Biología, la vida en la tierra con fisiología TOMO 02-páginas-21

Vista previa del material en texto

E s tu d io de caso
Aves y q ram s
¿Q U É T IEN EN EN C O M ÚN el choco late y e l café ? A lgunos 
d irían que am bos son parte necesaria d e su vida.
En la actualidad , las personas siguen u n a tradición, 
estab lecida desde hace m ucho tiem po , d e d is fru ta r estos 
m anjares. E l cacao , e l producto base para e l choco late, 
se consum e desde a l m enos e l año 1000 a .C ., y el 
café, desde alrededor de l 800 d.C. Los hab itan tes de 
Estados Unidos consum en un tercio de la producción 
m undial anual de café, casi 140 mil m illones d e tazas, 
y aproxim adam ente un cuarto d e la de cacao , es decir, 
cerca d e 800 m il tone ladas.
La cocoa y e l café provienen am bos de semillas 
(granos) d e plantas se lváticas. El chocolate se produce a 
partir d e los granos de l cacao (T h eo b ro m a ca cao ) nativo 
de las tierras bajas de la selva tropical de Am érica de l Sur 
y Centra l ( theobrom a significa "alim ento d e los dioses").
El cafe to (C o ffea a ra b ica ) es orig inario d e Etiopía, África 
(a ra b ic a significa "de Arabia*). Ahora las plantas de cacao 
y café se cu ltivan am pliam ente en los trópicos, incluidos 
Am érica de l Sur y Central, A frica, y e l sureste de Asia.
H asta la década d e 1960, la m ayoría d e la s p lantas de 
cacao y café de l m undo se cu ltivaban a la som bra de una 
variedad d e especies d e árbo les, q u e les proporcionaban 
un háb itat m u ltin ive l d iverso que sostenía a l m enos 
180 espec ies d e ave s , m uchas d e ellas aves canoras 
m igratorias. La veg e tac ió n boscosa absorb ía agua y 
pro teg ía a l suelo d e la eros ión . Com plejas interacciones 
com unitarias m anten ían bajo contro l las p lagas d e los 
árbo les d e cacao y los cafetos. La som bra del bosque 
desalentaba e l crecim iento d e la h ierba, y la rica 
com unidad d e descom ponedores y detritívoros 
(o saprófagos) m anten ía los c ic los de nutrim entos que 
hacían innecesarios los fertilizantes.
Sin em bargo , en las décadas d e 1960 y 1970 
se desarro llaron nuevas va riedades d e cacao y cafeto 
que p ro life raban a p leno so l y producían m ás g ranos. 
Conform e aum entó la dem anda de choco la te y café, las 
g ran jas d e sombra trad ic ionales y la se lva trop ical v irgen 
se des truyeron para d a r lugar a m onocu ltivos d e cacao 
y café. En los ú ltim os 30 años, e l cam b io a cu ltivos 
de p lan tas d e cacao y café a p leno so l condujo a 
la d esvastac ión de á reas sign ificativas d e selva 
trop ical, a s í com o a l aum ento trascendenta l en 
el u so de fertilizantes, herb icidas y pesticidas 
para com pensar los serv ic ios q u e a lguna vez 
proporcionaron las g ran jas d e som bra.
En la década d e 1970, los biólogos 
com enzaron a observar d ism inuciones 
sign ificativas en las poblaciones de aves 
canoras norteam ericanas com o tordos, oropéndolas, 
atrapam oscas, tán g aras , v ireo s y re in itas. ¿P o r qué 
desaparecían las aves? ¿C ó m o se conectan las aves 
canoras norteam ericanas con las g ran jas d e cacao y café 
de A m érica de l Su r y Central?
www.FreeLibros.me
5 5 4 Comportamiento y ecología
f -----------------------------------------------------------
De un v is ta z o
Ec tu d io d a c a to A ves y granos
29.1 ¿Q u é factores influyen en e l d im a de la T ierra? 
El Sol determina el clima y el estado del tiempo
Las características ísicas de la Tierra también influyen en el 
dima
Guardián da la Tlarra El agujero en la capa de ozono.
Una perforación en nuestro escudo protector
29.2 ¿Q u é condiciones requiere la vida?
