Apuntes de Biología

EL ORIGEN DE LA VIDA

2007-03-15T20:21:00.000-07:00

Cuánto interés ha despertado este tema, en lo personal me apasiona, necesito saber cómo es que surgió la vida. Han pasado miles de millones de años y a su vez miles de formas de vida han poblado este maravilloso planeta, tengo claro que la vida es apenas una expresión más de la materia, más no una cualquiera, una muy especial, llena de interrogantes y sueños. Al final la vida parece ser la forma en que la materia se experimenta asímisma, se siente asímisma, se hace consciente.

Si me lo permiten a través de este espacio tendré el atrevimiento de aventurar nuevas hipótesis y si el momento me lo exige proponer nuevas tesis, espero no levantar la furia de la sciencia del stablishmen y ganarme la excomunión, caso necesario estoy dispuesto para ser un paria del conocimiento, siempre a causa del conocimiento.

La vida apareció al parecer muy temprano en la historia de este pequeño, bello y frágil planeta Tierra que tiene apenas unos 4,600 millones de años de edad, asi que dispuesto el ánimo, iniciaremos un viaje por la historia evolutiva de este planeta para poder ir reconociendo como se fue desarrollando el árbol de la vida.

2006-11-21T19:01:00.000-08:00

Desde siempre ha sido una preocupación del hombre poder contar con una clasificación adecuada de los organismos vivos, ya sea por pura necesidad por razones de alimentación, salud, protección, y desde luego en las últimas décadas empezó a construirse todo un edificio que encontró poderosos pilares con el esfuerzo linneano, la teoría darwiniana, los estudios mendelianos, a partir de diversas corrientes han sido creadas, generadas y puestas a disposición de los estudiosos de la diversidad de la vida en lo que es ya una disciplina altamente especializada y compleja. Apenas si atisbamos a conocer un poco de la extraordinaria diversidad de la vida en este planeta, algunos creen que la cifra de especies que lo pueblan apenas alcanzan unos cientos de miles, hasta estimaciones que hablan de cifras millonarias.

Tal vez por su caracter abstracto y compejo la sistemática no es un área muy atractiva para la mayoría de los biólogos; particularmente en nuestro país hay una carencia de taxonomos -considerando- que México es un país megadiverso, es francamente preocupante.

En estos items espero compartir algunas reflexiones al respecto, así como algunos análisis sobre esta disciplina, bajo ningún concepto me considero un experto en la materia, pero guiado de la mano de maestros como Llorente Bousquets; Barrera Marin; Flores Villela; Luna Vega; Baird Jr. mejor conocido como Edward O. Wilson; Mayr; Tudge; entre otros espero ofrecer un panorama -por lo menos- interesante.

Así habremos de adentrarnos en las escuelas que dominan el panorama actualmente, Llorente Bousquets las agrupa de esta manera:

-Taxonomía fenética, numericista o neodansoniana

-Taxonomía filogenética, genealogista o cladista

-Taxonomía evolucionista, filista, gradista o tradicional

Mayr apunta que todo sistema de clasificación tiene dos funciones principales: facilitar la recuperación de información y servir de base para estudios comparativos. La clasificación es la clave del sistema de almacenamiento de información en todos los campos. En biología, este sistema de almacenamiento de información está formado por las colecciones de los museos y la vasta literatura científica contenida en libros, revistas y otras publicaciones. Las clasificaciones son sistemas heurísticos.

Poderosamente ha llamado siempre mi atención poder conocer a detalle la historia evolutiva de los organismos; y desde luego discernir cómo y en base a qué conocimientos se lleva a cabo dicha reconstrucción de la historia de la vida. Confieso por ello que me inclino por la corriente cladista, preocupada en dar prioridad a dicho aspecto, me agrada el esfuerzo de Colin Tudge por conciliar la escuela cladista con la evolucionista.

2006-11-21T18:16:00.000-08:00

Espero que este blog ayude a llamar la atención sobre esta temática; y permita a los que -como yo- tienen alguna inquietud sobre la misma, contar con bases mínimas para acercarse a ella sin temor alguno, quizá por ello simpatizo con la posición de Colin Tudge (2000) que propugna por que pueda haber contribuciones en este campo por parte de naturalistas, por amateurs, sin ningún asomo despectivo.

Yo mismo -como lo confesaba en el item anterior- me reconozco como un mero entusiasta de la sistemática y de la filogenética, me parece que todo esfuerzo intelectual en cualquier campo debe ser bien recibido, ya que alienta el espíritu crítico tan propio y necesario en el quehacer científico.

¿ESPECIE? AÚN NO HAY CONSENSO

Si un tema atrae mi atención en particular es el que hace referencia a la historia evolutiva de la vida en el Planeta Tierra; con ello también van de la mano los procesos de especiación que han permitido el desarrollo de una extraordinaria diversidad en las formas de vida. Me ha parecido interesante también darme cuenta de la enorme discusión que existe en torno a definir lo más claramente posible, conceptos e ideas, especialmente en torno al que corresponde a la especie, a riesgo de parecer ingenuo, debo asegurar que desde siempre se me enseñó un solo concepto acabado de especie, de acuerdo al acuñado por Mayr (1970), "grupo de poblaciones naturales entrecruzables que están reproductivamente aisladas de otros grupos", lo que hoy se conoce como concepto biológico de especie.

Pero también existe el concepto agámico de especie: grupo de poblaciones con reporducción uniparental.

