1.20: Interacciones de orden superior

INTRODUCCIÓN

Aunque los humanos han tenido la capacidad de monitorear los sistemas terrestres de manera efectiva solo hace relativamente poco tiempo, los eventos ambientales globales anteriores no han quedado sin registrar. Los indicadores climáticos existen en diversas formas (por ejemplo, polen en sedimentos del fondo del lago, patrones en anillos de árboles, burbujas de aire congeladas en hielo glacial y anillos de crecimiento en coral). Estos indicadores muestran que se han producido cambios ambientales significativos a lo largo de la historia de la Tierra. Estos cambios ocurrieron lentamente, a lo largo de periodos de tiempo relativamente largos. Sin embargo, las actividades humanas están alterando los sistemas terrestres a un ritmo acelerado. La contaminación a gran escala, el aumento del consumo de recursos naturales y la destrucción de especies vegetales y animales y sus hábitats por parte de los humanos están provocando cambios significativos de proporciones globales.

Los cambios globales causados por el hombre incluyen: agotamiento del ozono estratosférico, aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera y destrucción del hábitat. Las consecuencias de estos cambios incluyen: calentamiento global, aumento de los niveles de radiación UV solar, aumento del nivel del mar y pérdida de biodiversidad. Las ramificaciones de estos fenómenos son de largo alcance y potencialmente devastadoras para toda la vida en la tierra, incluidos los humanos. La conciencia de esto ha impulsado un esfuerzo internacional para aumentar la comprensión científica de los cambios globales y sus efectos. La mayoría de los científicos coinciden en ciertos puntos:

• Los gases de efecto invernadero absorben y luego emiten radiación infrarroja.
• Las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono, metano y clorofluorocarbonos (CFC) han aumentado significativamente por encima de los niveles preindustriales, y el incremento es directamente atribuible a las actividades humanas.
• El aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero produce un efecto de calentamiento neto en la tierra.
• A nivel mundial, las temperaturas promedio del aire superficial son aproximadamente 0.5°C más altas que las del siglo XIX.
• Pasarán muchos siglos antes de que las concentraciones de dióxido de carbono vuelvan a los niveles normales, incluso si todas las emisiones causadas por el hombre se detienen por completo.
• El retorno de las concentraciones de CFC a sus niveles preindustriales llevará más de un siglo, incluso con un alto en las emisiones causadas por el hombre.

Si bien se ha logrado un consenso general sobre los puntos anteriores, no se ha llegado a tal consenso sobre la medida en que estos cambios están afectando al entorno global y qué rumbo seguirán en el futuro. La comunidad científica sólo puede inferir lo que sucederá a partir de modelos predictivos basados en su conocimiento de los procesos ambientales relevantes. Este conocimiento suele ser limitado porque los procesos involucrados y sus relaciones son sumamente complejos. Además, existe la clara posibilidad de que ni siquiera se conozcan todos los procesos.

AMBIENTE

La atmósfera que rodea a la tierra es a la vez una parte y un producto de la vida. Los humanos han afectado significativamente la atmósfera. Por ejemplo, enormes cantidades de dióxido de carbono y metano, entre otros compuestos, se agregan anualmente a la atmósfera debido a los usos antropogénicos de los combustibles fósiles. Durante muchos años, los CFC fueron liberados indiscriminadamente a la atmósfera. La adición de estos contaminantes químicos a la atmósfera genera preocupaciones sobre cómo los cambios en la atmósfera pueden afectar la vida en la tierra.

El efecto más inmediato del aumento de las cantidades de gases de efecto invernadero en la atmósfera es el calentamiento global. Se espera que la temperatura media global de la superficie aumente de 1 a 3°C a mediados del siglo XXI. La extensión del calentamiento dependerá en parte de los niveles de vapor de agua atmosférico y de los procesos de retroalimentación de la cubierta de nubes. El calentamiento de la atmósfera puede impactar el clima global de varias maneras.