29.3 ¿C óm o se d istribuye la v ida en la T ierra?
Los biomas terrestres sostienen comunidades vegetales 
características
Estu d io d a c a to continuación A ves y granos 
La precipitación pluvial y la tem peratura lim itan la vida 
vegetal d e un bioma
29.4 ¿Cóm o se d istribuye la v ida en e l agua?
Los ecosistemas de agua dulce incluyen lagos, ríos y 
humedales
Los ecosistemas m arinos cubren gran parte d e la T ierra
Estu d io do c a to continuación A v e s y granos 
Estud io da caso o tro v is ta z o A ves y granos
/
29.1 ¿Q U É F A C T O R ES IN F L U Y E N 
EN E L C L IM A D E LA T IE R R A ?
l a d is trib ud ón d e la v ida , e n particular e n los ecosistem as terres­
tres, es afectada dram áticam ente tan to p o r el d im a co m o por el 
tiem po. F.l t ie m p o se refiere a las fluctuadones a co rto p lazo en 
temperatura, hum edad , nubosidad , v ien to y p red p itad ó n e n una 
región durante periodos d e horas o d ías. E l d im a . en contraste, se 
refiere a los patrones d e tiem p o q ue prevalecen a lo largo d e años 
o siglos e n un a región particu lar. F.I c lim a d e u n a región está deter­
m in ad o p o r la cantidad de luz. solar, la d e agua y p o r su intervalo 
de temperaturas.
El So l determ ina el clim a y el estado d el tiem po
T an to e l c lim a co m o e l tiem p o so n im pu lsados p o r un g ran m otor 
term onuclear: e l So l. l a energia so la r llega a la T ierra e n un inter­
va lo d e longitudes d e onda que v a n desde los rayos ultravioleta 
( I I V ) cortos d e alta energía, p asan do p o r la lu z visible, hasta las 
longitudes d e onda infrarrojas que experim entam os co m o ca lor 
(idose la figura 7-4). Esta energ ía so la r im pu lsa e l viento , las co ­
m entes m arinas y el d c lo d e l agua global. S in em bargo, antes de 
llegar a la superfic ie de la T ierra, la atm ósfera m odifica la lu z so lar. 
U n a capa parda lm ente rica e n ozono ( O , ) se encuentra e n la es­
tratosfera (capa de la atm ósfera que está sobre la troposfera). Esta 
ca p a d e o z o n o absorbe m u d ia d e la rad iad ó n U V d e alta energ ía 
proven iente d e l So l, q u e puede dañar m o lécu las biológicas (véase 
la secc ión 'G u a rd iá n d e la T ierra : F.I agujero e n la capa de ozono. 
U n a perforadón e n nuestro escudo protector*).
Las características físicas de la T ierra 
tam bién influyen en e l clim a
M uchos factores físicos in fluyen el d im a . En tre los m ás im p o r­
tantes están la curvatura de la T ierra y s u e je in d in a d o conform e 
órb ita a lrededo r d e l So l. Estos factores p rovocan un ca len tam ien to 
desigual d e la su p e rfiae y cam bios estacionales e n la d ire cd ó n de 
la luz. so la r a l n o n e y e l su r del ecuador. E l ca len tam ien to desigual, 
e n co n ju n c ió n con la ro tad ó n de la T ierra, genera corrientes de
aire y oceánicas, q ue a su ve z sufren m od ificadones por la presen­
t ía d e masas de tierra co n form as irregulares.
L a c u r v a tu r a y la in c lin a c ió n d e l a T ie r r a in f lu ye n 
e l á n g u lo a l q u e g o lp e a l a lu z s o la r
L a cantidad d e luz. so lar q ue llega a un a región dada determ ina 
las tem peraturas anua les prom edio; a su vez, esta cantidad d e luz 
so lar depende de la latitud a la q ue nos encontrem os. La latitud 
es u n a m edida d e la d istancia al norte o al sur desde el ecuador, 
expresada e n grados. E l ecuador se define co m o latitud 0o , y los 
polos están a un a latitud d e 9 0 ° al no rte y a l sur. I d luz so lar incide 
e l ecuador d e m anera re lativam ente d irecta a lo largo d e todo el 
añ o . N o obstante, e n distancias m ás al norte o al sur, inc id e la su­
perficie d e la T ierra d e m anera m enos directa, y d ispersa la m ism a 
cantidad d e luz so la r sobre un área m ás grande que en e l ecuador, 
lo q ue d ism in uye su intensidad .