Concepto evolutivo de especie: es una secuencia ancestro-descendiente de poblaciones que evolucionaron separadamente de otras secuencias y que poseen papeles y tendencias evolutivas propias (Grant, 1971; Wiley, 1978)

Concepto de selección de especie: es un sistema de individuos y poblaciones genéticamente similares, que se mantienen como una unidad cohesiva a causa de un conjunto de presiones de selección, que balancean las fuerzas desorganizadoras impuestas por factores ambientales, mutación, recombinación génica (Slobodchikoff, 1976)

Concepto económico de especie: es la más amplia unidad en la economía natural, en la cual existe comptetición reproductiva entre sus miembros (Ghiselin, 1975)

Concepto ecológico de especie: es un linaje o un conjunto de linajes afines que evolucionan separadamente de otros y ocupan una determinada zona adaptativa (Van Valen, 1976)

2006-11-21T17:33:00.000-08:00

Concepto morfológico de especie: conjunto de individuos morfológicamente similares, generalmente asociados entre si por una distribución geográfica definida y separados de otros conjuntos por discontinuidades morfológicas (Caín, 1954)

Concepto fenético de especie: existen dos variantes de este concepto 1).- Númerico, grupo de poblaciones fenéticamente similares (es decir en muchos tipos de caracteres: morfológicos, etológicos, químicos, etc.), cuyos límites se establecen por una evaluación númerica (Sokal, 1973) 2).- No númerico, grupo de poblaciones no divisibles por discontinuidades fenéticas y separados de otros grupos por discontinuidades de esa naturaleza (Michener, 1970)

Concepto pragmático de especie: es el grupo más pequeño de organismos, consistente y persistentemente distinto de otros grupos y distinguible por medios ordinarios (Cronquist, 1978)

Concepto paleontológico de especie: es una serie cronológica en un solo linaje cuyos límites son, por definición arbitrarios (Simpson, 1961; Imbrie, 1957)

A estos conceptos habría que sumar los más recientes propuestos por sistematas; si consideramos además que mucho de los aqui enumerados son cuestionados por que aunque se hace un esfuerzo por contar con conceptos que se apeguen rigurosamente a la objetividad que se requiere, cuentan con argumentos que aún quedan sujetos a la interpretación subjetiva; el concenso -hasta ahora- en lo que hace a la taxonomía, es que al carecer de una definición universalmente aceptada de la especie, cada sistemata elige la que, a su entender, es la mejor. Por ahora: especie quiere decir, lo que el taxónomo quiere que diga.

En la actualidad la taxonomía o sistemática abarca tres campos principales de estudio, a saber:

1.- Reconocimiento de especies y especiación: esencialmente modos y modelos, no de mecanismos, que más bien es el campo de la genética y la ecología evolutiva organísmica.

2.- Filogenia o historia evolutiva, incluyendo los diversos componentes que se enumeraron; y

3.- Clasificación.

Estas tareas pueden desarrollarse desde uno de los tres enfoques o escuelas en taxonomía biológica que se ejercen actualmente: la corriente feneticista o numericista, impulsada por Sokal y Sneath, que muchos descartan y Vallejo (1998) de plano da por muerta; la escuela filogenetista o cladista, que ganó muchos adeptos a partir del impulso que le dieran Hennig; Nelson, Farris y Wiley; y la corriente evolucionista, tradicional, filista o gradista, apoyada por Mayr y Simpson.

Fotografía escarabajos tomada de: Escarabajos 200 millones de años de evolución.

Morón Ríos, Instituto de Ecología - Museo de Historia Natural de la Ciudad de México 1984

2006-11-21T16:17:00.000-08:00

Características generales de las escuelas en taxonomía biológica

Escuela feneticista

La taxonomía fenética se basa en el reconocimiento de la cantidad de similitud fenotípica, que incluye características morfológicas, fisiológicas, bioquímicas o etólogicas (Sokal y Sneath, 1966). Su metodología en general ha sido desarrollada para aplicarse a cualquier nivel taxonómico, el cual una vez definido recibe el nombre de unidad taxonómica operacional (OTU, por sus siglas en inglés). Una vez definidas estas unidades, el segundo paso consiste en elegir una serie de caracteres fenéticos, recomendándose un número no menor de 60, con los cuales se describirá cada OTU. El tercer paso es formar la matriz de OTU vs carácter y comparar cada OTU con los otros y finalmente determinar los grupos o clusters de unidades taxonómicas operacionales.

Escuela cladista

La escuela cladista o filogenética ha postulado que las relaciones que permiten la cohesión de organismos y especies, vivientes o extintas, son relaciones genealógicas (Hennig, 1966). De acuerdo con esto, la identificación de las unidades taxonómicas se basa en el reconocimiento de grupos monofiléticos que deben estar constituídos por la especie ancestral y todas las descendientes directas que comparten una serie de caracteres derivados (sinapomorfias). Para establecer estas relaciones genealógicas, el método cladista postula al menos tres posibles técnicas: la comparación con un grupo externo, el recurrir a datos embriológicos y utilizar el registro paleontológico. La primera es la principal.

Escuela evolutiva

Para la escuela tradicional, la paleontología ha sido vista como la ciencia que permite identificar secuencias evolutivas y establecer relaciones ancestro-descendientes en la reconstrucción de árboles filogenéticos. Para ello, toma al registro fósil como una fuente de información no sólo morfológica sino tambien estratigráfica y geográfica, postulando que el sistema a aplicar debe dar por resultado clasificaciones que, representandas por medio de árboles filogenéticos, expresen no solo una ancestría común, sino también las tasas de evolución de cada grupo analizado, los procesos de radiación adaptativa, extinciones y otros fenónemos que expliquen la existencia de discontinuidades entre los diferentes grupos, asi como fenómenos de convergencia y paralelismo para explicar solapamientos entre organismos no relacionados filogenéticamente. En este método, la monofilia estricto sensu Hennig (1966) entre los grupos no es un requisito relevante y se le da un peso mucho más importante al aislamiento reproductivo.

