En el número 338
de Quercus, publicado en abril de 2014, dediqué una
entrega de esta serie a analizar las interacciones entre geología y biología. Es
un tema al que he seguido dándole vueltas en la cabeza y con el tiempo he
acumulado nuevos ejemplos de cómo muchas veces geo y bio no pueden entenderse
de manera aislada, sino en conjunto.
Lago
de Enol, en los Picos de Europa (Asturias). La formación de nieve y granizo
está relacionada con la actividad de bacterias del género Pseudomonas, un claro ejemplo de interacción entre la vida y el ciclo
hidrogeológico del agua. (Foto del autor).
La
diferencia entre la Tierra, Marte y Venus es que en nuestro planeta los
ancestros de las cianobacterias inventaron la fotosíntesis. Gracias a ella, las
moléculas de agua se escinden y es tal la cantidad de oxígeno que se desprende
como subproducto que el hidrógeno que hay en la atmósfera, debido a la acción
de la radiación ultravioleta, acaba combinándose de nuevo con oxígeno para formar
agua. Un agua que, convertida en lluvia, compensa la pérdida que sufren los
mares (1). De alguna manera podría decirse que la fotosíntesis lo es todo para
la vida en este planeta. No podría ser de otra manera, ya que la vida se ha
desarrollado en la Tierra de acuerdo con la cantidad de oxígeno que ella misma
ha generado sin querer. La única excepción son algunas formas vivas anaerobias,
como las bacterias fijadoras de nitrógeno, que son relevantes reliquias de los
tiempos anteriores a la fotosíntesis y pobres en oxígeno.
Saber
un poco de geología es una de las cosas que más pueden enriquecer a un biólogo
o a un naturalista. La vida emergió y emerge de lo inanimado, y a su vez lo
inanimado se ve influido por la vida. Comprobar cuán íntimamente se relacionan
ambos mundos es una enorme satisfacción. Donde más claramente se aprecia este
vínculo es en el papel decisivo que juegan las plantas para preservar el agua
del planeta.
Fotosíntesis y
ciclo del agua
Nos
suelen enseñar el ciclo hidrogeológico como algo al margen de la vida, y la
fotosíntesis como algo ajeno al ciclo del agua. Sin embargo, ambos procesos
están muy relacionados. La radiación ultravioleta de alta energía que nos llega
desde el sol tiende a descomponer las moléculas de agua en mares y lagos, de
modo que el oxígeno liberado acaba por oxidar todo lo que encuentra a su paso,
ya sean rocas ricas en hierro o a los propios animales. También se acumula en
forma de ozono cuando ya está todo oxidado. El hidrógeno, por su parte, es más
ligero y acaba por perderse en el espacio, fuera de los límites de la
atmósfera. Desde que la Tierra obtuvo sus mares, una adquisición en la que
primero intervinieron los asteroides y luego la actividad volcánica, no ha
dejado de ir perdiéndolos lentamente. Un proceso idéntico al de otros planetas
sólidos de nuestro sistema solar, como Marte o Venus, donde no queda ni gota de
agua.
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A
decir verdad, la acumulación de oxígeno en la atmósfera no se entiende sin la
participación de la gea. Aproximadamente todo el oxígeno que se libera a través
de la fotosíntesis es luego consumido por parte de plantas y animales en sus
procesos de respiración celular. Eso hace que la concentración de oxígeno se
mantenga más o menos constante en la atmósfera. Por tanto, en algún momento de
la historia tuvo que pasar algo que permitió al oxígeno acumularse masivamente
en una atmósfera primitiva rica en nitrógeno. Algo que evitase la respiración,
o sea, la combustión de materia orgánica. Uno de aquellos eventos tuvo lugar en
el Carbonífero, hace unos 300 millones de años, cuando las plantas colonizaron la
tierra firme y se expandieron como locas. Aquellos bosques de helechos gigantes
y cicadales acabaron enterrados por procesos geológicos sin que llegaran a descomponerse.
De hecho, no existían aún las bacterias capaces de descomponer la compleja
lignina. El resultado fue lo que ahora llamamos “carbón”. Se ha calculado que la
concentración de oxígeno en la atmósfera terrestre durante el Carbonífero llegó
a ser del 33%, mientras que ha ido disminuyendo desde entonces hasta el 21%
actual.
