Los "hotspots" o "puntos calientes" de biodiversidad

Hoy en día es ampliamente sabido que el cambio climático tiene efectos negativos en los diferentes ecosistemas naturales del planeta, cuyas especies desaparecen a un ritmo similar al de la última Extinción Masiva, que hace 65 millones de años acabó con los dinosaurios. Pero hay ciertas zonas que destacan sobre las demás por su alta concentración de biodiversidad: los “puntos calientes” o “hotspots” de biodiversidad en su denominación original, áreas biogeográficas con elevados niveles de biodiversidad que se encuentran amenazadas.

El término fue introducido a finales del S.XX por el ecologista británico Norman Myers, quien estableció los dos criterios que debían cumplir: tenían que contener al menos 1500 especies de plantas vasculares endémicas (es decir, que no se encuentren en ningún otro lugar del mundo) y haber perdido como mínimo un 70% de su vegetación primaria, lo que hasta el día de hoy ha llevado a considerar 36 regiones en América, Europa, África, Asia y Oceanía, entre ellas:

*América: la Provincia Floral de California, las Islas del mar Caribe y los Andes Tropicales.

*Europa: la Cuenca del Mediterráneo.

*África: los Bosques Costeros del Este de África, la Región Floral del Cabo y Madagascar y las Islas Mascareñas.

*Asia: las Montañas de Asia Central y el Himalaya del Este.

*Oceanía: los Bosques Templados del Este de Australia y Nueva Zelanda.

Los “hotspots” de biodiversidad albergan el 60% de las especies de plantas, aves, mamíferos, anfibios y reptiles a escala global ocupando tan solo un 2,4% de la superficie del planeta, lo que los convierte en un elemento clave en la protección y conservación de la naturaleza, directamente ligada con la supervivencia del ser humano.

Existen varias organizaciones involucradas en la protección y conservación de estas zonas, como son la “World Wide Fund for Nature” (cuya iniciativa “Global 200 Ecoregions”, presente en todos los “hotspots” prioriza ciertas áreas en éstos) o la “Alliance for Zero Extinction” (compuesta por organizaciones científicas y grupos de conservación, centran su trabajo en las especies endémicas más amenazadas).

Sin embargo, hay quienes critican la atención que se está concediendo a estos “hotspots”, los cuales podrían no tener en cuenta diferentes clases de riqueza de especies o zonas que, contando con una elevada biodiversidad, presentan unas dimensiones más pequeñas.

En cualquier caso, numerosos estudios destacan el papel de estas regiones más allá de la identificación de las zonas con mayor concentración de biodiversidad, centrándose en su priorización con respecto a los gastos de conservación a nivel internacional.

Christiane Bonnelle

Christiane Bonnelle fue una física nacida en París en 1930. En 1954 obtuvo su Licenciatura en Ciencias en La Sorbona, donde además se doctoró en 1964.

Trabajó como investigadora en el Centro Nacional para la Investigación Científica (CNRS en sus siglas en francés) y como profesora en La Sorbona y en la Universidad Pierre y Marie Curie, donde fue directora del Laboratorio de Química Física entre 1979 y 1991. Dirigió además unas 60 tesis doctorales y escribió como autora o coautora más de 140 artículos científicos y libros.

Bonnelle destacó especialmente en el campo de la espectroscopia de rayos X. En 1966, junto a Gilles Sénémaud e Yvette Cauchois (física reconocida por su trabajo en dicho campo), obtuvo el primer espectro por rayos X del Sol con la ayuda de un espectrógrafo integrado en un cohete, lo que inició el desarrollo de la espectroscopia de rayos X en astrofísica.

Se define espectroscopia como el estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia con absorción o emisión de energía radiante, siendo el análisis espectral la detección de dicha absorción o emisión en relación a la energía implicada. Además de la astronomía o física puede aplicarse a otros campos científicos como la química o la biología.

La espectroscopia de rayos X abarca las técnicas utilizadas para determinar la estructura electrónica de los materiales mediante excitación por rayos X: cierta clase de radiación electromagnética con energía superior a la de la radiación ultravioleta. Entre estas técnicas se incluyen la absorción, la emisión, la fluorescencia y la dispersión, que aplicadas a la materia permiten estudiar su estructura y composición.