¿Te has preguntado...
qué oc\Arr'\r\a si la Tierra no estuviera inclinada 
sobre su eje?
Para visualizar la Tierra conforme gira sobre su eje mientras 
abita el Sol, imagina pegar una broqueta recta a través de una 
bola detenis. La broqueta crea un eje y puedes girar la bola 
de tenis alrededor de este «Je e* que, para Imitar a la Tierra, se 
hcllnaría 23.5* de la vertical.
No obstante, si la Tierra noestuvlcra indinada sobre su eje, 
el «Je permanecería perpendicular (en un ángulo de 90°) al plano 
de su órbita alrededor del Sol. En esta disposición, los días y las 
noches durarían 12 horas en todas panes y todo el año. Puesto 
que el ángulo de la luz solar y la duración del dia permanecerían 
Invariables conforme la Tierra orbltara al Sol, no habría cambios 
* temperatura en el transcurso del año y, en consecuencia, 
tampoco estaciones. Sin embargo, habría diferencias de 
temperatura en diferentes ubicaciones; las latitudes cerca del 
ecuador permanecerían uniformemente cálidas, mientras que 
bs temperaturas se volverían cada vez más frías conforme uno 
viajara alejándose del ecuador hacia el Polo o Norte o Sur.
V ^
www.FreeLibros.me
G uardián de la T ierra
Diversos «cosistemas d e laT ierra 5 5 5
El agujero en Ia capa de ozono. Una perforación en nuestro escudo protector
t r ia fracción de la energía rad íam e producida por el S o l (la 
radiación ultravio leta. UV) es tan energética q ue puede dañar 
m oléculas biológicas. El exceso d e radiación U V produce 
quemaduras, asi como envejecim iento prem aturo y cáncer de 
piel.
ffor fortuna, m ás d e 97% d e la rad iación UV es filtrada por 
m a ca p a d e la estratosfera enriquecida co n ozono, llam ada 
capa d e ozono, q ue se extiende aproxim adam ente desde los 
16 hasta los 24 kilóm etros sobre la T ierra. La luz Jt ra v io le ta 
al Inc id ir en los gases de ozono y oxigeno causa reacciones 
que U n to descom ponen como regeneran a l ozono. En el 
proceso, la rad iación UV se convierte en calor, y e l n ivel global 
de ozono perm anece razonablem ente constante, o al m enos lo 
hocla, hasta que los seres hum anos Intervinieron.
En 1985, científicos atm osféricos britán icos publicaron 
b alarm ante no tic ia d e q ue los n iveles prim averales del 
ozono estratosférico sobre la Antartica hablan dism inuido 
en m ás de 40% desde 1977. En el a g u j e r o e n l a c a p a d e 
o z o n o sobre la A ntártica (f i g u r a E29-1X el ozono ahora 
cae a aproxim adam ente un tercio de sus n ive le s previos al 
agotam iento. La fotosíntesis d e l fitop lancton (los productores 
de los ecosistem as m arinos, y la base d e las redes tróficas 
que sostienen a p ingüinos, focas y ballenas) se h a reducido 
bajo el agujero en la capa d e ozono arriba de la Antártica. 
Aunque e l agotam iento d e la ca p a d e ozono e s m ás severo 
sobre la Antártica. la capa de ozono tam b ién se ha reducido 
m poco sobre la m ayor parte del mundo, inclu ida casi to d a la 
paite continental de Estados Unidos.