Escuelas en Taxonomía Biológica contemporánea. En el círculo interno, entre paréntesis otros términos sinónimos y sus proponentes más importantes. En el círculo externo el concepto de especie o unidad que siguen y escuelas en biogeografía. Tomado de Llorente 1994. Conceptos de Cladismo, cap VII de Taxonomía Biológica FCE - UNAM 1994 México. Diseño para blog: Rafael Flores

2006-11-21T15:30:00.000-08:00

¿Qué datos considerar?

Los taxónomos han examinado cada vez más de cerca los organismos al tiempo que aumenta su conocimiento y, lo que es más importante, el poder de su instrumentación. La Taxonomía moderna seria le debe mucho al microscopio óptico y al electrónico, a la química y a la biología molecular, y a los métodos de la física nuclear que permiten datación precisa de fósiles.

Los datos que consideramos "caracteres" se han basado (aproximadamente en orden histórico de aparición) en la estructura macroscópica o morfología; en la estructura detallada, o ultraestructura; en el estudio del desarrollo, o embriología; en la evidencia fósil, o paleontología; en los estudios de comportamiento, que en general son etología; en la química somática, o bioquímica; y, finalmente en el estudio del ADN que conforman los genes, o biología molecular.

La taxonomía y sus tres disciplinas

pricipales y ciencias que están más

íntimamente relacionadas

(modificación de Udvardy, 1969. Dinamic

Zoogeography. Van Nostrand Reinhold).

Tomado de Llorente 1994. Conceptos de

Cladismo. Cap. VII de Taxonomía Biológica

FCE - UNAM 1994 / Diseño para Blog: Rafael Flores

2006-11-11T18:49:00.000-08:00

Henos aquí frente a una criatura extraordinaria, está era una escena común de hace unos 258 millones de años atrás, cuando estas bestias conocidas como Estemmenosuchus, se dirijían en manada a los remansos para calmar su sed, su aspecto es extrañísimo, verdaderamente sorprendente: en cuanto a tamaño diríanse grandes búfalos, pero con las patas más cortas y toscas y con una cola muy consistente, de reptil. Sin embargo es la cabeza la que llama más poderosamente la atención: varios cuernos despuntan directamente de su cara y de sus fosas nasales, casi como en una máscara de fantasía, y ello confiere a estos animales un aspecto verdaderamente insólito.

Estos Estemmenosuchus son formas arcaicas de terápsidos; pero ya muestran algunas novedades que se están desarrollando. La piel de los Estemmenosuchus, por ejemplo, ya no tiene escamas como la de los reptiles, sino que es bastante más lisa. Entre los fósiles de estos animales, junto con cráneos y huesos, se han encontrado tambien fragmentos de piel; y el examen a revelado incluso que en la parte interna hay rastros de numerosas glándulas. Por tanto una piel que trasuda, y que emana también olores. Y ya sabemos lo importante que son los olores para los mamíferos. Estos animales dan la sensación de que algo está a punto de cambiar en la historia de la vida.

En efecto, es de este arbusto de formas de donde está naciendo la transición hacia los mamíferos. Precisamente por esto los terápsidos han sido definidos como reptiles "mamellados" porque desarrollaron características típicas de los mamíferos.

Sumergirse para explorar la extraordinaria diversidad de la vida a lo largo de los eones, nos permite valorar aún más la riqueza que representan todas la formas de vida que actualmente habitan el planeta, todas sin excepción comparten antepasados que se remontan a cientos, miles y millones de años de evolución. Perder una especie, representa perder todo ese tiempo de evolución, que dió origen a la vasta diversidad existente en la actualidad. Ello debe hacernos concientes y nos hace responsables, de ahí la tarea que nos permita equilibrar nuestros estilos de vida y desarrollo, sin menoscabo del patrimonio natural.

2006-11-10T21:58:00.000-08:00

A lo largo de la historia evolutiva en nuestro planeta encontramos variedad de formas y diseños, los más fantásticos monstruos que autor alguno de ciencia ficción pudiera llegar a imaginar. Me atrevo a pensar que si queremos tener una idea de la extraordinaria variedad de formas de vida que podríamos encontrar en planetas distantes, debemos prestar atención a la vasta creatividad desplegada por la vida en nuestro planeta a través de eones.

Observamos aquí a uno de los más terribles depredadores de tiempos lejanos en los océanos terrestres, se trataba de un euriptérido.

Los fósiles de euriptéridos más antiguos que se conocen datan del periodo Ordovícico, hace casi 500 millones de años; pero seguramente son mucho más antiguos. Florecieron en el Silúrico y el Devónico y hasta bien entrado el Pérmico, y durante casi todo ese dilatado periodo de tiempo (casi 250 millones de años), hasta que los peces se hicieron reyes de los mares, fueron poderosos depredadores. Al menos la mitad de las familias de euriptéridos incluían especies de más de 80 cms de largo y algunos, los pterigótidos alcanzaban más de dos metros. La mayoría de los biólogos suponen que eran parientes cercanos de los escorpiones, algunas autoridades en la materia, piensan que la semejanza se debe a simplesiomorfías (caracteres comunes compartidos pero primitivos).

Tanto si los euriptéridos son parientes cercanos de los escorpiones como si no, los paleontólogos en general aceptan que hace algo más de 400 millones de años un euriptérido evolucionó hacia los arácnidos, el grupo de los escorpiones, las arañas, los ácaros y muchos otros. En otras palabras, los arácnidos surgieron de entre las filas de los euriptéridos del mismo modo que las aves emergieron de entre los dinosaurios.

