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Se conocen dos tipos
principales de ciclos biogeoquímicos, porque implica la circulación
de un compuesto de dos elementos, hidrógeno y oxígeno. En el tipo
gaseoso, la principal área de almacenamiento de un elemento es la
atmósfera terrestre, donde existe en forma de gas. El carbono y el
nitrógeno tienen un ciclo gaseoso. En tales ciclos, la abundancia o
la distribución de sus elementos presenta pocos cambios o ninguno.
La corteza terrestre es la principal
área de almacenamiento de los elementos del segundo tipo de ciclo,
el ciclo sedimentario. El fósforo y el azufre tienen ciclos
sedimentarios. En estos ciclos puede variar la abundancia y la
distribución de un elemento, por ejemplo, cuando grandes cantidades
de fósforo se depositan en el fondo del océano y permanecen allí
durante millones de años.
Gran parte de la investigación
ecológica apunta ahora al logro de un mejor entendimiento de los
ciclos biogeoquímicos. La vida no puede existir sin energía solar;
tampoco puede existir sin el ciclaje de elementos provenientes de la
tierra, el agua y el aire.
El CICLO DEL
FÓSFORO es un ejemplo de un ciclo sedimentario cuya
principal área de almacenamiento del elemento se encuentra en la
corteza terrestre. Otros elementos que presentan ciclos muy
similares son el calcio, el hierro, el potasio, el manganeso, el
sodio y el azufre. Algunos de estos elementos sólo existen en
cantidades microscópicas dentro de los organismos vivientes, pero
sin embargo son vitales para el crecimiento y el desarrollo
normales. Por ejemplo no se pueden elaborar proteínas sin fósforo y
azufre.
Desde el punto de vista ecológico, el
fósforo es uno de los minerales más importantes, pero es también uno
de los que tienen mayores probabilidades de escasear. La falta de
fósforo produce una disminución de la productividad de los vegetales
y esto afecta, a su vez, a la vida animal. El fósforo proviene de
las rocas fosfatadas que se desintegran y desgastan lentamente por
la acción de las gotas de agua, los cristales de hielo, el viento,
los rayos solares y las raíces de las plantas dejando en libertad el
mineral que se convierte en una sal en solución, sea en el agua del
suelo, sea en las extensiones de agua. Las plantas absorben el
fósforo y otras sales minerales a través de sus raíces. De las
plantas el fósforo pasa por varias cadenas alimentarias y vuelve
generalmente al suelo o al agua a través de la acción de los
desintegradores.
Esta parte del ciclo es la fase de las
soluciones de sales; la otra parte podría denominarse fase de las
rocas. Los ríos acarrean las sales de fósforo hacia los mares.
Algunas se depositan en los bajíos y se incorporan a las rocas
sedimentarias que se forman en el curso de millones de años. A la
larga, las rocas pasan a formar parte de nuevas masas de tierra,
produciendo nuevas reservas de sales de fósforo a medida que se
desgastan lentamente. El fósforo y muchos otros minerales se
depositan en las rocas y se liberan de ellas en un proceso que se
repite continuamente.
Las corrientes marinas que ascienden
desde las profundidades del océano llevan a la superficie cierta
cantidad de fósforo, que es absorbido rápidamente por el
fitoplancton y se desplaza a lo largo de las cadenas alimentarias
oceánicas. Parte de este fósforo vuelve a la tierra a través de la
pesca marina. Otra parte proviene del guano (deyecciones) de aves
que se alimentan de peces, el cual es rico en fósforo y en
nitrógeno. El guano es uno de los recursos naturales más importantes
del Perú, gracias a las corrientes ascendentes próximas a la costa
peruana que llevan el fósforo y otros nutrimentos hacia la
superficie. Los nutrimentos son absorbidos por el fitoplancton, el
cual sirve de alimento a diminutos crustáceos, que a su vez nutren a
peces llamados anchoas, de los cuales se alimentan cuervos marinos
denominados cormoranes. Estas aves anidan en grandes cantidades en
las islas y sus deposiciones se recogen y se venden como ingrediente
de fertilizantes.
La mayor parte del fósforo utilizado
en los fertilizantes se extrae de rocas fosfatadas. Enormes
cantidades de fósforo se hallan diseminadas sobre la tierra y muchas
toneladas son llevadas por las aguas y se pierden en las
profundidades del mar. Se calcula que cada año se pierden de este
modo tres mil quinientos millones de toneladas de fósforo y el
reciclaje natural proveniente de los mares no puede compensar esta
pérdida. La reserva de rocas fosfatadas que se usan para la
preparación de fertilizantes puede durar aún muchos años, pero no es
ilimitada; llegará el día en que el hombre tendrá que encontrar un
medio de recuperar el fósforo que se halla en las profundidades del
océano.
