Pasado y futuro de la Tierra: una visión a largo plazo (Parte I) [*]

Ugo Bardi

Desde Florencia, Italia

Para el día de la Pascua ortodoxa de 2022, pensé en abandonar el ruido diario de las noticias y adoptar una visión a largo plazo. Entonces, aquí va una publicación, republicada de «The Proud Holobionts», que presenta la historia de nuestro planeta durante los últimos 400 millones de años y algunas hipótesis sobre lo que podría suceder en los próximos mil millones de años más o menos. La Pascua es un tiempo de renacimiento y de esperanza, así que esperemos un futuro de paz para estos pobres monos de la sabana, tan ruidosos y tan rebeldes.

Gaia y los monos de la sabana. El Gran Ciclo de los Bosques de la Tierra

De «The Proud Holobionts» 19.04.2022 – Por Ugo Bardi

Los bosques aparecieron en la Tierra hace unos 400 millones de años y han estado prosperando durante ese largo período. Pero, durante los últimos 150 millones de años, comenzaron a mostrar signos de angustia, reaccionando a la disminución de las concentraciones atmosféricas de CO₂ y a la competencia con los pastizales. A medida que la Tierra cambia, ¿serán capaces los bosques de hacer frente y sobrevivir? Es una tendencia extremadamente lenta, pero no podemos descartar que los bosques concluyan su ciclo y desaparezcan en un tiempo geológicamente corto. Este texto es un intento de reconstruir la historia de los bosques, y no solo de bosques, y de imaginar cuál podría ser su futuro en la profundidad del tiempo. (Imagen cortesía de Chuck Pezeshky)

Un bosque es una entidad magnífica, estructurada y funcional donde los elementos individuales, los árboles, trabajan juntos para asegurar la supervivencia del conjunto. Cada árbol bombea agua y nutrientes hasta la copa por el mecanismo llamado evapotranspiración. La condensación del agua evaporada desencadena el fenómeno llamado «bomba biótica» que beneficia a todos los árboles al bombear agua desde el mar. Cada árbol bombea los carbohidratos que produce mediante la fotosíntesis a su espacio de micorrizas, el sistema subterráneo de raíces y hongos que extrae los nutrientes minerales necesarios para el árbol. Toda la «rizósfera», el espacio de la raíz, forma una red gigante similar a un cerebro que conecta los árboles entre sí, a veces denominada «Wood Wide Web»… Es un entorno optimizado donde casi todo se recicla. Podemos verlo como similar al concepto de «fabricación justo a tiempo» (just on time) en la economía humana.

Los bosques son maravillosas máquinas biológicas, pero también son fácilmente destruidos por incendios y ataques de parásitos. Y los bosques tienen un competidor: el pasto, una planta que tiende a reemplazarlos cada vez que tiene la oportunidad de hacerlo. Las áreas llamadas sabanas son principalmente pastos, aunque albergan algunos árboles. Pero no tienen un dosel cerrado, no evaporan tanto como los bosques y tienden a existir en condiciones climáticas mucho más secas. Los bosques y los pastizales están enfrascados en una lucha que puede haber comenzado hace unos 150 millones de años, cuando apareció la hierba por primera vez. Durante los últimos millones de años, los pastos parecen haber ganado una ventaja en la competencia, en gran parte explotando su mayor eficiencia en la fotosíntesis (la vía «C4») en un sistema donde las plantas carecen de CO₂.

Otro competidor de los bosques es un primate que dejó su hogar ancestral en el bosque hace solo un par de millones de años para convertirse en un habitante de la sabana; podemos llamarlo el «mono de la sabana», aunque también se le conoce como «Homo» u «Homo sapiens». Estos monos son criaturas inteligentes que parecen estar dedicadas principalmente a arrasar los bosques hasta los cimientos. Sin embargo, a largo plazo, pueden estar haciendo un favor a los bosques al devolver la concentración atmosférica de CO₂ a valores más compatibles con el antiguo mecanismo fotosintético «C3» que aún utilizan los árboles.

Visto a lo largo de los eones, tenemos una historia extremadamente compleja y fascinante. Si los bosques han dominado el paisaje de la Tierra durante cientos de millones de años, es posible que algún día desaparezcan cuando Gaia envejezca. En este post, estoy describiendo esta historia desde un punto de vista «sistémico», es decir, enfatizando las interacciones de los elementos del sistema en una visión a largo plazo (también se le llama «tiempo profundo»). La publicación está escrita con un ligero humor, ya que espero poder transmitir la fascinación de la historia también a las personas que no son científicos. Traté de hacer mi mejor esfuerzo para interpretar el conocimiento actual, pido disculpas de antemano por las omisiones y errores inevitables en un asunto tan complejo, y espero que disfruten esta publicación.

El origen de los bosques: hace 400 millones de años

La vida en la Tierra puede tener casi 4 mil millones de años, pero dado que somos animales multicelulares, prestamos especial atención a la vida multicelular. Por lo tanto, tendemos a centrarnos en el período Cámbrico (hace 542-488 millones de años), cuando las criaturas multicelulares se hicieron comunes. Pero esa espectacular explosión de vida tenía que ver con los animales marinos. Las plantas comenzaron a colonizar la tierra solo durante el período que siguió al Cámbrico, el Ordovícico (hace 485 – 443 millones de años).

Sin duda, la flora ordovícica en tierra estaba lejos de ser impresionante. Por lo que sabemos, estaba formado únicamente por musgo (quizás también líquenes, pero no es seguro). Los musgos son plantas humildes: no están vascularizados, no crecen altos y seguramente no se pueden comparar con los árboles. Sin embargo, los musgos podrían cambiar el albedo planetario y tal vez contribuir a la fertilización de la biota marina, algo que puede estar relacionado con las espectaculares glaciaciones del Ordovícico. Es una característica del sistema Tierra que la temperatura de la atmósfera está relacionada con la abundancia de vida. Más vida atrae el CO₂ atmosférico, y eso enfría el planeta. El Ordovícico vio uno de estos episodios periódicos de enfriamiento con el inicio de la colonización de la tierra. (imagen de Wikipedia).

Siguió otro largo período llamado «Silúrico» (hace 444 – 419 Ma), cuando las plantas siguieron evolucionando, pero aún permanecían del tamaño de pequeños arbustos, como máximo. Luego, durante el Devónico (hace 419 – 359 millones de años), tenemos constancia de la existencia de madera. Y no solo eso, el registro fósil muestra el tipo de canales llamados “xilema”, que conectan las raíces con las hojas en un árbol. Estas plantas ya eran altas y tenían una copa, un tronco y raíces. Para el siguiente período geológico, el Carbonífero (hace 359 – 299 Ma), los bosques parecen haberse generalizado.

Una característica importante de estos árboles antiguos fue el desarrollo de una asociación con hongos. Sus raíces formaron lo que llamamos un sistema simbiótico de «micorrizas». Los hongos reciben carbohidratos que el árbol fabrica mediante la fotosíntesis, mientras que el árbol recibe de los hongos minerales esenciales, incluidos el nitrógeno y el fósforo. No conocemos los detalles de cómo evolucionó esta relación simbiótica a lo largo de cientos de millones de años, pero a continuación, pueden ver una hipótesis de cómo pudo haber ocurrido ^[1] (en la figura ^[2], «AM» significa «micorrizas arbusculares», la forma más antigua de hongos simbióticos).