La importancia de la vida en el suelo

Un buen ejemplo para estudiar el efecto de la vida en el entorno se encuentra bajo nuestros pies, en una delgada capa denominada “suelo”, la cual cubre gran parte de la superficie terrestre.  El suelo es la primera capa de nuestra corteza y tiene la particularidad de que se encuentra en constante interacción con la […]

Un buen ejemplo para estudiar el efecto de la vida en el entorno se encuentra bajo nuestros pies, en una delgada capa denominada “suelo”, la cual cubre gran parte de la superficie terrestre. 

El suelo es la primera capa de nuestra corteza y tiene la particularidad de que se encuentra en constante interacción con la vida. Esto es porque gran parte de la vida conocida se basa en la luz solar, la cual solo incide directamente sobre la tierra expuesta y a unos pocos metros de profundidad en los cuerpos de agua. Debido a esto existen muchos organismos vivos en estos lugares, donde generan increíbles cambios. El ritmo de lo vivo (mediado por su química especialmente reactiva) puede ser muy acelerado si lo comparamos con entidades o sustancias más lentas como las rocas y los minerales de la tierra. Esto hace que el suelo, uno de los tantos puntos de encuentro de lo vivo y lo no-vivo en nuestro planeta, presente una tasa de cambio mayor que sus símiles puramente minerales en la corteza terrestre.

Esta tasa de cambio más rápida posibilita aún más interacciones, lo que atrae más vida (y otros entes reactivos), efectivamente generando una retroalimentación positiva que promueve el desarrollo de sistemas cada vez más complejos. En biología existe un concepto para denominar estos procesos de sustitución de componentes en el tiempo a partir de sistemas relativamente poco diversos. Su nombre es sucesión ecológica (Cowles 1899) y tradicionalmente se ha asociado a los cambios en la composición de los organismos vivos sésiles (que tienen poco movilidad, normalmente plantas, aunque también pueden ser hongos y animales). Aunque, entendiendo las bases previamente explicadas, procesos similares pueden generalizarse como una sucesión sistemática, la cual incluye todos los componentes de un sistema natural, organismos vivos, componentes no-vivos, interacciones, etc…

Un buen caso que ejemplifica este proceso ocurre en el desarrollo posterior a la erosión mediada por un glaciar, el cual es una fuerza gigantesca, que en largos periodos de tiempo destruye todo a su paso para dejar en su retroceso solo los componentes más firmes, normalmente roca de gran dureza. Esta roca es la que posteriormente queda expuesta al sol y su energía, siendo la base para el inicio de un proceso de sucesión. En este caso esta es una sucesión primaria, porque el lugar que ha sido expuesto ha pasado miles de años sin un ecosistema estable que sirva como base para el desarrollo. Debido a esto la colonización de la vida debe venir de ecosistemas cercanos. En cambio la sucesión secundaria es cuando existe una base preexistente de vida, que puede ser en forma de semillas o propágulos, siendo este un proceso mucho más veloz.

Un liquen, uno de los colonizadores primarios más importantes. Crédito: Bastián Gygli.

En el caso del glaciar, este nuevo entorno abre una puerta de grandes posibilidades y obviamente algunas variantes de la vida están preparadas para ellas. Luego de pocos días los primeros organismos estarán llegando, pequeños líquenes. Estas agrupaciones simbióticas (compuestas por hongos y organismos fotosintéticos) tienen la capacidad de captar energía del sol, soportar la radiación solar y resistir el constante viento de estas zonas expuestas.  Estos seres, al ir muriendo, comenzarán a agregar materia orgánica al entorno, la cual será particionada en pequeñas piezas por la erosión y los descomponedores, que en esta etapa usualmente son bacterias de gran resiliencia, las cuales son componentes fundamentales del proceso (Ortiz-Álvarez et al, 2018)

Estos primeros aglomerados de nutrientes serán el sustento para la llegada de los primeros organismos vegetales, como musgos y pequeñas plantas con flores. Estas últimas pueden presentar raíces extremadamente fuertes, las cuales, en búsqueda de nutrientes y agua, tienen la capacidad de ir lentamente rompiendo o erosionando hasta las rocas más duras. Esto, unido a la erosión del viento y el agua, van disgregando los componentes minerales que, junto a los compuestos orgánicos derivados de los mismos organismos colonizadores en descomposición, generarán una nueva capa de suelo.Una hoja en descomposición, parte del proceso de mantención del suelo. Crédito: Fernanda Sagredo.