Los seres humanos agregaron algunos
materiales enteramente nuevos a los ciclos biogeoquímicos. Las
plantas de energía nuclear y los ensayos de armas nucleares
liberaron en la atmósfera elementos como el estroncio, el bario y el
cesio. Algunos de estos elementos conservan su radiactividad durante
miles de años. Entran en las cadenas alimentarias y llegan a formar
parte de los animales y vegetales. A causa de su radiactividad
pueden ser muy perjudiciales para los seres vivientes. Se desconocen
aún los efectos de largo alcance de estos elementos radiactivos,
pero son motivo de gran preocupación para los ecólogos y otros
hombres de ciencia.
Uno de los elementos radiactivos más
importantes que al ser liberado se incorpora a los ciclos
biogeoquímicos es el estroncio-90. Es un subproducto común de las
explosiones atómicas y parte de los residuos atómicos provenientes
de las plantas de energía nuclear. Este elemento pierde lentamente
su radiactividad. En la naturaleza se comporta como el calcio y es
absorbido rápidamente por las plantas a través de sus hojas y
raíces. Cuando los seres humanos y otros vertebrados que ingieren
junto con los alimentos se concentra en los huesos, del mismo modo
que el calcio. En los huesos de los habitantes de América del Norte
y de Europa se observa un pequeño, pero continuo, aumento de
estroncio-90. Las concentraciones alcanzan su nivel máximo en los
pueblos de k tundra, los esquimales y los japoneses.
Los ecólogos encontraron cantidades
inusuales de otro elemento radiactivo, el cesio-137, en el cuerpo de
algunos esquimales de Alaska y comprobaron que dichos esquimales
comían mucha carne de caribú. Este animal se alimenta principalmente
de líquenes que abundan en la tundra. Y los líquenes absorben el
cesio-137 proveniente de alguna fuente lejana que se asienta fuera
de la atmósfera. El cesio se concentra cada vez más a medida que se
desplaza a lo largo de las cadenas alimentarias. Los ecólogos
encontraron que en el caribú la concentración de cesio era tres
veces mayor que en los líquenes. Los esquimales tenían una
concentración de cesio dos veces mayor que el caribú.
El hombre pone en circulación en la
naturaleza otras sustancias que se concentran cada vez más a medida
que se mueven a lo largo de las cadenas alimentarias. Insecticidas
como el DDT se desplazan a través de las cadenas alimentarias y los
ciclos biogeoquímicos. Cuando se pulveriza (ya no se utiliza mas)
este persistente biocida (“exterminador biológico”), algunas
de las partículas venenosas pueden ser llevadas a través de la
atmósfera a centenares y miles de kilómetros de distancia. El
DDT
que se encuentra en la tierra
también es arrastrado por la lluvia, como ocurre con los
fertilizantes, y llega a formar parte de cadenas alimentarias
existentes en el agua.
Hace varios años los ecólogos hallaron
DDT en el cuerpo de pingüinos antárticos. El número de petreles de
las islas Bermudas, una rara especie de ave marina, disminuya a
causa del DDT. El petrel se alimenta en el mar y sólo visita las
Bermudas para procrear. No obstante, se encontró DDT en huevos no
incubados y en pichones muertos. La fuente más cercana del biocida
era una zona agrícola de Estados Unidos, situada a mil kilómetros de
distancia. Aparentemente, el DDT fue arrastrado por el agua de
lluvia y llegó hasta los petreles a través de las cadenas
alimentarias oceánicas.
El elemento mercurio es liberado a
veces en el entorno como residuo de los incineradores, las fábricas
de papel, las industrias químicas y la quema de combustible, y se
desplaza después por el agua a través de las cadenas alimentarias.
En 1970 se encontraron cantidades peligrosas de mercurio en los
peces de muchos lagos norteamericanos.
Los ecólogos suelen poner pequeñas
cantidades de materias radiactivas en la naturaleza con el fin de
rastrearlas a lo largo de los ciclos y las cadenas alimentarias. Las
liberaciones accidentales de sustancias como el estroncio-90, el DDT
y el mercurio fueron gigantescos “experimentos de rastreo”
similares, con resultados nocivos y potencialmente desastrosos.
El hombre continúa introduciendo en la
naturaleza toda clase de nuevos compuestos químicos sin tener idea
de cuánto duran las sustancias, adónde van o qué efectos tienen
sobre los seres vivientes. Para empezar a responder a estos
interrogantes, los ecólogos deben aprender mucho más acerca de los
grandes ciclos del ecosistema mundial. |