La tasa de evaporación del agua aumentará a medida que el ambiente se caliente, y esto conducirá a aumentos en la precipitación media global. Una atmósfera más cálida y húmeda puede provocar posteriormente un aumento en la frecuencia de las tormentas tropicales, lo que puede causar inundaciones. Además de las muertes por hambruna y ahogamiento, las inundaciones pueden traer consigo cólera y enfermedades transmitidas por mosquitos, como la malaria y la fiebre amarilla. El calentamiento atmosférico también podría causar fuertes olas de calor, y las proyecciones indican que las muertes relacionadas con el calor pueden duplicarse para 2020.

El enfriamiento a gran altitud, causado por la combinación de concentraciones reducidas de ozono estratosférico y el aumento de las concentraciones de dióxido de carbono, puede disminuir las temperaturas estratosféricas superiores de 8 a 20°C, lo que podría cambiar los patrones de circulación de la atmósfera. Además, los científicos consideran que el agotamiento del ozono estratosférico podría tener un grave impacto negativo en la salud de humanos, plantas y animales. Esto se debe al incremento concomitante de la radiación UV, particularmente UV-B, que llega a la superficie de la tierra cuando disminuyen los niveles de ozono estratosférico.

El ADN humano es susceptible al daño por la radiación UV-B, y la exposición puede causar cáncer de piel. Los estudios indican que una reducción del 10 por ciento en el ozono estratosférico podría dar lugar a 20 mil casos adicionales de cáncer de piel cada año. Otras consecuencias para los humanos incluyen la supresión del sistema inmune humano y el aumento en la aparición de cataratas oculares. Las plantas responden negativamente a la exposición a la radiación UV-B, con área foliar reducida, longitud de brotes reducida y disminución en la tasa de fotosíntesis. Tales respuestas podrían disminuir significativamente los rendimientos de los cultivos agrícolas. La radiación UV-B puede matar el plancton en el océano, lo que a su vez podría impactar severamente en las cadenas alimentarias marinas. El aumento de la exposición a la radiación UV-B también parece matar embriones en desarrollo en los huevos de algunos reptiles y anfibios.

OCÉANO

Incluso un aumento moderado de la temperatura global puede derretir cantidades significativas de nieve y hielo, reduciendo los glaciares y los casquetes polares. Esto afecta el nivel del mar. En la medida en que el 50 por ciento de la población humana mundial vive a menos de 50 kilómetros del mar, los efectos de incluso un aumento moderado del nivel del mar —del orden de un metro o menos— serían significativos. La investigación sugiere que el aumento del nivel del mar inundará algunos humedales costeros y comunidades, y amplificará los impactos de las mareas de tormenta, en las que el nivel del mar aumenta debido a los fuertes vientos de tormenta. El aumento de la precipitación en latitudes altas del norte puede reducir la salinidad y densidad de las aguas oceánicas allí, lo que a su vez influirá en la circulación oceánica global (termohalina).

Los arrecifes de coral se ven directamente afectados por la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, el cambio de temperatura global y el aumento de la radiación UV. Un aumento en el dióxido de carbono atmosférico conduce a una disminución del ion carbonato en el agua de mar. Esta disminución puede provocar una reducción en la tasa de formación de arrecifes de coral, o, en casos extremos, podría provocar la disolución de los arrecifes de coral. Un fenómeno conocido como blanqueo de coral, que puede ser fatal para una colonia de coral, es causado por temperaturas inusualmente altas o bajas, salinidad alta o baja o altas cantidades de radiación UV. Los dos primeros de ellos están vinculados al calentamiento global y los últimos podrían resultar del agotamiento del ozono estratosférico.

Científicos del Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas han informado que el calentamiento global puede acentuar los efectos de los eventos de El Niño. El nombre El Niño hace referencia a la fase cálida de una gran oscilación, conocida como El Niño/Oscilación Sur (ENSO), en la que se calienta la temperatura superficial de la parte centro/oriental del Pacífico tropical. Esto va acompañado de cambios en los patrones de vientos y precipitaciones. Las condiciones anormalmente secas ocurren en el norte de Australia, Indonesia y Filipinas. También se encuentran condiciones más secas de lo normal en el sureste de África y el norte de Brasil.

