24.3: Biomas Terrestres

Los biomas de la Tierra se categorizan en dos grandes grupos: terrestres y acuáticos. Los biomas terrestres se basan en la tierra, mientras que los biomas acuáticos incluyen biomas oceánicos y de agua dulce. Los ocho biomas terrestres principales en la Tierra se distinguen cada uno por temperaturas características y cantidad de precipitación. La comparación de los totales anuales de precipitación y las fluctuaciones en la precipitación de un bioma a otro proporciona pistas sobre la importancia de los factores abióticos en la distribución de los biomas. La variación de la temperatura diaria y estacional también es importante para predecir la distribución geográfica del bioma y el tipo de vegetación en el bioma. La distribución de estos biomas muestra que el mismo bioma puede ocurrir en áreas geográficamente distintas con climas similares (Figura\(\PageIndex{1}\)).

Figura\(\PageIndex{1}\): Cada uno de los principales biomas del mundo se distingue por temperaturas características y cantidades de precipitación. También se muestran hielo polar y montañas. (crédito: “distribución de biomas” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

Bosque Tropical Húmedo

Los bosques húmedos tropicales también se conocen como selvas tropicales. Este bioma se encuentra en regiones ecuatoriales (Figura\(\PageIndex{1}\)). La vegetación se caracteriza por plantas con hojas anchas que se desprenden durante todo el año. A diferencia de los árboles de bosques caducifolios, los árboles de este bioma no presentan una pérdida estacional de hojas asociada a variaciones de temperatura y luz solar; estos bosques son “siempreverdes” durante todo el año.

Los perfiles de temperatura y luz solar de los bosques húmedos tropicales son muy estables en comparación con los de otros biomas terrestres, con temperaturas que van de 20 °C a 34 °C (68 °F a 93 °F). Cuando se compara la variación anual de la temperatura de los bosques húmedos tropicales con la de otros biomas forestales, se hace evidente la falta de variación estacional de la temperatura en el bosque húmedo tropical. Esta falta de estacionalidad conduce al crecimiento de las plantas durante todo el año, más que al crecimiento estacional (primavera, verano y otoño) visto en otros biomas. A diferencia de otros ecosistemas, los ecosistemas tropicales no tienen días largos y días cortos durante el ciclo anual. En cambio, una cantidad diaria constante de luz solar (11—12 horas por día) proporciona más radiación solar, por lo tanto, un período de tiempo más largo para el crecimiento de las plantas.

La precipitación anual en bosques húmedos tropicales oscila entre 125 y 660 cm (50—200 pulgadas) con alguna variación mensual. Si bien la luz solar y la temperatura permanecen bastante consistentes, las precipitaciones anuales son muy variables. Los bosques húmedos tropicales tienen meses húmedos en los que puede haber más de 30 cm (11—12 in) de precipitación, así como meses secos en los que hay menos de 10 cm (3.5 in) de precipitación. Sin embargo, el mes más seco de un bosque húmedo tropical aún supera la precipitación anual de algunos otros biomas, como los desiertos.

Los bosques húmedos tropicales tienen una alta productividad primaria neta debido a que las temperaturas anuales y los valores de precipitación en estas áreas son ideales para el crecimiento de las plantas. Por lo tanto, la extensa biomasa presente en el bosque húmedo tropical conduce a comunidades vegetales con una diversidad de especies muy alta (Figura\(\PageIndex{2}\)). Los bosques húmedos tropicales tienen más especies de árboles que cualquier otro bioma; en promedio entre 100 y 300 especies de árboles están presentes en una sola hectárea (2.5 acres) de América del Sur. Una forma de visualizar esto es comparar las capas horizontales distintivas dentro del bioma del bosque húmedo tropical. En el suelo del bosque hay una capa escasa de plantas y materia vegetal en descomposición. Por encima de eso hay un sotobosque de follaje arbustivo corto. Una capa de árboles se eleva sobre este sotobosque y está coronada por un dosel superior cerrado, la capa superior superior de ramas y hojas. Algunos árboles adicionales emergen a través de este dosel superior cerrado. Estas capas proporcionan hábitats diversos y complejos para la variedad de plantas, hongos, animales y otros organismos dentro de los bosques húmedos tropicales. Por ejemplo, las epífitas son plantas que crecen en otras plantas, que normalmente no se ven perjudicadas. Las epífitas se encuentran a lo largo de los biomas del bosque húmedo tropical. Muchas especies de animales utilizan la variedad de plantas y la compleja estructura de los bosques húmedos tropicales como alimento y refugio. Algunos organismos viven varios metros sobre el suelo y se han adaptado a este estilo de vida arbóreo.

