminación de la Atmósfera: Acumulación de $ ext{CO}_2$ y Metano, expulsados principalmente por industrias, quema de combustibles fósiles y transporte.
• Deforestación.

Consecuencias del Calentamiento Global:

• Aumento de la temperatura global.
• Derretimiento de los casquetes polares.
• Cambio climático.
• Pérdida de la biodiversidad.
• Aumento de nuevas enfermedades transmitidas por vectores.

Clorofluorocarbonos (CFC) y la Capa de Ozono

Los CFC son una familia de gases utilizados en refrigeración, aerosoles, pinturas y aislantes térmicos. Poseen una larga vida en la atmósfera (50 a 100 años). Con el tiempo, alcanzan la estratósfera, donde son disociados por la radiación ultravioleta, liberando cloro, lo que inicia el proceso de destrucción del ozono ($ ext{O}_3$).

Se ha demostrado que la aparición del agujero de ozono sobre la Antártida, a comienzos de la primavera austral, está directamente relacionado con la fotoquímica de los CFCs, causando el debilitamiento de la Capa de Ozono.

Función del Ozono y su Impacto:

• La capa de ozono filtra aproximadamente el 99% de los rayos ultravioletas (UV) provenientes del sol.
• En las últimas décadas, la disminución del ozono estratosférico permite que más radiación UV llegue a la Tierra.

Impacto en la Biósfera Humana:

El debilitamiento de la capa de ozono reduce la capacidad de absorción de radiación UV. En los humanos, esto produce diversas patologías, entre las que destacan:

• Cáncer a la piel.
• Deformación del cristalino y cataratas.
• Daño inmunológico, lo que aumenta la cantidad y severidad de enfermedades infecciosas como la malaria, herpes, sarampión, lepra y varicela.

Etiquetas: Bioacumulación, biosfera, calentamiento global, capa de ozono, ecosistemas, eutrofización, Reservas de la Biósfera