El trabajo de Bonnelle fue premiado con una medalla de bronce del CNRS y con la Orden de las Palmas Académicas, una insignia de origen francés dirigida a académicos y personalidades por sus méritos en los campos de la cultura y la educación, entre otros reconocimientos. Murió en 2016.

El Cinturón de Fuego del Pacífico

El Cinturón o Anillo de Fuego del Pacífico es una zona que rodea al Océano Pacífico, extendiéndose a lo largo de 40.000 km y abarcando Nueva Zelanda, Indonesia, la costa este de Asia y prácticamente la totalidad de la costa oeste del continente americano. Se caracteriza por su elevada actividad tanto sísmica como volcánica (de ahí le viene su nombre) y, de hecho, se calcula que en él se han producido alrededor del 80% de los terremotos registrados a nivel mundial y 22 de las 25 grandes erupciones volcánicas acontecidas durante la época geológica actual, el Holoceno (del que hablamos en la entrada del pasado 17 de julio).

La existencia del Cinturón de Fuego es consecuencia directa de la tectónica de placas, que causa movimiento y colisiones entre ellas y fue detectado por primera vez en el S.XIX, según se refleja en el libro publicado en 1856 “Narrativa de la Expedición de un Escuadrón Americano a los Mares de China y Japón”, del escritor e historiador estadounidense Francis L. Hawks.

Las placas responsables de esta situación son en concreto la Placa Euroasiática, la Indoaustraliana, la del Pacífico, la Norteamericana, la de Cocos, la del Caribe, la de Nazca y la Sudamericana, como se ve en la imagen, donde también se distinguen las superficies más afectadas en los bordes de las placas y los puntos con mayor incidencia de actividad sísmica y volcánica.

Esta situación afecta a multitud de países americanos como Guatemala, Chile, Ecuador, Perú, México o Estados Unidos (a cuyo oeste se encuentra la famosa “Falla de San Andrés”), asiáticos como Rusia o Japón y oceánicos como Filipinas, Indonesia y Oceanía. El Continente de la Antártida también contiene numerosos y grandes volcanes.

En el caso de la Placa de Nazca, por ejemplo, su situación es la de subducción por debajo de la Placa Sudamericana. El fenómeno de subducción consiste en el hundimiento de una zona oceánica de cierta placa bajo otra placa continental, lo que desemboca en grandes seísmos debido a la energía acumulada y erupciones volcánicas originadas en la fusión parcial de parte del manto terrestre, la cual genera magma que asciende a la superficie.

Entre los últimos acontecimientos relacionados con el Cinturón de Fuego se encuentran el terremoto y tsunami en el Oceáno Índico en 2004, el terremoto de Chile en 2010, el terremoto y tsunami en Japón en 2011 y la erupción del Volcán de Fuego en Guatemala en 2018.

Aunque normalmente una erupción volcánica podría predecirse con antelación suficiente para evacuar a los afectados, a día de hoy no se ha encontrado un método que nos permita predecir un terremoto. Todo lo que se puede hacer por el momento es concienciar a la población que viva en las zonas con mayor riesgo sísmico para que estén siempre preparadas y en caso de que se produzca el desastre, sepan cómo actuar.

La Máquina de Newcomen

A principios del S.XVIII, en una época en la que millones de personas dependían del carbón para calentarse, las minas debían ser cada vez más profundas para atender a la creciente demanda. Pero conforme avanzaban las excavaciones también lo hacían las aguas subterráneas, provocando inundaciones que hacían muy difícil la actividad de extracción y que en muchos casos llevaron a su abandono, dada su escasa rentabilidad o incluso a derrumbes. La situación requería de un sistema de extracción del agua eficaz: una máquina.