Se observan condiciones más húmedas de lo normal a lo largo de la costa oeste de Sudamérica tropical, la Costa del Golfo de América del Norte y el sur de Brasil. La fase cálida de El Niño suele durar de ocho a 10 meses. Todo el ciclo ENSO suele durar alrededor de tres a siete años. A lo largo del siglo pasado, los eventos de El Niño se han vuelto más frecuentes y han provocado mayores cambios climáticos paralelos al aumento de la temperatura global.

BIOTA

La variedad de vida en la tierra es su biodiversidad. El número de especies de plantas, animales, microorganismos, la enorme diversidad de genes en estas especies, los diferentes ecosistemas del planeta —como desiertos, selvas tropicales y arrecifes de coral— forman parte de una tierra biológicamente diversa. Existe un vínculo entre la biodiversidad y el cambio climático. El rápido calentamiento global puede afectar las posibilidades de un ecosistema de adaptarse de forma natural de varias maneras. Una especie puede ser incapaz de migrar lo suficientemente lejos como para alcanzar un clima hospitalario cuando se enfrenta a un calentamiento global significativo. El hábitat existente puede perderse durante los cambios progresivos de las condiciones climáticas. La diversidad de especies puede reducirse como resultado de la reducción en el tamaño del hábitat. El destino de muchas especies en un mundo que se calienta rápidamente probablemente dependerá de su capacidad para migrar de condiciones climáticas cada vez menos favorables a nuevas áreas que satisfagan sus necesidades físicas, biológicas y climáticas.

La actividad humana juega un papel importante en la pérdida de biodiversidad. Los bosques y humedales se convierten en uso de suelo agrícola y urbano. La tala ha despejado la mayoría de los bosques vírgenes de los 48 estados contiguos. Los bosques tropicales biológicamente diversos están siendo destruidos rápidamente a medida que la tierra se convierte en agricultura o se limpia mediante operaciones de tala y minería. En tierras agrícolas, grandes campos de cultivos de monocultivos reemplazan la diversa vida vegetal que alguna vez estuvo allí. Estados Unidos ha perdido casi toda la pradera original de pasto alto que alguna vez cubrió las Grandes Llanuras. La caza ha llevado especies como lobos y osos pardos que alguna vez estuvieron extendidos en el oeste de Estados Unidos a algunas reservas aisladas. Grandes mamíferos terrestres como rinoceríes y elefantes han tenido sus rangos muy disminuidos en Asia y África por la destrucción del hábitat. La cría selectiva por parte de los agricultores ha reducido la diversidad genética de los animales ganaderos. Las especies exóticas introducidas han expulsado plantas y animales nativos.

Uno de los mayores efectos secundarios de la pérdida de biodiversidad es la extinción prematura de especies. Pequeños cambios en la capacidad competitiva de una especie en una parte de una red alimentaria pueden conducir a extinciones en otras partes, ya que los cambios en la densidad de población se ven aumentados por interacciones depredador-presa o huésped-parásito. Las actividades humanas como la destrucción del hábitat, la introducción de exóticos y la sobreexplotación también están provocando un gran número de extinciones prematuras. Se estima que alrededor de un tercio de las especies de plantas en Estados Unidos están amenazadas de extinción. Innumerables especies desconocidas de plantas y animales se pierden cada año debido a la destrucción de los bosques tropicales. Las plantas que podrían contener los ingredientes de los nuevos medicamentos se pierden para siempre.

La alta biodiversidad contribuye a la estabilidad de un ecosistema. Cada especie, por pequeña que sea, juega un papel importante. La diversidad permite que los ecosistemas eviten y se recuperen de una variedad de desastres. Casi todas las culturas han reconocido de alguna manera la importancia que la Naturaleza y su diversidad biológica tienen sobre ellas.