El agujero en la ca p a d e ozono se debe principalm ente a 
b producción y liberación hum ana d e clorofluorocarbonos 
C F C ). Desarro llados e n 1928, estos gases se usaron en 
forma am plia en la producción d e espum a plástica, como 
enfriadores e n refrigeradores y acondicionadores de 
aire, com o propelentes e n rociadores d e aerosol y com o 
Im p ia d o rc sd e partes electrónicas. L o sC FC son m u y estables 
y e n esa época se consideraron seguros. S in em bargo, su 
estabilidad h a resultado ser un gran problem a porque no 
reaccionan quím icam ente con fo rm e se e levan con lentitud 
lu c ia la estratosfera. Ahi. la lu z UV p rovoca la ruptura de 
sus en laces, liberando átom os d e clo ro q ue catalizan el 
rompimiento d e l ozono estratosférico . Las partícu las de hielo 
en las nubes sobre las regiones án ic a y antártica proporcionan 
una superficie sobre la cual pueden ocurrir las reacciones que 
agotan el ozono.
W v l e a d e o z o n o 
bajo m aito
A R G U R A E29-1 Im a g e n s a t e l l t a l d e l a g u j e r o e n l a c a p a 
d e o z o n o a n t á r t i c a E l a g u je r o d e o z o n o a n t á r t lc o . r e g is t r a d o 
e n 2009. s e m u e s t r a e n a z u l y p ú r p u r a e n e s t a I m a g e n o b t e n id a 
p o r u n s a t é l it e d e la N A S A El a g u je r o e n la c a p a d e o z o n o d e 
2009 a l c a n z ó u n t a m a ñ o m á x im o d e 24 m il lo n e s d e k i ló m e t r o s 
c u a d r a d o s . L o s a ñ o s 2002 y 2006 e s t á n l i g a d o s p o r e l a g u je r o 
m á s g r a n d e , q u e c u b r ió 29.5 m illo n e s d e k i ló m e t r o s c u a d r a d o s . 
I m a g e n c o r t e s í a d e la N A S A
ffor fo rtuna, se han dado grandes pasos para ‘ tapar” el 
agujero e n la capa d e ozono. El Protocolo de Montreal 1987 y 
sus posteriores enm iendas establecen lim ites y periodos para 
la reducción progresiva de varias sustancias q ue agotan el 
ozono. En ixi notab le esfuerzo m undial, 191 paises firm aron 
el tratado. Estados Unidos redujo su producción d e CFC 
e n casi 98%. La pérdida d e ozono ya no está e n aum ento y 
a lgunas áreas de la estratosfera ahora muestran pequeñas 
m ejorías. Pero, dado q ue los C FC persisten d e 50 a 100 años, 
y tardan una década o m ás en ascender a la estratosfera, la 
recuperación significativa de la capa de ozono podría tardar 
varias décadas.
Adem ás, la lu z s o la r q ue llega a l a 'l le n a a latitudes m ás 
a ltas debe recorrer m ás atm ósfera d e nuestro p lan e ta , lo q ue re­
f le ja parte de la luz so la r d e vue lta a l espacio y reduce a ú n más 
su in tens id ad . L a T ie r ra está in c lin a d a sobre s u e je , d e m o d o que, 
co n fo rm e rea liza su v ia je d e u n a ñ o a lrededo r d e l So l, las la ti­
tudes a l norte y sur d e l e cu ad or experim entan grandes cam b ios 
regulares e n e l án g u lo d e la lu z so lar, lo q ue resulta e n estaciones 
acentuadas. C u a n d o la p os ic ió n d e la T ie rra e n s u ó rb ita hace que 
su hem is fe rio norte se in c lin e hacia e l So l, este hem is fe rio recibe 
m ás luz so la r d irecta y experim enta verano . Pa ra le lam ente , esta
in c lin a c ió n p rop ic ia q ue e l hem isferio sur se ale je del So l y expe­
r im en te in v ie rn o (F IG U R A 29-1). A lo la rg o d e l añ o , la lu z so lar 
in c id e sobre e l ecuador co n poca va riac ión estac ional, d e m o do 
q ue esta región p erm anece un ifo rm em en te cá lida.