De la sustentabilidad

2006-04-11T17:12:00.000-07:00

Image by Altamar via Flickr

En un excelente ensayo acerca del tema, Humberto Macías Cuéllar, Oswaldo Téllez Valdés, Patricia Dávila Aranda y Alejandro Casas Fernández nos obsequian importantes aportes con nuevos enfoques que contribuyen a analizar la temática de la sustentabilidad tan manoseada hoy en día, así como propuestas concretas para lograr aterrizarla, el título original del artículo es: "Los estudios de sustentabilidad" y aparece en el número 81 de la revista "ciencias" correspondiente a los meses de enero~marzo 2006.

Tal como lo señalan los autores, la sustentabilidad y sus agregados, por ejemplo el desarrollo sustentable debe analizarse desde la perspectiva de Lélé que desde 1989 definió como "una frase que todos utilizamos pero nadie se preocupa por definir". En base a esta preocupación se llegó a un enfoque que integraba los factores y objetivos sociales, económicos y ecológicos en una perspectiva de largo plazo a través del concepto de ecodesarrollo.

Agua-Vida

2006-03-30T10:21:00.000-08:00

Pasó como llego, haciendo todo un torbellino a su alrededor el IV Foro Mudial del Agua, con un costo bastante considerable en dólares para poder participar y sin llegar a un consenso final, de qué sirve entonces tanto gasto, tantas espectativas. Somos adictos a los momentos cumbres, y después, ¿qué sigue? pues a preparar el V Foro Mundial, para decirnos lo mismo: que el problema es grave, que tiene raíces de fondo social y económico. Y entre tanto los datos crudos siguen acumulándose:

En el tiempo que te lleva leer este item del blog acerca del agua, digamos unos veinte minutos, 80 niños de todo el mundo habrán muerto debido a que no disponían de suficientes instalaciones para agua limpia o servicios sanitarios. En un día, 9,300 personas habrán perecido, víctimas de diarrea, cólera, esquistosomiasis y otras enfermedades que se diseminan por el agua contaminada o por la falta de agua para una higiene adecuada. Hacia finales del año en curso, tres millones 400 mil personas habrán fallecido, la mayoría de ellas habitantes de Asia, África y regiones muy marginadas de América Latina y la mayoría de menos de cinco años de edad. A pesar de que el agua potable es necesaria para la vida y, según algunos, un derecho humano fundamental, cada vez es más difícil de obtener debido a la contaminación y las demandas de una población en aumento. Ni siquiera los países industrializados son ajenos a ese problema. Lo que resulta particularmente preocupante es el envenenamiento de los mantos acuíferos, la principal fuente de agua potable para casi la tercera parte del mundo. A diferencia de los ríos, que se renuevan por sí mismos aproximadamente cada 20 días, los mantos acuíferos pueden tardar cientos de miles de años en recargarse.

Los asistentes de diversos países al IV Foro Mundial del Agua no pudieron ponerse de acuerdo en declarar al agua como un derecho humano fundamental y es que ello impediría en buena medida, el que, el manejo, tratamiento y distribución del agua se conviertan en un excelente negocio. Que el agua como recurso tiene un valor intrínseco y debe pagarse justamente, estamos de acuerdo todos, pero de ahí a que se vuelva un bien susceptible del libre mercado la distancia es abismal, el agua quedaría convertida en un mero artículo de lujo a disposición de quien pueda pagarla, el lucro por delante y el manoseo mercantil amenazan un adecuado manejo del recurso.

Habrá que recordarles a los agoreros del IV Foro Mundial del Agua que la historia viene de varias décadas atrás y que los logros y/o avances brillan por su ausencia, uno de los principales problemas de nuestra sociedad es su aferrado concepto de actualidad -si no es actual, no sirve- de hecho una de las primeras conferencias integrales sobre el agua se celebró en 1977 en Mar del Plata, Argentina. La atención puesta en las necesidades humanas condujo al Decenio Internacional del Agua Potable y del Saneamiento Ambiental (1981-1990) y a que se concertaran los esfuerzos de Naciones Unidas y otras organizaciones internacionales para suministrar el servicio básico de aprovisionamiento de agua. En la Cumbre de la Tierra celebrada en Río de Janeiro, Brasil en 1992 se reafirmó la noción de satisfacer las necesidades básicas relativas al agua y se la amplió para incluir requisitos ecológicos también relativos al agua. En un informe de Naciones Unidas en 1999 se admitió que todas las personas necesitan acceder a cantidades suficientes de agua potable para beber, para saneamiento e higiene.

Durante el Segundo Foro Mundial del Agua y la Conferencia Ministerial, celebrado en La Haya en 2000 se emitió una firme declaración de parte de más de 100 ministros que respaldaron la idea de brindar un renovado énfasis a las necesidades humanas básicas, consideradas como una prioridad para las naciones, organizaciones internacionales y donantes.

El marzo de 2003 se llevó acabo el Tercer Foro Mundial del Agua, celebrado en Kioto, Japón. En la Conferencia Ministerial los días 22 y 23, se discutieron cinco puntos relacionados con los usos del agua y el desarrollo sostenible, dando énfasis en el tema del fortalecimiento de la gobernabilidad en el manejo del agua, así como en las distintas formas de establecer alianzas entre los gobiernos y las ONGs para la aplicación de estrategias y financiamiento de los recursos hídricos.