Este proceso no terminará ahí. Nuevas especies comenzarán a colonizar el lugar, que con el tiempo podrá sustentar tamaños más grandes, lo que generará una mayor disgregación de la roca y mayor cantidad de nutrientes en el suelo cuando estos organismos vayan muriendo. Este nuevo entorno enriquecido atraerá más seres y nuevas interacciones emergen, como hongos que habitan este nuevo espacio en conjunto a las raíces de los árboles (las llamadas micorrizas, sobre las cuales puedes leer más en el siguiente artículo de revista Endémico, o bacterias que se asocian a las plantas para fijar nutrientes atmosféricos, como el nitrógeno.

Arriba: Un erial rocoso posterior al paso de un glaciar. Abajo: un lugar cercano donde la sucesión ya está en proceso. Créditos: Paulo Vallejos.

Así, en cortos periodos de tiempo la vida ha transformado la roca en un sustrato ideal para el desarrollo de sí misma, en el proceso modificando la propia identidad del entorno. La disgregación de la roca podría haber ocurrido en cierta medida sin su presencia, pero hubiese tardado muchísimo más tiempo y su composición mineralógica sería probablemente diferente, como podría ser en la capa superficial de algún hiperdesierto, donde la vida es más escasa. Este nuevo sustrato se denomina suelo, una mezcla compleja de componentes orgánicos e inorgánicos en constante interacción, lo cual le permite sustentar una diversidad increíble de procesos y estructuras, mientras se mantiene en balance con el medio. 

Los glaciares poseen tal fuerza que en largos periodos de tiempo pueden destruir todo a su paso, para dejar en su retroceso solo los componentes más firmes. Crédito: Bastián Gygli.

Obviamente este estado no es perpetuo. La naturaleza siempre está cambiando y esta es solo una fase dentro de los múltiples ciclos que se vivencian en nuestro planeta. En la gran pintura ecológica, todos los estadios de la sucesión son estadios más o menos cambiantes de un equilibrio dinámico, cada uno fundamentales para mantener un balance general y una homeostasis planetaria. Además, no todos los lugares presentan las condiciones para sustentar este proceso de igual forma. Cada sucesión y cada suelo es el resultado de las interacciones ecosistémicas y la historia evolutiva del lugar particular donde ocurre.

Puede ser obvio cómo un árbol aporta a limitar el calor del verano y como esto ayuda a otros organismos , pero es tiempo de abrir los ojos a las funciones ecológicas de otros seres más crípticos, como los que hacen posible este increíble proceso de sucesión ecológica y formación de suelo. Así que la próxima vez que veamos a un bosque(o cualquier ecosistema), tengamos siempre presentes a esos microorganismos vitales: bacterias, hongos, líquenes y muchos más.

Una nueva hoja de Nothofagus brota del suelo. Crédito: Bastián Gygli.

Imagen de portada: Raíces cubiertas de musgo sobre un suelo otoñal. Crédito: Nicole Belhem.

Bibliografía

Cowles E. (1899). «The ecological relations of the vegetation of the sand dunes of Lake Michigan. Part I. Geographical Relations of the Dune Floras». Botanical Gazette. University of Chicago Press. 27 (2): 95–117

Odum E (1969) The strategy of ecosystem development. Science  18: Vol. 164, Issue 3877, pp. 262-270

Ortiz-Álvarez, Rüdiger; Fierer, Noah; de los Ríos, Asunción; Casamayor, Emilio O.; Barberán, Albert (2018). «Consistent changes in the taxonomic structure and functional attributes of bacterial communities during primary succession». The ISME Journal.