Las corrien tes d e a ire p roducen am p lias reg iones clim áticas 
la s corrientes de a ire se generan p o r la ro tación de la l l e n a y por 
d iferencias e n tem peratura entre distintas m asas de a ire ( F I G U R A
29-2). F.1 a ire caliente es m enos denso q ue e l a ire frío , d e m o do 
que, con fo rm e los rayos directos d e l So l caen sobre e l ecuador, el
www.FreeLibros.me
5 5 6 Comportamiento y teología
► F IG U R A 29-1 l a c u r v a tu ra y la 
in c lin a c ió n d a la T ie r r a g e n e ra n las
e s ta c io n e s y e l c lim a la s temperaturas 
son m ás altas y más uniformes en el 
ecuador, m ientras q ue en tos polos son 
más bajas y más variables. La luz solar 
n d d e casi perpendicularmente e n la banda 
del ecuador durante todo el arto, m ientras 
<jje la luz solar que incide sobre los polos 
varia de acuerdo con las estaciones y 
su ángulo la distribuye sobre una zona 
mucho m ás grande. La Inclinación de la 
Tierra sobre su eje provoca variaciones 
estacionales debido a la distribución y la 
dirección de Incidencia de la luz solar.
aire ca lien te se e leva. E l a ire cá lid o cerca d e l ecuador tam bién está 
cargado con agua evaporada p o r ca lo r so lar. A l m ism o tiem p o que 
el a ire saturado d e agua se e leva, se en fria . E l a ire fr ío n o puede 
retener tanta hum edad, y por tanto e l agua se condensa d e l a ire e n 
elevación y cae co m o lluvia. C erca del ecuador, los rayos directos 
delS o l y grandes cantidades d e lluvia crean u n c lim a trop ica l cá li­
do y húm edo , d o n d e prolileTa la se lva tropical.
Después de q ue la hu m ed ad cae d e l a ire ecu ato ria l e n e le ­
vac ión , perm anece a ire m ás fr ío y m ás seco. E l co n tin uo ascenso 
d e flu jo de a ire d e la reg ión ecuatoria l lleva este aire m ás frío 
y m ás seco al no rte y al sur. A m e d id a q u e el a ire se aproxim a 
a las latitudes 30" N y 30* S, se e n fr ía lo su fic ien te co m o para 
descender. A m ed id a desciende, e l a ire se ca lien ta m ediante el 
ca lo r rad iado desde la T ierra . Pa ra cu an d o llega a la superficie ,
h ) P a tro n e s g lobales d e c ircu lac ión d e l aire
A F IG U R A 29-2 C o rr ien te s d e a ir e y re g io n e s c lim á tica s ( a ) Las corrientes de aire suben y bajan de manera 
m u n to predecible con la latitud, (b ) la s trayectorias d e circulación d e l a«e producen amplias reglones climáticas.
es ca lien te y m u y seco. N o es de extrañarse q ue los principales 
desiertos d e l m u n d o se encuen tren a i estas latitudes [i<éase la 
figura 29-2). Después d e llegar a la superficie d e l desierto, este 
a ire caliente y seco flu ye d e vuelta hacia e l ecuador, y absorbe 
hum edad con fo rm e v ia ja . M ás lejos a l no rte y sur, este patrón 
general de c ircu lac ión se repite, y su e lta hu m ed ad a a lrededo r de 
6 0 " N y 6 0 ° S, lo q u e crea cond iciones extrem adam ente secas en 
los p o lo s N o rte y Sur.
L a s c o r r ie n te s m a r in a s m o d e ra n lo s c l im a s c o s te ro s 
Las corrientes m arinas son im pu lsadas por la ro tación d e la T ierra, 
por los v ien to s y por el c a le n u m ie n to d irecto d e l agua por el Sol. 
lo s continentes in terrum pen las corrientes rom piéndo las e n tra­
yectorias d e t ip o c ircu la r llam ados g iro s , éstos circulan e n e l sen-
30“ ecuador 30“
(desierto) «selva tropical) desierto)
www.FreeLibros.me
Diversos ecosistemas d e UT ierra 557
Á FR IC A
ftotaclón de B Tierra
A M ÉR IC A
D E L S U R \
A F IG U R A 29*3 L a s t ra y e c to r ia s d e c ircu la c ió n o ce án ica se
lla m a n g iro s io s giros se mueven e n patrones circulares e n el 
sentido de las manecillas del reloj e n d Hemisferio Norte, y contra 
las manecillas d e l reloj en c l Hemisferio Sur. Dichas corrientes 
tienden a distribuir e l calor desde e l ecuador hada las zonas 
costeras septentrionales y meridionales.