Y entre el mar de declaraciones y resoluciones el agua continua menguando, su calidad deteriorándose, su cantidad disminuyendo, los mantos freáticos se siguen vaciando y contaminando, la población continua aumentando y con ella la demanda y en el mundo globalizado de hoy, nos venden la receta fácil de que TODOS somos responsables que urge impulsar una cultura del agua, lo que es una verdad a medias, si bien es cierto que hoy día cualquier ciudadano del mundo es co-responsable del mundo, también lo es que las responsabilidades son comunes pero diferenciadas, aqui mismo en el item de ecología y cambio climático global se apuntó que un ciudadano promedio de los Estados Unidos consume entre cuarenta y doscientas veces más recursos que su equivalente en la India; los miembros de los estratos acomodados de México consumen varias decenas de veces más que los estratos más pobres. Y esto aplica también entre los diferentes países, para los que necesitan forsozamente de la estadística para validar la información, espero básteles estos datos:

una persona en los países desarrollados consume entre 500 a 800 litros de agua al día
una persona en los países en desarrollo consume entre 60 y 150 litros al día

Los tomadores de decisiones deben encarar el problema considerando todos estos aspectos, pero hacer que los países que usan y abusan de los recursos en el planeta pongan límites a su despilfarro es ir contra poderosos intereses económicos que han sentado sus reales en políticas liberales que anteponen el mercado, es decir el dinero, ante todo. Si a ello aunamos que las diferencias que se viven internacionalmente se replican intranacionalmente, el reto es gigantesco:

mientras un individuo de Baja California dispone de menos de 1,000 litros cúbicos al año, uno de Chiapas dispone de cerca de 15,000 litros cúbicos al año

México es un país que ve severamente aumentadas sus diferencias entre un norte árido, pero pujante como centro de desarrollo económico y un sur con abundantes recursos bióticos en franca decadencia y deterioro acelerado en donde si no se utilizan adecuadamente y se protegen estos recursos pronto entraran en procesos irreversibles.

Bosque de Niebla

2006-03-29T07:14:00.000-08:00

En el número 46 de la Revista Coversus, correspondiente a los meses de Diciembre 2005 - Enero 2006, que edita el Instituto Politécnico Nacional podemos encontrar el artículo de Aurelio Colmenero Robles e Imelda Rosas Medina "Riqueza Biológica del Bosque Mesófilo de Montaña"

Interesante artículo que da cuenta de la extraordinaria riqueza en diversidad de especies que albergan los bosques de niebla, tambien se hace notar que es uno de los ecosistemas en mayor riesgo, dada su escasa distribución. El bosque de niebla representa la transición entre bosques tropicales y otros tipos de bosques templados, como los de coníferas y mixtos. Esta zona ecológica suele estar restringida a regiones montañosas, con altitudes que van desde los 400 hasta los 2,700 a 3,100 metros sobre el nivel del mar. Tipicamente sus cotas se encuentran entre 1,100 y 1,500 metros sobre el nivel del mar, en ambas vertientes de la República Mexicana, ya que es allí donde se favorece la condensación de masas de aire saturadas de humedad, formando una niebla persistente con presencia de vapor continua; algunos autores denominan a estas regiones como "archivos climáticos y florísticos", lo cual, aunado a una destacable heterogeneidad estructural, conforman un tipo de vegetación único.

Los autores señalan que el bosque mesófilo de montaña en México, presenta una distribución fragmentada y restrigida a condiciones de alta humedad, por lo que es uno de los ecosistemas con mayor riesgo de desaparecer porque solo cubre, en la actualidad, unos 8,000 kilómetros cuadrados a nivel nacional, está además sujeto a diversas actividades tales como el cultivo del café, soporta una intensa actividad agrícola relacionada con cultivos anuales, explotación maderera y explotación de productos no maderables, entre los que sobresalen las orquídeas, helechos y palmas arbustivas (Chamaedorea). La expansión de los asentamientos rurales y urbanos, la ganadería y la explotación de diversos materiales para construcción de carreteras y de uso habitacional, tambien lo afectan.

A nivel nacional se han ubicado más de 100 localidades con presencia de dicho bosque; los estados con mayor superficie de este tipo son Oaxaca, Chiapas, Hidalgo, Guerrero, Puebla y Colima; en contraparte, los estados de la península de California, Aguascalientes, Chihuahua, Coahuila, Guanajuato, Yucatán y Zacatecas, no cuentan con él. Existen zonas en las cuales el bosque mesófilo de montaña se ha transformado totalmente, tal como sucede en el centro de Veracruz y algunas áreas del estado de Chiapas.

Para el caso de Veracruz, Challenger apunta en su obra Utilización y Conservación de los Ecosistemas Terrestres de México, que ya se destruyó casi por completo el bosque mesófilo de montaña del centro de Veracruz, particularmente en los alrededores de la ciudad de Xalapa donde ha quedado reducido a fragmentos muy pequeños y aislados que se localizan en cañanadas y a lo largo de las márgenes de los ríos (citando a Williams Linera).

En el artículo de referencia es notorio el interés por conscientizar acerca de la enorme riqueza biótica que este tipo de ecosistemas representa, tan sólo en cuanto a especies vegetales, se estima que contiene entre el 10 y 12 por ciento de las especies de plantas vasculares (3,000 aproximadamente) de un total de casi 32,000 para todo el territorio mexicano. Esta diversidad biológica, se distribuye en 450 especies arbóreas, 800 epífitas (principalmente orquídeas, bromelias y aráceas) y alrededor de 500 helechos.

Por lo que hace a fauna, en México y distribuyéndose hasta Centroamérica, el bosque de montaña tiene el segundo lugar en riqueza de especies respecto de los cuatro grupos de vertebrados que alberga (anfibios, reptiles, aves y mamíferos). Particularmente se aprecia un total de 174 especies endémicas, 229 especies residentes y 232 especies que provienen de otros tipos de vegetación, sumando un total de 635.