En 1712, en Devon (Inglaterra), el herrero y predicador baptista Thomas Newcomen, consciente de la relevancia que tendría la hipotética máquina empezó a construir, pieza a pieza, un motor que realizaría trabajo aprovechando el vapor como forma de energía. La máquina se compuso de una vara oscilante de veinte toneladas y nueve metros de alto con cadenas en sus dos extremos. La cadena de uno de los lados bajaba por la mina hasta una bomba de agua que había en la base y la del otro lado, sujeta a un pistón, extraería el vapor de un contenedor con agua hirviendo y lo conduciría a un cilindro. El vapor se enfriaba y condensaba creando un vacío dentro del cilindro que empujaba el pistón hacia abajo, lo que a su vez subía el otro extremo de la vara y accionaba la bomba situada al final de la cadena. Así, se completó la construcción de la máquina atmosférica o Máquina de Newcomen.

No obstante, Newcomen se dio cuenta de que el vapor se condensaba demasiado despacio para accionar adecuadamente la bomba, lo que trató de solucionar situando una cubierta con agua fría alrededor del cilindro para que el vapor se condensara antes.

Posteriormente, durante una de las pruebas realizadas con la máquina, una junta del cilindro se rompió, permitiendo el paso de agua fría de la cubierta exterior, lo cual creó un vacío instantáneo que destruyó la máquina. Sin embargo, Newcomen desarrolló una nueva idea a partir del incidente: reconstruyó su motor incluyendo una válvula que introducía agua fría directamente al cilindro cada vez que éste se llenaba de vapor. Eso producía un vacío muy potente y aumentaba exponencialmente la velocidad de la bomba. Con esto, creó el primer motor de vapor funcional de la historia, que permitió retomar la actividad en las minas e incrementar su productividad e inició una auténtica revolución en el mundo científico.

George Washington Carver

George Washington Carver fue un científico agrícola estadounidense nacido en 1864 en Diamond (Missouri, Estados Unidos). Nació como esclavo un año antes de que la esclavitud fuera abolida.

Mostró interés en la agricultura y la botánica desde que era un niño. En los años en los que transcurrió su infancia, a los niños afroamericanos no se les permitía asistir al colegio público de Diamond, así que con sólo 11 años decidió ir a Neosho, una población a 16 km, para recibir una educación en un colegio exclusivo a niños afroamericanos. Pasó por varios colegios diferentes y en 1880 se graduó en el instituto en Minneapolis (Kansas, Estados Unidos).

En el mismo año fue aceptado en la Highland College (Kansas), pero en cuanto se presentó allí personalmente lo rechazaron por motivos raciales. Años después, en 1890 empezó a estudiar Arte en Simpson College, en Indianola (Iowa, Estados Unidos) hasta que una profesora, Etta Budd, se fijó en su habilidad en el cultivo de plantas y le recomendó estudiar botánica en Iowa State Agricultural School en Ames (Iowa), ahora Iowa State University, donde se matriculó en 1891.

Fue el primer estudiante afroamericano en aquella universidad, donde en 1894 se convirtió además en el primer graduado afroamericano presentando su tesis, “Plantas modificadas por el hombre”. Joseph Budd y Louis Pammel, profesores del centro, le animaron a continuar allí sus estudios de Máster. Carver colaboró con el segundo en Iowa Experiment Station trabajando en patología y micología de plantas, forjándose una reputación como respetado botánico. En 1896 completó el Máster.

En el mismo año, el presidente de Tuskegee Institute (ahora Tuskegee University, en Alabama), Booker T. Washington, le ofreció un puesto para dirigir el Departamento de Agricultura, donde se convirtió en el primer miembro de la facultad afroamericano e impartió clases durante décadas.

Allí enseñó, entre muchos otros aspectos, métodos de rotación de cultivos y mejora de la calidad del suelo, y promovió la investigación de productos de cosecha y la transmisión de conocimientos a granjeros, en lo que participó de forma muy activa.

Entre 1915 y 1923, Carver investigó la aplicación de nuevos usos para el cacahuete, la patata dulce, la soja y la nuez, entre otros cultivos, lo que le otorgó una gran fama. Esta fue precisamente una de sus principales aportaciones a los granjeros: la fijación de nitrógeno en el suelo por estas plantas permitiría la mejora del terreno (cuyos nutrientes se habían visto muy afectados por numerosos cultivos de algodón) y el consecuente incremento de su aprovechamiento mediante rotación de cultivos: alternando cultivos de algodón con plantaciones de patata dulce o legumbres como el cacahuete o la soja. Se organizaron programas de formación para granjeros de Iowa y Alabama.