Figura\(\PageIndex{2}\): Los bosques húmedos tropicales, como estos bosques de Madre de Dios, Perú, cerca del río Amazonas, tienen una alta diversidad de especies. (crédito: Roosevelt García. “Bosques húmedos tropicales” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

Sabanas

Las sabanas son pastizales con árboles dispersos, y se encuentran en África, América del Sur y el norte de Australia (Figura\(\PageIndex{1}\)). Las sabanas son áreas tropicales cálidas con temperaturas promedio de 24 °C a 29 °C (75 °F a 84 °F) y una precipitación anual de 10—40 cm (3.9—15.7 in). Las sabanas tienen una estación seca extensa; por esta razón, los árboles forestales no crecen tan bien como lo hacen en el bosque húmedo tropical (u otros biomas forestales). Como resultado, dentro de las gramíneas y forbs (plantas herbáceas con flores) que dominan la sabana, hay relativamente pocos árboles (Figura\(\PageIndex{3}\)). Dado que el fuego es una fuente importante de perturbación en este bioma, las plantas han desarrollado sistemas radiculares bien desarrollados que les permiten volver a brotar rápidamente después de un incendio.

Figura\(\PageIndex{3}\): Las sabanas, como esta en el Santuario de Vida Silvestre Taita Hills en Kenia, están dominadas por pastos. (crédito: Christopher T. Cooper. “Savannas” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

Desiertos Subtropicales

Los desiertos subtropicales existen entre 15° y 30° de latitud norte y sur y se centran en los Trópicos de Cáncer y Capricornio (Figura\(\PageIndex{1}\)). Este bioma es muy seco; en algunos años, la evaporación supera a la precipitación. Los desiertos subtropicales calientes pueden tener temperaturas diurnas de la superficie del suelo superiores a 60 °C (140 °F) y temperaturas nocturnas cercanas a 0 °C (32 °F). En desiertos fríos, las temperaturas pueden ser tan altas como 25 °C y pueden caer por debajo de -30 °C (-22 °F). Los desiertos subtropicales se caracterizan por una baja precipitación anual de menos de 30 cm (12 pulgadas) con poca variación mensual y falta de previsibilidad en las precipitaciones. En algunos casos, la precipitación anual puede ser tan baja como 2 cm (0.8 in) en desiertos subtropicales ubicados en el centro de Australia (“el Outback”) y el norte de África.

La vegetación y la baja diversidad animal de este bioma están estrechamente relacionadas con esta baja e impredecible precipitación. Los desiertos muy secos carecen de vegetación perenne que vive de un año a otro; en cambio, muchas plantas son anuales que crecen rápidamente y se reproducen cuando ocurren lluvias, luego mueren. Muchas otras plantas en estas áreas se caracterizan por tener una serie de adaptaciones que conservan el agua, como raíces profundas, follaje reducido y tallos que almacenan agua (Figura\(\PageIndex{4}\)). Las plantas semilleras en el desierto producen semillas que pueden estar en latencia por periodos prolongados entre lluvias. Las adaptaciones en animales del desierto incluyen comportamiento nocturno y madrigueras.

Figura\(\PageIndex{4}\): Para reducir la pérdida de agua, muchas plantas del desierto tienen hojas diminutas o ninguna hoja en absoluto. Las hojas de ocotillo (Fouquieria splendens), que se muestran aquí en el desierto de Sonora cerca de Gila Bend, Arizona, aparecen solo después de la lluvia, para luego ser derramadas. (crédito: “Desiertos subtropicales” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

Chaparral

El chaparral también se llama bosque matorral y se encuentra en California, a lo largo del mar Mediterráneo y a lo largo de la costa sur de Australia (Figura\(\PageIndex{1}\)). La precipitación anual en este bioma varía de 65 cm a 75 cm (25.6—29.5 in), y la mayor parte de la lluvia cae en el invierno. Los veranos son muy secos y muchas plantas chaparral están dormidas durante el verano. La vegetación chaparral, mostrada en la Figura\(\PageIndex{5}\), está dominada por arbustos y se adapta a incendios periódicos, con algunas plantas produciendo semillas que solo germinan después de un incendio caliente. Las cenizas que quedan tras un incendio son ricas en nutrientes como el nitrógeno que fertilizan el suelo y promueven el rebrote de las plantas.

Figura\(\PageIndex{5}\): El chaparral está dominado por arbustos. (crédito: Miguel Vieira. “chaparral” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

Pastizales Templados

Los pastizales templados se encuentran en toda América del Norte central, donde también se les conoce como praderas; también se encuentran en Eurasia, donde se les conoce como estepas (Figura\(\PageIndex{1}\)). Los pastizales templados tienen pronunciadas fluctuaciones anuales de temperatura con veranos calurosos e inviernos fríos. La variación anual de la temperatura produce temporadas de crecimiento específicas para las plantas. El crecimiento de las plantas es posible cuando las temperaturas son lo suficientemente cálidas como para sostener el crecimiento de las plantas y cuando hay suficiente agua disponible, lo que ocurre en primavera, verano y otoño. Durante gran parte del invierno, las temperaturas son bajas, y el agua, que se almacena en forma de hielo, no está disponible para el crecimiento de las plantas.