Schulz, Stefanie; Brankatschk, Robert; Dümig, Alexander; Kögel-Knabner, Ingrid; Schloter, Michae & Zeyer, Josef (2013). «The role of microorganisms at different stages of ecosystem development for soil formation». Biogeosciences

 

Los Bosques Nuevos

Los bosques son ecosistemas invaluables para la vida en la tierra, pero hoy en día están en riesgo. Tarin Toledo Aceves, doctora en ecología de bosques, nos cuenta sobre las maravillosas dinámicas de regeneración natural que se pueden desarrollar en los bosques que fueron perturbados por el humano, si se lo permitimos; y cómo un manejo […]

Los bosques son ecosistemas invaluables para la vida en la tierra, pero hoy en día están en riesgo. Tarin Toledo Aceves, doctora en ecología de bosques, nos cuenta sobre las maravillosas dinámicas de regeneración natural que se pueden desarrollar en los bosques que fueron perturbados por el humano, si se lo permitimos; y cómo un manejo forestal sostenible de los mismos puede ser un oportunidad para su conservación, al permitir una integración de las dimensiones sociales, económicas y ecológicas que hoy en día los afectan.

 

Por Tarin Toledo Aceves, del Instituto de Ecología A.C., en México. 

En los trópicos cada día perdemos miles de hectáreas de bosques. Las principales causas de este fenómeno son la expansión de las áreas de uso agrícola y ganadero. También es cierto que después de que los bosques fueron transformados en tierras dedicadas a cultivos y a la producción de ganado, éstas son abandonadas por diversas razones: comúnmente por pérdida de productividad, ya que sus suelos se van degradando con el uso de agroquímicos y por la compactación; o bien por la migración de sus dueños hacia las ciudades en busca de mejores oportunidades de trabajo. Sin embargo, el abandono de estas tierras trae consigo nuevas oportunidades para la recuperación y el manejo sustentable de bosques nuevos. En las tierras abandonadas solo hace falta poner un poco de atención para observar cómo emergen nuevas comunidades vegetales; así comienza el proceso de la regeneración natural.

La naturaleza es cambio constante

Al proceso de desarrollo de una comunidad vegetal de forma natural en áreas que fueron perturbadas, ya sea por el humano o por eventos de origen natural como huracanes o incendios, se le conoce como sucesión secundaria. La sucesión hace referencia a una serie de cambios que ocurren de forma continua en el tiempo. Se trata de un proceso fabuloso en el cual se establecen primero especies de plantas conocidas como pioneras, que poseen una serie de características que les permiten colonizar los sitios abiertos. Estas plantas comúnmente son pastos o hierbas, pero también pueden ser plantas trepadoras, arbustos y árboles que crecen rápidamente, requieren alta radiación solar para poder crecer y sus ciclos de vida son cortos. Conforme pasa el tiempo – dependiendo del sitio los cambios pueden tomar más o menos tiempo – las plantas pioneras van siendo reemplazadas por especies distintas conocidas como tardías, porque llegan después. En el caso de los árboles, las especies tardías suelen crecer lentamente y tener largos ciclos de vida.

Es esperanzador pensar que si las condiciones son favorables, después de 50, 100 o 200 años es posible que se logren recuperar componentes importantes de la vegetación que existía antes de que el sitio fuese perturbado. Puesto de esta forma, pareciera que la sucesión secundaria es un proceso que ocurre sin contratiempos, y de ser así, todo sitio perturbado siempre podría regresar al estado inicial. Desafortunadamente, esto frecuentemente no es así. Para que la recuperación ocurra es necesario que existan bosques viejos cercanos que provean de las semillas y de otros organismos como aves, mamíferos e insectos que puedan llegar. Las tendencias de deforestación y sobrexplotación de los bosques ha llevado a que cada día sea más difícil encontrar tales bosques maduros y conservados, que no hayan sido perturbados de forma directa o indirecta por los humanos.