Bio-precipitación
Pero
la interacción geo-bio no se limita a evitar la pérdida de agua. Al parecer, el
granizo y la nieve dependen en gran medida de la actividad de ciertas bacterias
para formarse. En unos pocos milímetros del núcleo de una bola de granizo puede
haber miles de bacterias. Concretamente, la bacteria Pseudomonas syringae alberga en su superficie una proteína que
provoca un tal ordenamiento de las moléculas de agua que logra congelarlas a
temperaturas más altas de lo normal. Con ello, estas bacterias obtienen una
ventaja vital, dispersarse a largas distancias, por lo que se cree que no es una
estrategia azarosa, sino que ha evolucionado por selección natural.
La
actividad de las bacterias parece estar también detrás de la lluvia que cae sobre
los bosques. Las nubes no sólo se forman mediante evapotranspiración de la cubierta
vegetal, sino gracias a aerosoles de bacterias que son elevadas por las corrientes
térmicas.
Las plantas y el
relieve kárstico
En
este sentido conviene recordar que los famosos relieves kársticos no son sólo resultado
de la actividad erosiva del agua. El pH del agua de lluvia es sólo ligeramente
ácido, pero se recarga de acidez al atravesar el perfil del suelo y entrar en
contacto con los ácidos húmicos que producen los vegetales en descomposición. Una
vegetación que ha podido desarrollarse gracias a la erosión de la roca madre causada
por líquenes y musgos, aparte de los agentes meteorológicos. Todo esto
significa que, cuando vemos las caprichosas formas de la Ciudad Encantada de
Cuenca o de La Pedriza madrileña, hemos de recordar que casi todo aquello se
formó bajo el suelo. Aquel suelo que antaño cubría las rocas rellena ahora
antiguas depresiones o fue arrastrado por los ríos hasta el mar. Es difícil
imaginar tal pérdida de suelo, pero es lo que provoca el efecto acumulado
durante milenios del pastoreo, la tala y el fuego.
Ya
que hablamos de relieves kársticos, una de sus principales características es
la formación de ríos subterráneos. Aquellos antiguos cursos fluviales los vemos
ahora colgados en las grandes paredes de las montañas calizas, en forma de
bocas de galerías y cuevas. Me pregunto si alguien se ha planteado la
posibilidad de que en la formación de estalactitas y estalagmitas haya
participado alguna bacteria que acelere el proceso de deposición de carbonatos,
como antes decíamos que ocurre con la lluvia, el granizo y la nieve.
La productividad
marina y los desiertos
Debido
a la circulación global marina y de las masas de aire, en las costas
occidentales de los continentes se crean zonas donde afloran aguas del océano
profundo. La irrupción en superficie de aguas frías del fondo marino hace que
el aire que se dirige hacia tierra firme sea pobre en humedad. Además, la
circulación de las células de Hadley hace que en las latitudes donde se dan
afloramientos marinos el aire que se elevó desde el ecuador llegue ya seco,
después de haber descargado toda su humedad en los trópicos. Un proceso que genera
desiertos en determinadas latitudes de nuestro planeta.
Lo
más curioso del asunto es que los propios desiertos retroalimentan el efecto de
productividad marina, ya que proporcionan enormes cantidades de hierro al mar.
El polvo del desierto del Sahara no sólo ensucia de vez en cuando nuestros
coches, sino que alimenta la producción primaria marina, pues el hierro es un
elemento esencial y limitante para la multiplicación del fitoplancton. Es más,
su efecto puede influir incluso en la productividad de las selvas tropicales de
Suramérica, ya que puede cruzar toda la extensión del Atlántico sur.
Las
grandes montañas calizas se forman a partir de los caparazones de miles de
generaciones de formas microscópicas de vida que vivieron en mares y lagos hace
millones de años. Sobre esos relieves evolucionan con el tiempo plantas y
animales que influyen a su vez sobre ellos. La gea permite la vida y la vida da
forma a la gea. El resultado es un paisaje heterogéneo y una vida diversa.
Bibliografía
(1)
Lane, N. (2011). Los diez grandes inventos de la evolución.
Ariel. Barcelona.
