Marina Sánchez de Prager - Aportes de la biología del suelo a la agroecología

Figura 2.3.

Minerales secundarios resultado de la meteorización de minerales primarios.

Fotografía: Pereira Mosquera, A. (2017), Museo de Suelos «Ciro Molina Garcés» de la Universidad Nacional de Colombia - Sede Palmira.

En la tabla 2.1se incluyen algunas de las propiedades de los minerales secundarios —arcillas, óxidos y carbonatos— que los convierte en materiales altamente reactivos en los suelos y, los cuales, junto con los microorganismos y la materia orgánica juegan un papel fundamental en el suelo vivo.

Tabla 2.1.

Algunas propiedades de los minerales secundarios del suelo

Fuente: Navarro Blaya y Navarro García (2003, pp. 39-48); Romero (s. f., pp. 8-10). Adaptado por Perea-Morera y Sánchez de Prager (2017).

En la figura 2.4se presenta una secuencia de la dinámica de la fracción mineral del suelo que va desde el material parental —roca madre— hasta convertirse en fuente de nutrientes. Es un proceso complejo que puede ocurrir parcialmente por condiciones climáticas que favorecen el intemperismo o meteorización y solubilización. Sin embargo, la participación de los organismos y la mineralización de la materia orgánica del suelo se suma al proceso de degradación de los minerales primarios, originando los minerales secundarios y nutrientes disponibles en el suelo, tanto para las plantas como para el resto de los organismos que lo habitan, en conjunto proveen los iones que circulan y recirculan en las redes tróficas tanto terrestres como acuáticas (Sánchez de Prager et al., 2012, p. 20).

Figura 2.4.

Esquema simplificado que ilustra la meteorización del material parental a los minerales secundarios y a la disponibilidad de nutrientes que circulan en las redes tróficas terrestres y acuáticas.

Fuente: Alda (2014). Elaborado por Perea-Morera y Sánchez de Prager (2017). Armadillo: Ariz (2015). Helecho: Helechos Coop. (s. f.). Guacamaya azul: Velo (2016). Borboleta azul y oso hormiguero: Sevillano Álvarez (2016). Pájaros: Birds, (2016). Araña: Rozas (2016). Árbol: (2015), The Tree is King. Lavanda: Simples Decoração (2017). Hongo: Michael y Schmalfuss (1898), Steinpilz —Boletus edulis—. Bacterias: Websur (2017); Nubes: ZoomGraf (s. f.).

2.2.3. Cambios de ambientes anaeróbicos (anóxicos) a aeróbicos (óxicos) que favorecen la presencia de organismos que hicieron posible la colonización de este nuevo ambiente

El ambiente superficial, propicio para la vida, facilita formas de metabolismo que las bacterias y las algas en el agua ya habían ensayado con éxito. Los ambientes iniciales, acuáticos y anaeróbicos, propiciaron que para la construcción de biomasa los organismos anóxicos requirieran solamente de fuentes de carbono sencillas (CO2, CO) y de energía provenientes de fuentes azufradas, H2, entre otros (Pla-García y Menor-Salván, 2017, p. 21).

Posiblemente, los primeros mecanismos que ensayó la vida fueron: la quimiosíntesis, la fotosíntesis anoxigénica, la fermentación y la respiración anaeróbica (Luque, Ballesteros y Márquez, 2009, p. 188; Madigan et al., 2015, p. 372; Sánchez de Prager et al., 2012, p. 23). El bucle metabólico de la fotosíntesis aeróbica constituye un salto evolutivo que va a transformar el planeta, primero, por su capacidad de acumular biomasa en grandes cantidades, asegurando disponibilidad continua e ilimitada, y al producir O2 ( figura 2.5), el cual amenaza la vida anaeróbica estricta dominante, pero también se difunde y forma ozono.

Figura 2.5.

Vías metabólicas que propiciaron el surgimiento de la vida y la colonización de la superficie terrestre.

Fuente: Madigan, Martinko, Stahl y Clark (2012, p. 558); Sánchez de Prager et al. (2007, p. 46-47). Elaborado por Perea-Morera y Sánchez de Prager (2017). Levadura: Lallemand (2017). Bacteria: PBT Consulting (2011). Leopardo: Kopa (s. f.). Árbol: Smith (2015). Conejo: Mundo extremo de Amaru (2013). Nubes: ZoomGraf.

Es así entonces como la vida aeróbica gana espacio terrestre «rápidamente» —en términos de miles de años— gracias a la fotosíntesis oxigénica. Además del ozono filtrante, este O2 se convierte en aceptor de electrones, en una nueva vía metabólica denominada respiración aeróbica, capaz de producir ATP (energía metabolizable) en grandes cantidades (Madigan et al., 2015, p. 100; Sánchez de Prager et al., 2000, p. 101). Pronto los organismos la adoptan y disponen de bastante ATP para gastarlo en sus actividades de crecimiento, expansión y reproducción (Curtis, Barnes, Schnek y Massarini, 2008, p. 88; Madigan, Martinko, Stahl et al., 2012, p. 97). Una buena parte de los microorganismos anaeróbicos mutan a facultativos —funcionan en presencia y/o ausencia de O2— y otros permanecen en su condición inicial, para lo cual se refugian en ambientes sin O2 y/o desarrollan mecanismos que los protegen de él (Madigan et al., 2012, p. 489).

Posiblemente los pioneros terrestres comenzaron a salir del agua por momentos, gracias al nuevo ambiente aeróbico, y retornaban a ella. Cada vez permanecían más tiempo fuera, en la medida en que las condiciones terrestres se hacían más propicias. Luego, aparecieron nuevas especies completamente terrestres, capaces de adaptarse y también de modificar el ambiente en construcción (Capra, 1998, p. 260).

2.2.4. La disponibilidad de agua en el ambiente terrestre, dado su carácter de solvente universal y molécula dominante en el ecosistema y en los organismos

Independiente de su origen, el agua es la molécula predominante en la Tierra, hasta el punto de que algunos investigadores proponen que se llame el planeta Agua y no Tierra (Castellvi, 2006, p. 30). Los ambientes acuáticos conforman alrededor del 75 % del planeta y, sobre la superficie terrestre se almacena en lagos, ríos, acuíferos, páramos, glaciares, entre otros (Campos-Bedolla et al., 2003, p. 97). Es preocupante que de 1384 millones de kilómetros cúbicos de agua que se registran como existentes en el planeta, solo 2.5 % de agua corresponde a agua dulce en la hidrosfera y de este porcentaje, el 70 % está almacenada en estado sólido en hielos, glaciares y suelos congelados. Estos autores señalan que solamente el 0.8 % del agua planetaria constituye la reserva líquida y dulce a la vez, y de este último valor, el 99 % está almacenada como agua subterránea (Asensio, Bono y García, 2000, p. 148).

Del agua dulce que circula en la superficie terrestre, aproximadamente 52 % se almacena en lagos, el 38 % conforma la humedad del suelo, el 8 % se mueve como vapor de agua, el 1 % en ríos y el 1 % constituye los organismos (Xercavins, Cayuela, Cervantes y Sabater, 2005, p. 40). De este último porcentaje, el agua en los organismos constituye alrededor del 60 - 70 %. En el ser humano se registran cifras de agua del 80 % al nacer y del 60 % en adulto. En las plantas, dependiendo del órgano donde esté asociada, puede constituir desde el 10 a 20 % en una semilla seca hasta el 90 a 95 % en un fruto maduro (Pocock y Richards, 2005, p. 9). Los procesos metabólicos, tanto en productores como consumidores, están íntimamete ligados a su presencia.