La causa principal de la gran diversidad de fauna en este bosque, lo constituyen los procesos de aislamiento y especiación vicariante o geográfica, similares a los que han dado como resultado la considerable diversidad florística.

A través de su ensayo los autores comparten con nosotros su preocupación por la enorme importancia que representan estos ecosistemas en la conservación de los recursos bióticos del país y su enorme fragilidad; para el caso de Xalapa y sus alrededores, el acelerado crecimiento urbano aunado a la falta de adecuadas políticas de desarrollo en el rubro, amenazan seriamente los relictos de bosque que aún se resisten a desaparecer enclavados en cañadas y como manchones de vegetación riparia.

Ecología y cambio climático global

2006-03-26T15:23:00.000-08:00

En el número 81 de la revista "ciencias" enero-marzo de 2006 podemos encontrar un excelente artículo de Omar Raúl Masera, investigador del Centro de Investigaciones en Ecosistemas de la UNAM, Campus Morelia, bajo el título "La ecología global desde la perspectiva del cambio climático" Raúl Masera ofrece un ensayo bastante completo.

Llenos de nuevos conceptos en el ideario científico ambiental que han permeado el lenguaje político y ahora incluso el bagaje popular es más que común escuchar palabras como servicios ecológicos, manejo sustentable, cambio climático, actividad antrópica, y otros más que para adornar un discurso, ensalsar un proyecto o permear una charla como de nivel y seria, las más de las veces quienes las utilizan ni siquiera tienen una idea clara de las mismas, pero esto quedaría mejor en mi blog dedicado a la comunicación de la ciencia, asi que me concentro en el comentario sobre el contenido del artículo.

El autor hace énfasis en que, si bien el tema esta bastante manoseado, el cambio climático global es considerado por las Naciones Unidas, como el problema ambiental más grave que enfrentará el planeta en el siglo XXI. Ante la magnitud del crecimiento poblacional humano en el planeta, nos recuerda como Vitousek y otros ecólogos hablan de una dominación humana del globo terráqueo, supuesto nada halagador y que lejos de demostrar la "superioridad" humana, debería constituirse más bien en una enérgica llamada de atención para todos.

Con datos y cifras precisas nos hace conscientes de que, en términos globales, los seres humanos hemos transformado o degradado entre treinta y nueve y cincuenta por ciento de la superficie del planeta, la velocidad de extinción de especies aumentó entre cien y mil veces respecto a los valores previos a nuestra presencia en la tierra, utilizamos el sesenta por ciento del escurrimiento superficial de agua dulce accesible y hemos aumentado la concentración de dióxido de carbono (CO2) en treinta por ciento respecto a los niveles preindustriales.

Es muy valioso el análisis que hace respecto a los aspectos sociales que profundizan las desigualdades tanto al interior de los países como entre éstos. Un ciudadano promedio de los Estados Unidos consume en promedio entre cuarenta y doscientas veces más recursos que su equivalente en la India; los miembros de los estratos acomodados de México consumen varias decenas de veces más que los estratos más pobres; África en su conjunto tiene ahora niveles de pobreza e indicadores de desarrollo económico y social más bajos que hace treinta años.

Con cifras duras y crudas el autor nos sacude en un llamado a la cordura y a demostrar que el conocimiento no servirá de nada si no es puesto en marcha, interiorizado y aplicado, globalmente cada año se emiten a la atmósfera más de once mil millones de toneladas de carbono -11 gigatoneladas de carbono o GtonC- equivalentes de gases de efecto invernadero (GEI). Las emisiones globales de dióxido de carbono alcanzan aproximadamente 7.4 GtonC por año, 6.4 por la producción de energía y una por la deforestación.

Nuestro país no está al margen de esta debacle, México contribuye cada año con 188 toneladas de C equivalente, cerca del dos por ciento de las emisiones mundiales. De seguir las tendencias actuales, las emisiones del país podrían aumentar cincuenta por ciento para el año 2010, lo cual puede ocasionar grandes sequías y reducción en la superficie apta para el cultivo. Aumentarían los riesgos de inundaciones y se producirían cambios en la distribución geográfica de más de la mitad de los bosques. Se estima que habría una gran inestabilidad para la vida silvestre, reorganizaciones en los ecosistemas con el surgimiento de nuevos predadores y parásitos, y varias especies deberán convivir en territorios mucho menores a los actuales.

Con toda la capacidad técnica, académica, social, política y empresarial hoy es más urgente que nunca impulsar el Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) que promueve el protocolo de Kyoto, dicho MDL permite la colaboración entre países en vías de desarrollo y los industrializados en la reducción de emisiones. Se hace evidente tambien que los países en vías de desarrollo necesitan otros paradigmas para alcanzar niveles de vida aceptables para el conjunto de su población, partiendo de las responsabilidades comunes pero diferenciadas, para ello habrá que ejecutar acciones que sigan una lógica de largo plazo, lo cual encaja cada vez menos en las limitadas agendas y urgencias políticas de cada cuatrienio o sexenio.

Un nicho de acción importante es el enfocado al sector forestal para conservar los bosques existentes y aumentar la densidad de biomasa de los actuales sistemas de uso del suelo. En México estamos perdiendo 670 mil hectáreas cada año. Cada hectárea de selva convertida en potrero lleva asociada una pérdida de entre cien y doscientas toneladas de carbono en los primeros cinco años. Recuperarlo implica plantar entre treinta y setenta hectáreas de bosque. La segunda alternativa significa la reforestación de áreas degradadas, el establecimiento de plantaciones comerciales -para obtener madera, papel o energía- y el impulso a los sistemas agroforestales.