La precipitación anual oscila entre 25 cm y 75 cm (9.8—29.5 in). Debido a la precipitación anual relativamente menor en pastizales templados, hay pocos árboles excepto los que crecen a lo largo de ríos o arroyos. La vegetación dominante tiende a consistir en pastos y algunas praderas sostienen poblaciones de animales de pastoreo Figura\(\PageIndex{6}\). La vegetación es muy densa y los suelos son fértiles porque el subsuelo del suelo está lleno de raíces y rizomas (tallos subterráneos) de estos pastos. Las raíces y rizomas actúan para anclar las plantas al suelo y reponer el material orgánico (humus) en el suelo cuando mueren y se descomponen.

Figura\(\PageIndex{6}\): El bisonte americano (bisonte bisonte), más comúnmente llamado búfalo, es un mamífero de pastoreo que alguna vez pobló las praderas estadounidenses en grandes cantidades. (crédito: Jack Dykinga, Servicio de Investigación Agrícola del USDA. “Pastizales templados” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

Los incendios, principalmente causados por relámpagos, son una perturbación natural en pastizales templados. Cuando se suprime el fuego en pastizales templados, la vegetación finalmente se convierte en matorral y bosques densos. A menudo, la restauración o manejo de pastizales templados requiere el uso de quemaduras controladas para suprimir el crecimiento de los árboles y mantener los pastos.

Bosques Templados

Los bosques templados son el bioma más común en el este de América del Norte, Europa Occidental, Asia Oriental, Chile y Nueva Zelanda (Figura\(\PageIndex{1}\)). Este bioma se encuentra en todas las regiones de latitudes medias. Las temperaturas oscilan entre -30 °C y 30 °C (-22 °F a 86 °F) y caen por debajo del punto de congelación anual. Estas temperaturas significan que los bosques templados han definido temporadas de crecimiento durante la primavera, verano y principios de otoño. La precipitación es relativamente constante a lo largo del año y oscila entre 75 cm y 150 cm (29.5—59 pulgadas).

Debido a las moderadas precipitaciones y temperaturas anuales, los árboles caducifolios son la planta dominante en este bioma (Figura\(\PageIndex{7}\)). Los árboles caducifolios pierden sus hojas cada otoño y permanecen sin hojas en el invierno. Así, no se produce fotosíntesis en los árboles caducifolios durante el periodo invernal latente. Cada primavera, aparecen nuevas hojas a medida que aumenta la temperatura. Debido al período latente, la productividad primaria neta de los bosques templados es menor que la de los bosques húmedos tropicales. Además, los bosques templados muestran menor diversidad de especies arbóreas que los biomas de los bosques húmedos tropicales.

Figura\(\PageIndex{7}\): Los árboles caducifolios son la planta dominante en el bosque templado. (crédito: Oliver Herold. “Bosques templados” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

Los árboles de los bosques templados salen y dan sombra a gran parte del suelo; sin embargo, este bioma es más abierto que los bosques húmedos tropicales porque los árboles en los bosques templados no crecen tan altos como los árboles en los bosques húmedos tropicales. Los suelos de los bosques templados son ricos en nutrientes inorgánicos y orgánicos. Esto se debe a la gruesa capa de hojarasca en los pisos forestales. A medida que esta hojarasca se descompone, los nutrientes se devuelven al suelo. La hojarasca también protege el suelo de la erosión, aísla el suelo y proporciona hábitats para invertebrados (como el insecto de la píldora o roly-poly, Armadillidium vulgare) y sus depredadores, como la salamandra de lomo rojo (Plethodon cinereus).

Bosques Boreales

El bosque boreal, también conocido como taiga o bosque de coníferas, se encuentra al sur del Círculo Polar Ártico y en la mayor parte de Canadá, Alaska, Rusia y el norte de Europa (Figura\(\PageIndex{1}\)). Este bioma tiene inviernos fríos, secos y veranos cortos, frescos y húmedos. La precipitación anual es de 40 cm a 100 cm (15.7—39 in) y generalmente toma la forma de nieve. Poca evaporación ocurre debido a las temperaturas frías.

