1.12: Biológico

INTRODUCCIÓN

Las necesidades de los seres humanos y los organismos vivos y procesos que componen la biosfera están inextricablemente conectados. Debido a esta conexión, el manejo adecuado de los recursos biológicos requiere que se mantenga la diversidad genética y hábitats adecuados. Cada vez es más consciente de que la diversidad en los sistemas biológicos es fundamental para la producción agrícola y la seguridad alimentaria. Desafortunadamente, la diversidad de plantas y animales y de los hábitats en los que viven actualmente se está reduciendo drásticamente. Los métodos predominantes utilizados en la agricultura están erosionando seriamente la diversidad genética de las plantas y la ganadería. La variedad de especies y genes de organismos vivos —y los hábitats y ecosistemas en los que viven esos organismos— son recursos importantes que deben ser utilizados de manera sustentable a través de la conservación. La conservación no es solo una cuestión de proteger la vida silvestre en las reservas naturales. También implica salvaguardar los sistemas naturales que purifican el agua, reciclan los nutrientes, mantienen la fertilidad del suelo, producen alimentos y protegen la diversidad genética.

ÁREAS NATURALES

Las áreas naturales, o áreas silvestres, comprenden ecosistemas en los que la actividad humana no ha afectado significativamente a las poblaciones vegetales y animales ni a su entorno. Predominan los procesos naturales. De acuerdo con la “Ley de Vida Silvestre de 1964”, las áreas silvestres se definen como aquellas áreas donde la carretera más cercana está al menos a cinco millas de distancia y donde no hay edificios permanentes. Según los escritos de 1898 del naturalista John Muir, “En el desierto de Dios yace la esperanza del mundo, el gran desierto fresco, sin arruinar y sin redimir”.

Más de 100 millones de acres de tierra ahora se conservan como desierto bajo esta ley. Alaska escasamente poblada contiene la mayor parte de áreas silvestres, más de la mitad de ella. Si bien las áreas silvestres están dispersas entre la mayoría de los 48 estados inferiores, el mayor porcentaje se encuentra en los estados occidentales. Quedan pocas áreas no designadas en los estados contiguos que califiquen como áreas silvestres.

California contiene áreas silvestres significativas, con más de 4 millones de acres de áreas silvestres del Bosque Nacional, y 1.5 millones de acres de desierto en su mayoría desierto en la Reserva Nacional del Desierto de Mojave. Debido a la gran población del estado, la demanda de uso recreativo de estas áreas es muy alta. La fuerte demanda por el uso de relativamente pocas áreas naturales es un problema en todos los estados contiguos. No es tarea fácil para los gestores de recursos naturales gestionar estas áreas naturales de manera que se conserve la diversidad biológica y la integridad de los ecosistemas, al tiempo que se apoye un nivel sustentable y equilibrado de uso humano.

Es importante preservar los espacios naturales por varias razones. Algunas personas, especialmente los nativos americanos, sienten una conexión cultural con el desierto a través de sus antepasados que alguna vez vivieron allí. Las áreas silvestres también son de importancia económica. Las actividades de recreación al aire libre como senderismo y camping benefician a las industrias turísticas y a los fabricantes de ropa y equipo para exteriores.

Lo más importante es que vale la pena preservar la importancia ecológica de las áreas naturales. Las áreas silvestres ayudan a mantener la diversidad del ecosistema. Protegen cuencas hidrográficas, ayudan a mejorar la calidad del aire y proporcionan un laboratorio natural sin perturbaciones para el estudio científico.

DIVERSIDAD GENÉTICA

Mientras que la diversidad de ecosistemas es una medida de variabilidad entre las poblaciones de especies, la diversidad genética se refiere a la variabilidad entre individuos dentro de una sola población de especies. Un gen representa la unidad física fundamental de la herencia, y cada individuo en una especie una mezcla diferente de genes. Esta diversidad genética —o variación dentro de las especies— permite que las poblaciones se adapten a los cambios en las condiciones ambientales. Millones de años de cambio adaptativo pueden ser codificados en los genes de una población de especies, y son esos genes los que proporcionan la base para futuras adaptaciones.

La pérdida de diversidad genética hace que una especie sea menos capaz de reproducirse con éxito y sea menos adaptable a un entorno cambiante. Las poblaciones pequeñas de especies son especialmente susceptibles a la pérdida de diversidad genética. Cuando una especie pierde demasiados individuos, se vuelve genéticamente uniforme. Algunas de las causas de la pérdida de diversidad genética incluyen: la endogamia entre individuos estrechamente relacionados, y la deriva genética en la que los genes de unos pocos individuos, eventualmente dominan en una población.