Entra en juego aquí el pago por servicios ambientales (PSA), que sin embargo puede ser suceptible de un manejo inadecuado tal como ha venido ocurriendo en Costa Rica, en donde grandes empresas invierten en bosques para garantizarse el PSA pero lucrando con ello.

El futuro de la Tierra tal como la conocemos está estrechamente ligado a las decisiones que en este siglo tomemos. La sustentabilidad del globo terráqueo depende de la adecuada articulación de las decisiones de miles de millones de habitantes -los cuales viven mundos social, cultural y ambientalmente muy distintos- desde sus ámbitos locales hasta los niveles nacionales, internacional y global. Tendremos que aprender a trabajar en la unidad de la diversidad.

ARTÍCULO: "La ecología global desde la perspectiva del cambio climático" Revista ciencias / Facultad de Ciencias UNAM Número 81 enero marzo 2006 / AUTOR: Omar Raúl Masera, Centro de Investigaciones en Ecosistemas de la UNAM. Campus Morelia.

Energía para la vida

2006-03-26T11:56:00.000-08:00

El trabajo biológico, como cualquier tipo de trabajo, necesita de una fuente de energía. Las células obtienen su energía por medio de reacciones químicas que determinan cambios en los niveles energéticos de las sustancias reaccionantes y de los productos de reacción. Parte de la energía que se libera en estas reacciones se utiliza en la síntesis de moléculas altamente energéticas y que luego ceden su energía a las células para la realización de trabajos biológicos. Una de estas moléculas es el adenosin trifosfato (ATP).

Uno de los procesos metabólicos más impresionantes para mi, ha sido desde siempre la fotosíntesis, por medio de la cual, las plantas verdes pueden elaborar grandes moléculas orgánicas a partir de otras más pequeñas, llamadas precursores. Para ello captan la energía radiante del sol y destinan parte de ella a la producción de ATP, que es luego utilizado en la síntesis de glucosa y un polímero de ésta, el almidón, a partir de dióxido de carbono y agua. Estas moléculas pueden ser almacenadas y movilizadas después como fuente de alimento para la propia planta o para los animales herbívoros. Los animales y otros organismos que no pueden efectuar la fotosíntesis han de obtener sus moléculas alimenticias, como la glucosa, ya sintetizadas.

En un día claro, la luz solar que baña los campos representa una tremenda cantidad de energía (se habla aquí de la luz, no del calor, que es otra forma de energía) y las plantas saben utilizarla por medio de la clorofila, sustancia que les da el color verde y que es un convertidor de energía lumínica a energía química. Las moléculas de clorofila tienen una estructura tal que pueden absorber la energía de la luz, al absorberla aumentan su contenido de energía y quedan capacitadas para romper las moléculas del agua de su entorno y desprender por un lado hidrógeno y electrones y por otro agua y oxígeno. Un ejemplo lo hará más claro: imagínate una gran campana en cuyo interior hay un vaso de crital; al descargar en ella un golpe de mazo la campana no se mueve por ser muy pesada sino que transmite la energía del movimiento (cinética) del mazo en energía de vibración resonando fuertemente; la vibración se transmite al aire y al vaso que, al vibrar sus moléculas fuertemente, se hace pedazos. Éste fenómeno asi descrito puede parecer de lo más sencillo y práctico, pero analizado a detalle es de una complejidad asombrosa.

La energía no se crea ni se destruye, solamente se transforma; el rompimiento de las moléculas de agua en el interior de las células de la hoja determina una serie de reacciones que, como ya mencionábamos termina con la síntesis de dos moléculas, el adenosin trifosfato ATP y el dinocleótido fosfatado de adenina NADPH. En estas moléculas se captura la energía que la planta recibió de la luz.

Parecería que el problema se ha solucionado pues ahora el vegetal dispone de energía química utilizable para sus trabajos de nutrición, crecimiento, etc. Pero el ATP y el NADPH son en extremo reactivos, inestables; sería como transportar nitroglicerina de un lado a otro; debe tenerse la energía en una molécula más "tranquila". Para ello el ATP y el NADPH donan su energía a una molécula muy perezosa que es el bióxido de carbono, el cual se activa y reacciona con otra molécula en las células de las hojas; después de varias transformaciones se obtienen como productos resultantes glucosa, sacarosa, almidón y otros compuestos. La energía contenida en estos productos es la que utilizará la planta en sus procesos vitales y cuando nos comemos los frutos, semillas y hojas incorporamos esos alimentos energéticos a nuestro organismo.

Es a través de estos procesos como las plantas pueden secuestrar elementos inorgánicos (C, O, N, H, etc.) para la construcción de moléculas orgánicas, las plantas, pues, "producen" vida. Característa única ya que ningún animal es capaz de realizar dicha proeza.

La planta verde más modesta, un pasto o un diente de león, es en cambio, capaz de realizar esta síntesis admirable.

Einstein y los granos de polen

2006-03-21T16:45:00.000-08:00

Ramón Peralta y Fabi, de la Facultad de Ciencias de la UNAM nos obsequia en el número 80 de la revista "ciencias" que edita esa Facultad de la UNAM un exquisito artículo acerca del interés de Albert Einstein en el movimiento browniano.

Guiados de la mano de Peralta Fabi nos introducimos en el fascinante mundo de la física, los átomos y las probabilidades, en una narración rica en su desarrollo literario el autor nos hace comprender el interés de Albert Einstein por probar la existencia fisica de los átomos como partículas elementales, que si bien todo científico de su época da por hecho, muy pocos habían caminado por el fangoso terreno que permitiese comprobar dicha existencia.

A menudo la ciencia basa su conocimiento en la fe, no en la misma fe de los creyentes religiosos, pero una fe al fin, sólo una mente ecléctica como la de Einstein pudo haber jugado con la idea de los granos de polen descritos por Robert Brown y dar vueltas y mas vueltas hasta lograr construir todo un edificio teórico que ayudase a comprobar la existencia real de los átomos.