Los inviernos largos y fríos en el bosque boreal han llevado al predominio de plantas con cono tolerantes al frío. Se trata de coníferas de hoja perenne como pinos, abetos y abetos, que conservan sus hojas en forma de aguja durante todo el año. Los árboles de hoja perenne pueden fotosintetizar más temprano en la primavera que los árboles caducifolios porque se requiere menos energía del sol para calentar una hoja en forma de aguja que una hoja ancha. Esto beneficia a los árboles de hoja perenne, que crecen más rápido que los árboles caducifolios en el bosque boreal. Además, los suelos de las regiones boreales tienden a ser ácidos con poco nitrógeno disponible. Las hojas son una estructura rica en nitrógeno y los árboles caducifolios deben producir un nuevo conjunto de estas estructuras ricas en nitrógeno cada año. Por lo tanto, los árboles coníferos que retienen agujas ricas en nitrógeno pueden tener una ventaja competitiva sobre los árboles caducifolios de hoja ancha.

La productividad primaria neta de los bosques boreales es menor que la de los bosques templados y los bosques húmedos tropicales. La biomasa aérea de los bosques boreales es alta debido a que estas especies arbóreas de crecimiento lento son de larga vida y acumulan biomasa en pie con el tiempo. La diversidad de especies vegetales es menor que la observada en bosques templados y bosques húmedos tropicales. Los bosques boreales carecen de los elementos pronunciados de la estructura forestal estratificada que se observan en los bosques húmedos tropicales. La estructura de un bosque boreal suele ser solo una capa arbórea y una capa de suelo (Figura\(\PageIndex{8}\)). Cuando se dejan caer las agujas de coníferas, se descomponen más lentamente que las hojas anchas; por lo tanto, se devuelven menos nutrientes al suelo para alimentar el crecimiento de las plantas.

Figura\(\PageIndex{8}\): El bosque boreal (taiga) tiene plantas bajas y coníferas. (crédito: L.B. Brubaker. “bosque boreal” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

Tundra ártica

La tundra ártica se encuentra al norte del bosque boreal subártico y se encuentra a lo largo de las regiones árticas del hemisferio norte (Figura\(\PageIndex{1}\)). La temperatura promedio en invierno es de -34 °C (-34 °F) y la temperatura promedio en verano es de 3 °C a 12 °C (37 °F—52 °F). Las plantas en la tundra ártica tienen una temporada de crecimiento muy corta de aproximadamente 10—12 semanas. Sin embargo, durante este tiempo, hay casi 24 horas de luz diurna y el crecimiento de las plantas es rápido. La precipitación anual de la tundra ártica es muy baja con poca variación anual en la precipitación. Y, como en los bosques boreales, hay poca evaporación debido a las frías temperaturas.

Las plantas en la tundra ártica son generalmente bajas al suelo (Figura\(\PageIndex{9}\)). Hay poca diversidad de especies, baja productividad primaria neta y baja biomasa aérea. Los suelos de la tundra ártica pueden permanecer en un estado perennemente congelado denominado permafrost. El permafrost hace imposible que las raíces penetren profundamente en el suelo y ralentiza la descomposición de la materia orgánica, lo que inhibe la liberación de nutrientes de la materia orgánica. Durante la temporada de crecimiento, el suelo de la tundra ártica puede cubrirse completamente con plantas o líquenes.

Figura\(\PageIndex{9}\): Plantas de bajo crecimiento como el sauce arbustivo dominan el paisaje de la tundra, que se muestra aquí en el Refugio Nacional de Vida Silvestre Ártico. (crédito: USFWS Arctic National Wildlife Refuge. “Arctic tundra” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

Resumen

La Tierra tiene biomas terrestres y biomas acuáticos. Los biomas acuáticos incluyen ambientes marinos y de agua dulce. Hay ocho biomas terrestres principales: bosques húmedos tropicales, sabanas, desiertos subtropicales, chaparral, pastizales templados, bosques templados, bosques boreales y tundra ártica. El mismo bioma puede ocurrir en diferentes ubicaciones geográficas con climas similares. La temperatura y la precipitación, y las variaciones en ambas, son factores abióticos clave que dan forma a la composición de las comunidades animales y vegetales en biomas terrestres. Algunos biomas, como los pastizales templados y los bosques templados, tienen estaciones distintas, con clima frío y clima cálido alternando a lo largo del año. En biomas cálidos y húmedos, como el bosque húmedo tropical, la productividad primaria neta es alta, ya que las temperaturas cálidas, el agua abundante y la temporada de crecimiento durante todo el año alimentan el crecimiento de las plantas. Otros biomas, como los desiertos y la tundra, tienen baja productividad primaria debido a temperaturas extremas y escasez de agua disponible.

Referencias

OpenStax, Biología. OpenStax CNX. 25 de junio de 2020. https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10.137:noBcfThl@7/Understanding-Evolution.