Cuando los paisajes han sido severamente transformados, entonces se requieren esfuerzos inmensos para asistir a la naturaleza en los procesos de regeneración. En algunas áreas abandonadas, por ejemplo, pueden instalarse especies de comportamiento invasivo que no permiten que el proceso de sucesión ocurra, y arrestan o detienen la regeneración natural. Un ejemplo es el helecho Pteridium arachnoideum, que puede ocupar áreas extensas de cultivos o potreros abandonados e impedir que se establezca la vegetación nativa, pues genera una cobertura o capa que no permite que se establezcan otras especies. Hay muchas experiencias en donde ni las cortas ni las quemas logran erradicar este helecho. Sólo cuando se logra que se establezcan árboles que den sombra, limitando el crecimiento de los helechos, es que los sitios logran regenerarse. Para ello, no sólo la siembra de árboles es necesario, sino que se deben de cuidar los arbolitos a lo largo de su crecimiento, para que no perezcan por la competencia. Sólo así es que se ha visto que se logra suprimir a esta especie invasora, asistiendo al proceso de recuperación del bosque.

Vista aérea de la deforestación en el Amazonas, Suramérica. (c) Jesse Allen y Robert Simmon, Wikimedia Commons

Bosques secundarios

A la vegetación joven arbolada que se regenera naturalmente en áreas que previamente estuvieron en uso agropecuario, se le conoce como bosques secundarios. En la actualidad, los bosques secundarios dominan los paisajes tropicales (FAO 2015). De hecho, se estima que más de la mitad de los ecosistemas tropicales se encuentran en alguna fase de recuperación posterior a la perturbación humana o antrópica.

Los bosques secundarios son muy distintos de lo que conocemos como bosques maduros o conservados. Estos bosques jóvenes o secundarios son muy heterogéneos, es decir, presentan gran variación entre sitios, tanto en las especies que los componen, como en su estructura y en la velocidad a la cual cambian: son sistemas muy dinámicos. En los bosques secundarios los árboles tienen menores tamaños y hay una mayor entrada de luz. Las especies de árboles pioneros de los bosques secundarios se asocian a organismos (tales como bacterias, insectos, hongos, anfibios y otra variada fauna), distintos de los que habitan los bosques maduros. Así, los bosques secundarios no pueden reemplazar las funciones de los invaluables bosques maduros.

No obstante, estos bosques secundarios son también muy importantes, pues sostienen gran parte de funciones esenciales para la vida: albergan biodiversidad, capturan carbono de la atmósfera, sostienen vegetación que reduce los impactos de las lluvias sobre el suelo, disminuyen los riesgos de deslaves, y son una fuente de recursos para los habitantes de las áreas rurales. De los bosques secundarios se extraen fibras, plantas medicinales, miel de abejas nativas y madera. Los bosques secundarios también funcionan como conectores o corredores en el paisaje, en donde la fauna puede utilizarlos para moverse de un fragmento de bosque a otro. Además, son una fuente de semillas de especies pioneras que pueden recolonizar otros sitios abiertos y perturbados. Por lo tanto, la recuperación de los bosques tropicales depende en gran medida del mantenimiento de los bosques maduros y también de los bosques secundarios.

Los bosques secundarios cumplen también una función importante en la mitigación de los efectos del cambio climático. Aunque los bosques secundarios tienen almacenado menos carbono que los bosques maduros (entre 45-48% de estos últimos), la captura que hacen por unidad de tiempo es mayor (puede llegar a ser hasta 20 veces más alta que la de los bosques maduros) (Pan et al. 2011). Estas tendencias ocurren porque, aunque los árboles que componen a los bosques secundarios son más jóvenes, al ser especies  que crecen rápidamente, fijan más carbono por unidad de tiempo.

A pesar de su importancia, los bosques secundarios tienden a ser ignorados en los programas de conservación, de manejo sustentable y en su papel para la mitigación del cambio climático.

