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1.2.4 El planeta como sistema: interacciones entre la vida y el entorno terrestre

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 Desde una perspectiva sistémica la Tierra puede considerarse como un gran sistema abierto: 

  • Absorbe energía procedente del Sol,
  • Recibe energía y materia de los meteoritos 
  • Su gravedad interactúa con la de los demás cuerpos del Sistema Solar 
  • Disipa energía en forma de calor… 

Por otra parte, tiene la capacidad de autorregularse (se encuentra en una situación de “homeostasis”) lo que le permite mantener en su superficie una temperatura media más o menos estable en torno 15ºC que hace posible la existencia de agua líquida y, con ella, de la vida.

El sistema terrestre puede descomponerse en varios componentes que, a su vez, se comportan ellos mismos como sistemas complejos aunque de un rango inferior. Dependiendo de nuestros intereses, podemos destacar unos u otros pero, desde un punto de vista geográfico, los más importantes son: 

  • La atmósfera, mezcla gaseosa que forma la capa más externa del planeta,
  • La hidrosfera: capa discontinua de agua que cubre en parte la superficie sólida del planeta (agua continental, oceánica, hielo, de la atmósfera y de los seres vivos)
  • La geosfera, parte mineral que constituye el “armazón” sólido de la Tierra
  • La biosfera: conjunto formado por todos los seres vivos que habitan la Tierra
  • La antroposfera, que incluye a la especie humana y a sus creaciones y manifestaciones culturales.

Todos estos sistemas se relacionan entre sí permitiendo el mantenimiento de una situación de equilibrio dinámico compatible con la existencia de la vida. La biosfera, por ejemplo, presenta un complejísimo conjunto de interacciones entre sus propios elementos pero también con los demás sistemas a través de los ciclos del agua, materia y energía o de la influencia que el medio ejerce en los seres vivos. Pero, al mismo tiempo, los procesos biológicos han modificado drásticamente las características de su entorno: el oxígeno contenido en la atmósfera es efecto de la fotosíntesis de las plantas y no existiría sin ellas del mismo modo que el contenido en bicarbonatos de las aguas oceánicas se relaciona con los seres vivos, etc.

El estudio de la biosfera, objeto de interés de la Biogeografía y de la Ecología, debe tener en cuenta esta perspectiva sistémica. La biosfera es un sistema abierto que intercambia energía y materia con los demás y no puede entenderse sin el conocimiento de este conjunto de relaciones “hacia fuera”.

A su vez, la biosfera está compuesta por un gran número de ecosistemas.

Llamamos ecosistema a una unidad compuesta por un conjunto de organismos que comparten el mismo hábitat y que son interdependientes entre sí y respecto a su entorno físico. 

La parte biótica de un ecosistema se conoce como comunidad o biocenosis (el conjunto de seres vivos que componen un ecosistema). 

Los ecosistemas que comparten un mismo tipo de clima y gran parte de sus especies y ciclos biogeoquímicos se agrupan en biomas. Normalmente, los biomas serán la unidad de análisis en Biogeografía a la hora de describir las características de las distintas regiones de la Tierra.

 

sistema-solar2

 

Como ya se ha dicho, la vida terrestre apareció hace aproximadamente 3.800 millones de años en forma de pequeños organismos unicelulares aparentemente insignificantes. Sin embargo, a partir de ese mismo instante, la Tierra empezó a diferenciarse de los demás planetas y ya nunca volvería a ser la misma ya que esos modestos microorganismos ejercieron una importantísima influencia en su evolución posterior y determinarían un rumbo diferente del que adoptaron los demás planetas carentes de vida.

La atmósfera que se encontraron los primeros seres vivos era muy distinta a la actual ya que estaba compuesta por dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), metano (CH4), amoniaco (NH4) y otros gases. Esta mezcla era incompatible con la vida al aire libre pero no afectaba a los microorganismos acuáticos que pudieron proliferar sin problemas. Sin embargo, al ser fotosintetizadores, estos organismos fueron fijando dióxido de carbono, contribuyendo a su progresiva disminución, y, a cambio, fueron liberando moléculas de oxígeno (O2), un subproducto de su actividad. De este modo, éste empezó a incorporarse en una atmósfera que, hasta aquel momento, carecía de él.    

En un primer momento el oxígeno producido por los seres vivos reaccionó con las sustancias presentes en el mar, como el hierro, generando minerales que se acumularon en el lecho oceánico e impidiendo su permanencia en la atmósfera. Sin embargo, a medida que estas sustancias iban siendo neutralizadas, el oxígeno empezó a acumularse en el aire. 

En cuanto el oxígeno empezó a ser suficientemente abundante se hizo posible la formación de ozono (O3) que, situándose en la estratosfera, empezó a filtrar la letal radiación UV haciendo posible la vida sobre la superficie del mar y, luego, sobre los continentes. Su presencia favoreció un desarrollo explosivo de los vegetales que, a partir de ese momento se encargaron de mantener la producción de oxígeno a través de la fotosíntesis en un claro mecanismo de retroalimentación. 

De esta forma, la proporción de oxígeno en el aire fue en aumento constante hasta su estabilización, al principio del Paleozoico, momento en el cual la atmósfera adquirió su composición definitiva.

La tasa de concentración del oxígeno y del dióxido de carbono ha permanecido prácticamente constante desde ese momento haciendo posible la vida en la Tierra: el oxígeno nos defiende de la radiación UV y es imprescindible para la respiración y metabolismo de los organismos mientras que el dióxido de carbono regula el efecto invernadero permitiendo a la Tierra mantenerse dentro de unos límites de temperatura compatibles con la vida. De esta forma, los ecosistemas terrestres dependen del clima pero, a su vez, éste está regulado por la biosfera y las interacciones entre uno y otro contribuyen al mantenimiento de una situación de equilibrio dinámico.

Algo parecido ocurre con los demás componentes del sistema terrestre. La vegetación desempeña un importante papel en el ciclo hidrológico y ejerce una gran influencia en la hidrosfera a la vez que depende de ella: hasta el 90% del peso de ciertas plantas está compuesto por agua y sin ella la vida no es posible pero, al mismo tiempo, los bosques contribuyen eficazmente a regular la humedad atmosférica, las lluvias y el balance hídrico de las cuencas hidrográficas y lo mismo se puede decir en el caso de los suelos o del sustrato geológico.

La constatación de los hechos anteriores sirvió de base a la hipótesis Gaia ideada por el químico británico James Lovelock y divulgada por la bióloga Lynn Margulis en los años 70 y 80 y que estuvo muy en boga durante las dos décadas siguientes. De acuerdo con ella, la vida es capaz de generar y mantener las condiciones necesarias para su propia existencia determinando las características de su entorno. Según la hipótesis Gaia, la atmósfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un todo coherente donde la vida, su componente característico, se encarga de autorregular sus condiciones esenciales tales como la temperatura, composición química y salinidad en el caso de los océanos. 

Copyright 2014, por los autores de los cursos. Cite/attribute Resource. Codron, J. C. G., Codron, J. C. G. (2011, June 29). 1.2.4 El planeta como sistema: interacciones entre la vida y el entorno terrestre . Retrieved November 28, 2014, from OCW Universidad de Cantabria Web site: http://ocw.unican.es/ciencias-sociales-y-juridicas/biogeografia/materiales/tema-1/1.2.4-el-planeta-como-sistema-interacciones-entre. Esta obra se publica bajo una licencia Creative Commons 4.0. Creative Commons 4.0