tido d e las m anecillas d e l re loj e n el H em isfe rio N o rte y contra las 
m anecillas del re loj e n el H em isfe rio Su r (F IG U R A 29-3). Puesto 
que e l agua se ca lienta y se enfría con m ayor len titud q ue la tierra 
o c l aire, los océanos tienden a regular las tem peraturas extremas, 
lín consecuencia, las áreas costeras por lo general tienen clim as 
m enos variab les que las áreas cerca d e l centro d e los continentes, 
lo s giros oceánicos m odifican aú n m ás los clim as costeros al lle ­
var agua cálida desde las regiones ecuatoriales hacia las costas de 
los continentes tanto a l norte co m o al sur del ecuador. E s to crea 
clim as costeros m ás cá lidos y m ás húm edos que los que se encuen ­
tran tierra adentro.
C o n tinen tes y m on tañ as com p lican c lim a y t ie m p o 
S i toda la superfide d e la T ierra fuese sim ila r entre s í, las zonas 
clim áticas ocurrirían e n bandas correspondientes a latitud (véase la 
figura 29-2a). l a p resenda de continentes con form a irregular (que 
se ca lientan y en frían relativam ente ráp ido ) en tre océanos (que se 
ca lientan y enfrían de m anera m ás lenta q ue las m asas terrestres) 
alteran e l f lu jo d e v ie n to y agua, y contribuyen a la d istribuaón 
irregular d e los ecosistemas.
la s va riad o nes e n e levación d en tro d e los continentes 
co m p lic an aú n m ás la s itu ad ó n . A m ed id a q ue au m enta la ele- 
v a d ó n , e l a ire se vuelve m ás delgado y frío. L a tem peratura cae 
ap rox im ad am ente 2 °C p o r cada 305 m etros de e levarión , lo que 
exp lica por q ué se encuen tran m ontañas con c im a nevada in c lu ­
s o e n los trópicos. La F IG U R A 29-4 m uestra q ue e l a u m e n to de 
e le v a d ó n y e l au m en to d e la titud tienen efectos s im ilares sobre 
los ecosistem as terrestres.
la s m o n tañ as tam b ién m od ifican los patrones d e lluvia. 
C u a n d o el a ire cargado d e hum edad se ve o b lig ad o a elevarse 
cu an d o encuentra un a m ontaña, se e n fr ía . E l e n fr iam ien to d is­
m in u ye la capacidad del aire para retener agua, ésta se condensa 
co m o llu v ia o n ie ve e n e l lad o d e b arloven to (p a n e d e donde 
p ro v ie n e e l v ie n to ) d e la m o n tañ a . E l a ire fr ío y seco se ca lienta 
nu evam en te m ien tras desdend e p o r la o tra ladera de la m ontaña 
y absorbe agua d e la tierra, lo q u e crea áreas secas locales lla m a ­
d as so m b ra p lu v ia l ( o s o m b ra o ro g rá f le a ) (R G U R A 29-5). Por 
e jem p lo , la co rd ille ra S ierra N evada al oeste d e Estados U n id o s 
exprim e hu m ed ad d e los v ien to s o cad e n ta le s q ue sop lan del 
o céan o Pacífico , lo q ue p roduce el d es ien o M o jave e n la som bra 
p lu v ia l a l este d e las m ontañas.
29.2 ¿Q U É C O N D IC IO N E S R E Q U IE R E LA V ID A ?
Desde los liqúenes e n las rocas árticas, hasta las algas termoffli- 
cas (litera lm ente, 'q u e am an el ca lo r* ) e n las fuentes term ales del 
Pa rque N a d o n a l Ye llow stone; desde las bacterias q ue proliferan
4 F IG U R A 29-4 B e c to s 
d e U a lt itu d s o b re la
te m p e ra tu ra Ascender una montaña 
en el Hemisferio Norte es, e n cieno 
modo, como viajar hada e l norte; en 
ambos casos, la s temperaturas cada 
vez m ás bajas producen una serle 
de blomas similares. Oetos tomados de 
■córner, C y Spehn. E.M. 2002. Movnadff 
Biotftvtnity: fi Global Msessment. Nueva 
York. Londres. Parrhenon ^jbllshers.
latitud norte (grados)
www.FreeLibros.me