Vista interior de un bosque secundario que se ha regenerado por veinte años. Aunque se ve su densidad de vegetación, la entrada de luz es mucho mayor que lo esperado en un bosque conservado. (c) Tarin Toledo Aceves

El manejo de los bosques secundarios

En los bosques secundarios a través del manejo forestal bien planeado se podría: aprovechar madera, leña y carbón a tasas sustentables, manejar y mantener la biodiversidad,  y mantener una cobertura de bosque permanente que protege al suelo de la erosión y la pérdida de nutrientes. Este manejo podría ser una fuente de ingreso complementaria para los usuarios de los bosques y derivar en la generación de empleos. Sin embargo, los dueños y habitantes de áreas forestales no encuentran un valor o beneficio por mantener los bosques, y en su lugar, buscan beneficios económicos inmediatos por medio de la transformación a otros usos de la tierra. Para promover el buen manejo de estos bosques se requieren programas de apoyo para los dueños y usuarios de las áreas forestales.

Mientras tanto, y a nivel mundial, la pérdida de bosques tropicales continúa: si bien en Latino América se ha reducido la tasa de pérdida de bosques tropicales, la tendencia de la deforestación sigue (FAO 2015). Esta reducción de los bosques se atribuye principalmente a causas directas como la expansión agrícola y ganadera, la sobreexplotación de madera y otros productos y la minería. Sin embargo, las causas subyacentes de este grave problema de deforestación se debe a políticas públicas inadecuadas (incentivos equivocados a actividades como la agricultura en áreas de aptitud forestal, mecanismos regulatorios excesivos que dificultan el aprovechamiento de forma legal, políticas de cultivos industriales), el crecimiento de la demanda y dependencia de recursos, fallas de mercados, los derechos de tenencia y acceso a la tierra, todos los cuales llevan a la transformación de los bosques (de Camino 2010).

Debido a que en los bosques secundarios los volúmenes de madera son mucho menores que en los bosques maduros, en general no hay esquemas que promuevan la inversión en estos bosques con fines productivos. Además, por falta de normas específicas para el manejo de los bosques secundarios, se les da un tratamiento normativo y legal inadecuado, semejante al de bosques maduros, aunque ya vimos que son significativamente distintos. Así, no hay incentivos para mantenerlos. Cuando los bosques son manejados de forma adecuada, las prácticas de aprovechamiento se enfocan en asegurar que el ecosistema se mantenga. Pero si no existe un manejo planificado, se aumenta el riesgo de que los bosques sean transformados a otros usos del suelo. Hoy en día, vivimos en un paradigma en donde, si los bosques no generan recursos para los dueños, la alternativa es transformarlos a áreas de construcción, potreros o cultivos que generen ganancias monetarias más rápidamente. No entendemos aún que con la pérdida de estos bosques, se pierden funciones esenciales para el mantenimiento no sólo de ese sitio, sino de la vida en todo el planeta.

Algunas de las acciones necesarias para mejorar el manejo de estos bosques incluyen la generación de condiciones aptas para el manejo forestal sustentable, bajo un marco político adecuado; a la par de generar información sobre su ecología. En el caso de los bosques secundarios se desconocen sus respuestas a la perturbación causada por la extracción de madera, las tasas de crecimiento de las especies más dominantes, así como las condiciones necesarias para que logren establecerse las plántulas de los árboles. Generar esta información es la base para desarrollar sistemas de manejo de los bosques secundarios que ayuden a promover el mantenimiento de la biodiversidad y de las múltiples funciones de las que dependemos todos. Tenemos mucho que aprender para construir relaciones más balanceadas con los bosques. Interesarnos por ellos puede ser un buen comienzo.

Campesinos de la zona encuentran un gran valor en el manejo de los bosques, pudiendo obtener incluso alimento de ellos, como el xocoyul, en la foto. (c) Tarin Toledo Aceves

Foto de portada: vista de un bosque a través de un dron (c) Lenin Ríos

REFERENCIAS

De Camino, R. 2010. Deforestación, manejo forestal y desarrollo humano sostenible en el espacio rural de América Latina. Avances, retrocesos y posibilidades. Cuadernos de la sociedad española de ciencias forestales no. 31.

Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 2015. Global Forest Resources Assessment 2015. http://www.fao.org/3/a-i4808e.pdf

Pan, Y., Birdsey, R. A., Fang, J., et al. (2011). A large and persistent carbon sink in the world’s forests. Science 333(6045): 988-993.