La diversidad genética es importante para la agricultura. Gran parte de la agricultura mundial se basa en cepas de cultivos introducidos o híbridos, a diferencia de cepas nativas o silvestres. El propósito principal del uso de manchas híbridas es aumentar la productividad. Desafortunadamente, esta aprobación da como resultado que solo unas pocas cepas de cultivos híbridos se utilicen para la agricultura comercial. Estos cultivos híbridos carecen de la diversidad genética de las muchas cepas silvestres, y la resistencia de los híbridos a plagas y enfermedades es generalmente mucho menor. Por lo tanto, es necesario proteger y conservar las cepas silvestres como una biblioteca genética, de la cual se puede extraer la información genética necesaria para producir cepas híbridas mejoradas y más resistentes. Una situación similar existe en la cría de ganado, salvo que la pérdida de diversidad genética en el ganado tiene consecuencias aún más severas. Muchas razas ganaderas están cerca de la extinción debido a la política de favorecer a algunas razas especializadas. Es evidente que la actividad humana es la principal responsable de la erosión genética de las poblaciones vegetales y animales.

RECURSOS ALIMENTARIOS

Las tres principales fuentes de alimento para los humanos son: tierras de cultivo, pastizales y pesquerías. Las tierras de cultivo proporcionan la mayor parte de los alimentos humanos. A pesar de que hay miles de plantas comestibles en el mundo, sólo cuatro cultivos básicos (trigo, arroz, maíz y papa) representan la mayor parte de la ingesta calórica de los humanos. Algunos animales criados para carne, leche y huevos (por ejemplo, ganado vacuno, cerdos, aves de corral) también son alimentados con grano de tierras de cultivo. Los pastizales proporcionan otra fuente de carne y leche de los animales de pastoreo (por ejemplo, ganado vacuno, ovino, caprino). Las pesquerías proporcionan peces, que son una fuente importante de proteína animal en el mundo, especialmente en Asia y las zonas costeras. Por razones principalmente económicas, las dietas de la mayoría de las personas en el mundo consisten en granos básicos. A medida que las personas se vuelven más ricas, tienden a consumir más carne, huevos, leche y queso.

Hay dos tipos de producción de alimentos: la agricultura tradicional y la agricultura industrializada. La agricultura industrializada es conocida como agricultura de alto insumo porque utiliza grandes cantidades de fertilizantes comerciales, pesticidas, agua y combustibles fósiles. Se plantan grandes campos de cultivos individuales (monocultivo), y las plantas se crían selectivamente para producir altos rendimientos. Las grandes cantidades de grano que produce este método también fomentan la producción de grandes cantidades de animales ganaderos en los corrales. La mayor parte de los alimentos producidos por métodos industrializados son vendidos por los agricultores para obtener ingresos. Este tipo de producción de alimentos es más común en los países desarrollados debido a la tecnología y a los altos gastos que implica. Sin embargo, en algunos países en desarrollo se encuentran grandes plantaciones industrializadas especializadas en un solo cultivo comercial (por ejemplo, un cultivo específicamente recaudado para obtener ingresos como banano, cacao, café).

La agricultura tradicional es la forma de producción de alimentos más practicada, que se produce principalmente en los países en desarrollo. Se puede clasificar además como agricultura tradicional de subsistencia o agricultura intensiva tradicional. Las diferencias entre ambos involucran las cantidades relativas de insumos de recursos y alimentos producidos. La agricultura de subsistencia utiliza únicamente mano de obra humana y animal y sólo produce suficiente alimento para la familia del agricultor.

La agricultura tradicional intensiva utiliza más mano de obra humana y animal, fertilizantes y agua de riego. También puede implicar métodos de cultivo tales como cultivos intercalados diseñados para mantener la fertilidad del suelo. El cultivo intercalado implica plantar dos cultivos simultáneamente (por ejemplo, un cultivo de leguminosas fijadoras de nitrógeno con un cultivo de grano). El aumento de la producción resultante de los métodos más intensivos proporciona suficiente alimento para la familia del agricultor y para vender a otros en el área local.

Los pastizales suelen ser pastizales en regiones semiáridas a áridas que no son adecuadas para cultivar sin riego. Los pastos proporcionan alimento para animales de pastoreo como ganado vacuno y ovino. Estos animales no sólo proporcionan carne para alimentarse, sino que también son una valiosa fuente de cuero y lana. En regiones con lluvias regulares, el ganado puede criarse en áreas establecidas de campo abierto. En climas más áridos, el pastoreo nómada de ganado puede ser necesario para encontrar suficientes suministros de pasto.

El sobrepastoreo de pastizales por parte de la ganadería puede resultar en la desertificación de la zona. En los países desarrollados, el ganado criado en pastizales a menudo se engorda con grano en los corrales de engorde antes del sacrificio.

El océano proporciona la mayor ubicación de las pesquerías. Los métodos comerciales utilizados para cosechar estas pesquerías dependen de los tipos de peces (por ejemplo, vivienda de superficie, vivienda de fondo) que se producen y su tendencia a formar escuelas. Los arrastreros arrastran redes a lo largo del fondo del océano para capturar peces de fondo (demersales) como bacalao y mariscos como camarones. Grandes escuelas de peces de superficie (pelágicos), como el atún, son capturados por la pesca con cerco en la que una red los rodea y luego se cierra como un bolso con cordón. Redes de deriva de hasta decenas de kilómetros de largo cuelgan como cortinas debajo de la superficie y enredan casi cualquier cosa que entre en contacto con ella. El principal problema con todos estos métodos de pesca es que tienden a matar un gran número de peces no deseados y mamíferos marinos que son capturados inadvertidamente.