Peralta Fabi nos recuerda con cuanta familiaridad estamos acostumbrados hoy día a aceptar sin reparo la existencia de los átomos, no obstante nunca jamás nadie los ha visto y es muy improbable que lleguemos a hacerlo por más que nuestra tecnología se desarolle al máximo.

Si un día vamos al cine y observamos en la oscuridad el haz de luz que emite el proyector, nos daremos cuenta de que hay muchas partículas, muy pequeñas, que se están moviendo incesantemente. Veremos que lo hacen en forma zigzagueante y en todas direcciones. Observaremos que ¡también se mueven hacia arriba! ¿Qué partículas son éstas? Sencillamente son las partículas de polvo que hay en el aire.

Observemos con cuidado la bocanada de humo que lanza al aire un fumador. Veremos que está compuesta de pequeñísimas partículas que se están moviendo continuamente en todas las direcciones, también en zigzag.

Otro caso es el siguiente: Póngase polvo de color en un vaso y luego, poco a poco, viértase agua sobre él. Observaremos que las partículas de polvo, una vez que empiezan a estar en contacto con el líquido se mueven en forma incesante, accidentada y en todas las direcciones. En particular veremos que se mueven también ¡hacia arriba! Si esperamos un intervalo de tiempo lo suficientemente grande nos daremos cuenta de que el polvo se mezcla con el agua, formando lo que se llama una suspensión. Esta mezcla con el tiempo se homogeniza sin que ocurra, como uno esperaría intuitivamente, que las partículas de polvo caigan y se depositen en el fondo del vaso. Veremos que algunas partículas efectivamente caen, pero hay otras que suben.

El hecho común en estos tres casos es que partículas muy pequeñas se hallan inmersas en un fluido. En el caso del haz de luz del cine, el fluido es el aire de la sala; en el caso del fumador, el fluido es también el aire de la atmósfera y en el tercer caso, el fluido es el agua.

El movimiento descrito arriba, que lleva a cabo una partícula muy pequeña que está inmersa en un fluido, se llama movimiento browniano. Este movimiento se caracteriza por ser continuo y muy irregular. La trayectoria que sigue la partícula es en zigzag.

En el caso del movimiento browniano, la lógica de Einstein es maravillosa -nos cuenta Peralta Fabi- directa y contundente: hay átomos, luego, deben manifestarse. Son muchos, son pequeños y la dinámica debe ser complicada, por lo tanto el lenguaje es de probabilidades y estadística.

La explicación del movimiento browniano, como resultado de la presencia de átomos que colisionan ininterrumpidamente con la partícula, y las predicciones precisas para experimentos diseñados con este fin, desempeñaron un papel crucial para que se aceptara la existencia de los átomos.

En sus palabras, cuarenta y seis años más tarde, Einstein nos dice que la motivación para su trabajo del movimiento browniano fue que "quería encontrar hechos que garantizaran, en la medida de lo posible, la existencia de átomos de un tamaño finito y determinado".

ARTÍCULO: "Átomos, polen y probabilidades" Revista ciencias / Facultad de Ciencias UNAM Número 80 octubre diciembre 2005 / AUTOR: Ramón Peralta y Fabi, Facultad de Ciencias de la UNAM.

Actividad Solar, Clima y Seres Vivos

2006-03-21T12:33:00.000-08:00

Interesante resulta el artículo publicado en "ciencia", la revista de la Academia Mexicana de Ciencias en su número de enero marzo 2006, por la Dra. Blanca Mendoza, el Dr. Juan Ramírez y la Dra. Rosa Díaz acerca de los efectos de la actividad solar en el clima y en los seres vivos.

En el mismo se da cuenta de, cómo es que periodos de intensa actividad solar repercuten directamente en el clima del planeta, ya que alteran el campo geomagnético, las radiotelecomunicaciones se ven afectadas debido a ionización adicional de radioación ultravioleta y de rayos x en la ionosfera. El papel que el Sol juega en la dinámica del clima en la Tierra, apenas empieza a entenderse y los científicos están muy interesados en ello, debido que, de acuerdo a estudios recientes, la influencia que ejerce a nivel planetario es más importante de lo que hasta ahora se consideraba, por lo que es de gran importancia mantener observaciones rigurosas del comportamiento solar.

Por otra parte la actividad solar parece influir grandemente en la salud humana, Leonidovich Chizhevski, naturalista ruso sugirió a principios del siglo XX la relación entre el sol y la salud humana a través de sus estudios de "heliobiología" y que, al parecer, la ciencia moderna confirma:

Tan sólo en México se han realizado estudios de carácter epidemiológico de la morbilidad citadina, encontrándose una relación entre el aumento en la tasa de infartos y los decrementos Forbush (fénomeno que se presenta durante las tormentas solares en donde contrario a lo esperado las radiaciones solares se reducen), y de mortalidad en el país, que muestra un incremento en la muerte por infartos al miocardio después de grandes tormentas magnéticas y después de un decremento Forbush.

Artículo: "Efectos de la actividad solar en el clima y en los seres vivos" número 1 volumen 57 Revista ciencia / enero marzo de 2006, Academia Mexicana de Ciencias. AUTORES: Dra. Blanca Mendoza, coordinadora de posgrado en Ciencias de la Tierra UNAM -contacto: blanca@geofisica.unam.mx- ; Dr. Juan Ramírez, investigador del Centro de Ciencias de la Atmósfera UNAM -contacto: juaramir@itesm.mx- y Dra. Rosa Díaz -contacto: cuasar@exite.com-