1.1: Regulación Atmosférica y Climática
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Hace unos 3.5 mil millones de años, las primeras formas de vida (principalmente cianobacterias) ayudaron a crear una atmósfera oxigenada a través de la fotosíntesis, absorbiendo dióxido de carbono de la atmósfera y liberando oxígeno (Schopf 1983; Van Valen 1971). Con el tiempo, estos organismos alteraron la composición de la atmósfera, incrementando los niveles de oxígeno, y allanaron el camino para organismos que utilizan el oxígeno como fuente de energía (respiración aeróbica), formando una atmósfera similar a la que existe hoy en día.
El carbono circula en el planeta entre la tierra, la atmósfera y los océanos a través de una combinación de procesos físicos, químicos, geológicos y biológicos (IPCC 2001). Una forma clave en que la biodiversidad influye en la composición de la atmósfera terrestre es a través de su papel en el ciclo del carbono en los océanos, el mayor reservorio de carbono del planeta (Gruber y Sarmiento, en prensa). A su vez, la composición atmosférica del carbono influye en el clima. El fitoplancton (o plantas marinas microscópicas) juega un papel central en la regulación de la química atmosférica al transformar el dióxido de carbono en materia orgánica durante la fotosíntesis. Esta materia orgánica cargada de carbono se asienta ya sea directa o indirectamente (después de haber sido consumida) en las profundidades del océano, donde permanece durante siglos, o incluso miles de años, actuando como el mayor reservorio de carbono en el planeta. Además, el carbono también llega a las profundidades del océano a través de otro proceso biológico: la formación de carbonato de calcio, el componente principal de las conchas en dos grupos de organismos marinos coccolitoforidos (un fitoplancton) y foraminíferos (un organismo unicelular y sin cáscara que es abundante en muchos marinos entornos). Cuando estos organismos mueren, sus conchas se hunden hasta el fondo o se disuelven en la columna de agua. Este movimiento de carbono a través de los océanos elimina el exceso de carbono de la atmósfera y regula el clima de la tierra.
A lo largo del siglo pasado, los humanos han cambiado la composición de la atmósfera al liberar grandes cantidades de dióxido de carbono. Se cree que este exceso de dióxido de carbono, junto con otros gases 'de efecto invernadero', está calentando nuestra atmósfera y cambiando el clima del mundo, lo que lleva al 'calentamiento global'. Ha habido mucho debate sobre cómo los procesos naturales, como el ciclo del carbono a través del fitoplancton en los océanos, responderán a estos cambios. ¿Aumentará la productividad del fitoplancton y absorberá así el carbono extra de la atmósfera? Estudios recientes sugieren que los procesos naturales pueden ralentizar la tasa de aumento del dióxido de carbono en la atmósfera, pero es dudoso que ya sea los océanos de la tierra o sus bosques puedan absorber la totalidad del carbono extra liberado por la actividad humana (Falkowski et al. 2000).