Carter fundó un laboratorio industrial de investigación para, con ayuda de varios colaboradores, popularizar los cultivos presentando un amplio número de nuevos usos, que reflejaban en los denominados “boletines agrícolas”.

En los años treinta creó un museo para dejar constancia de sus logros y de su legado y fundó la George Washington Carver Foundation en Tuskegee.

Murió en 1943.

Sus aportaciones han sido reconocidas en multitud de ocasiones con diversos premios y dedicaciones.

La paradoja de Fermi

Se estiman unas 100.000 millones de estrellas en cada una de las 100.000 millones de galaxias en el universo observable, obteniendo un total de 10^22 estrellas en el universo, cada una de las cuales contaría con un planeta de media orbitando a su alrededor. La comunidad científica calcula que al menos un 5% de estas estrellas son similares al Sol en tamaño, temperatura y luminosidad: unas 500 trillones de estrellas, cada una con su planeta. Y entre estos planetas, se piensa que al menos un 22% (unos 100 trillones de planetas) son parecidos a la Tierra, con condiciones que les podrían permitir tener agua líquida y con ella albergar vida. En definitiva, obtendríamos la posibilidad de miles de hipotéticas civilizaciones inteligentes sólo en la Vía Láctea. De ser nuestros cálculos correctos, ¿por qué hasta la fecha no hemos podido contactar con ninguna civilización extraterrestre? Esto es precisamente lo que se pregunta la paradoja de Fermi, propuesta por el físico italiano Enrico Fermi en 1950.

Lo cierto es que a día de hoy no se ha encontrado una respuesta definitiva a esta paradoja, aunque se han propuesto numerosas explicaciones, siendo dos las más defendidas:

A*No encontramos señales de otras civilizaciones por la sencilla razón de que no las hay, al menos no más avanzadas que nosotros. Aquí entra en juego “la teoría del Gran Filtro”, que básicamente establece un obstáculo para todos o casi todos los casos de vida inteligente, imposible o muy improbable de superar y que a nosotros nos afecta de dos formas posibles: ya lo hemos superado (lo que nos convertiría en un caso prácticamente único) o no lo hemos hecho y tenemos este “obstáculo imposible” por delante de nosotros. En esta última situación, se admitiría que la vida tiene cierta probabilidad de evolucionar hasta nuestro nivel, pero no más allá, y superado el mismo inevitablemente terminará extinguiéndose, ya sea por causas externas procedentes del espacio exterior o internas como la autodestrucción al alcanzar cierto desarrollo tecnológico.

B*Existen civilizaciones más avanzadas (de Tipo II y III según la Escala de Kardashov), pero no las detectamos por razones como las siguientes:

- Se encuentran tan lejos que el limitado alcance de nuestro mensajes nos imposibilita contactarlas.

- Los seres humanos conscientes existimos desde hace sólo unos 50.000 años. Previamente, otras formas de vida inteligente podrían haber visitado la Tierra y no tendríamos forma de saberlo.

-Una civilización inimaginablemente avanzada ha colonizado ya la galaxia, pero nosotros nos encontramos en una especie de “zona rural” o desierta, en el extremo de la espiral en la que vivimos.

-Generalmente, las civilizaciones inteligentes preferirían no emitir señales anunciando su ubicación, conscientes de la existencia de “civilizaciones depredadoras”. Hace algunos años, Stephen Hawking sentenció: “si los alienígenas nos visitaran, las consecuencias serían como cuando Cristóbal Colón desembarcó en América, lo que no salió muy bien para los nativos americanos”. En este escenario, nosotros seríamos los ingenuos recién llegados al campo de la exploración espacial. 

- Nuestra tecnología es demasiado primitiva como para poder captar señal alguna.

- Otras civilizaciones más avanzadas ya son conscientes de nuestra existencia y se limitan a observarnos sin interactuar con nosotros hasta que alcancemos un mayor desarrollo tecnológico.

- Existen civilizaciones tan avanzadas que para ellas somos insignificantes, irrelevantes o incluso imperceptibles, como colonias de hormigas para nosotros.

¿Cuál de estas opciones prefieres?