Una alternativa a la pesca oceánica es la acuicultura, un método en el que los peces y mariscos se crían deliberadamente como alimento. Existen dos tipos de acuicultura: piscicultura y piscicultura. Con la piscicultura, los peces o mariscos (por ejemplo, carpa, bagre, ostras) se crían en estanques cerrados o tanques con un ambiente controlado. Cuando alcanzan la madurez se cosechan. La cría de peces se utiliza con especies como el salmón que viven una parte de sus vidas en agua dulce y la otra parte en agua salada (especies anádromas). Los salmones son criados en cautiverio durante algunos años y luego liberados. Se cosechan cuando vuelven a desovar. Algunas de las desventajas de la acuicultura incluyen la necesidad de suministrar grandes cantidades de alimentos y agua, y la eliminación de las grandes cantidades de desechos que se producen.

Algas en aceite, huesos en piedras

Los científicos y los libros de texto tienden a separar entidades y procesos biológicos y geológicos, pero el complejo ciclo de la materia en la Tierra en realidad difumina esas categorías. En efecto, algunos de nuestros recursos energéticos y minerales más importantes tienen orígenes biológicos. Como consecuencia, la ubicación y tamaño de estos recursos depende de la distribución y productividad de hábitats antiguos.

Petróleo

El petróleo es un término genérico para petróleo y gas natural, y sus productos. El petróleo no parece orgánico, sino que se deriva de los restos de innumerables organismos marinos. Comienza con floraciones de algas microscópicas y otros plancton en océanos y grandes lagos. Estos organismos se hunden cuando mueren, y si el fondo marino o lacustre en el que aterrizan tiene poco oxígeno y alta sedimentación, pueden ser enterrados en barro antes de descomponerse. A profundidad y con el tiempo, el calor y la presión comienzan a convertir las moléculas orgánicas en hidrocarburos. Los hidrocarburos comienzan a licuarse en petróleo a 50-60° C, y se vaporizan en metano a 100° C. Si la temperatura supera los 200° C, se descomponen y desaparecen.

Donde el petróleo es abundante, puede bombearse desde debajo del suelo y refinarse en combustibles como gasolina, propano, combustible para aviones y combustible para calefacción, y en alquitrán y asfalto. El petróleo también es un componente de plásticos, tintes, fibras sintéticas, fertilizantes, discos compactos, cosméticos y explosivos.

El petróleo es extremadamente útil, pero se distribuye de manera desigual en todo el mundo, y las reservas se están agotando rápidamente. La formación de petróleo es un proceso complejo que requiere las condiciones biológicas adecuadas para producir plancton suficiente, y las condiciones geológicas adecuadas para preservar y cocinar la materia orgánica. Toda la secuencia lleva un millón de años o más. Debido a que muchos países, como Estados Unidos, tienen depósitos muy limitados, y debido a que todas las reservas de petróleo se están drenando rápidamente, la conservación y las alternativas están ganando importancia. Por ejemplo, el asfalto desgastado de carreteras ahora se está reprocesando y reemplazando en lugar de desecharse. El reciclaje de plástico está cada vez más extendido. La energía eólica, solar, nuclear, geotérmica e hidroeléctrica va en aumento.

Caliza

La piedra caliza es un tipo de roca hecha de carbonato de calcio. Aunque pocas cosas parecen menos realistas que las rocas, la mayor parte de la piedra caliza es en realidad biogénica, formada a partir de las conchas y esqueletos y excreciones de invertebrados marinos. En las aguas poco profundas alrededor de las islas tropicales y continentes, las aguas cálidas y claras, la luz solar intensa y los abundantes nutrientes permiten que los moluscos, crustáceos y plancton florezcan. Cuando estas criaturas mueren o mudan, sus partes duras caen al fondo del mar. A medida que los restos se amontonan, el peso de los escombros superpuestos compacta las capas más profundas. Los cementos precipitan fuera del agua subterránea, fusionando los fragmentos individuales en roca sólida. Alguna piedra caliza no va más allá, por lo que las conchas de los componentes permanecen distintas y claramente visibles. En otras calizas, sujetas a calor y presión más intensos, el material orgánico se recristaliza en una masa sin rasgos.

La piedra caliza es ampliamente utilizada en procesos industriales. La piedra caliza triturada es un componente de cemento, papel, plástico y pintura, y se utiliza para ajustar el pH del suelo y el agua. La piedra caliza entera que conserva el material de la cáscara visible se utiliza para la piedra decorativa. La tiza común de pizarra es una piedra caliza hecha de esqueletos microscópicos.

La piedra caliza es extremadamente abundante, constituyendo alrededor del 10-15% de todas las rocas sedimentarias de la Tierra, por lo que a pesar de que es muy utilizada, su reserva no se está agotando significativamente.