La vida adaptada a la precariedad
Ecología de las zonas áridas
Las zonas áridas de la Tierra ocupan aproximadamente el 40 % de la superficie terrestre. Su peculiar régimen hidrológico, que sitúa al agua como el principal factor limitante, junto con otras señas de identidad propias, como la variabilidad de las precipitaciones y su heterogeneidad ecológica, convierten a estas regiones en uno de los principales y más relevantes conjuntos de biomas del planeta. Más allá de su estereotipada concepción como lugares de bajo perfil económico y ecológico, estos territorios tienen una biodiversidad enorme y dan sustento al 40 % de la población mundial. El calentamiento global hace que la aridez atmosférica aumente y que las estrategias que durante milenios han desarrollado sus habitantes sean un modelo del que sacar enseñanzas. Conservar estos lugares es esencial para luchar contra el cambio climático y para ello es imprescindible conocer en profundidad su estructura y funcionamiento.
Palabras clave: aridez, sequías, biodiversidad, adaptaciones, desertificación.
Identidad, distribución e importancia de las zonas áridas
El agua es el primer elemento que sale a colación cuando se habla de zonas áridas. Es su escasez la que se utiliza para definir formalmente qué es árido y qué no lo es. Actualmente, se utiliza el índice de aridez (IA) –cociente entre la precipitación anual y la evapotraspiración potencial anual1 (ETP)– para cuantificar el déficit de humedad de un lugar2 . Hablamos de zonas áridas cuando el índice de aridez es inferior a 0,65. En rigor, hay cuatro categorías de aridez (subhúmedo seca, semiárida, árida e hiperárida), pero en castellano y en catalán solemos hablar de zonas áridas para referirnos a todas ellas3 . Según el método4 que se utilice para calcular la evapotraspiración potencial anual, la distribución y extensión de las zonas áridas será diferente. Así, según el Atlas mundial de desertificación (AMD) (Cherlet et al., 2018) ocupan el 37,2 % de la superficie de la Tierra (Figura 1), mientras que el IPCC asegura que se extienden sobre el 46,2 % del planeta (Mirzabaev et al., 2019). Además, las diferencias en la resolución de los datos empleados y de los períodos seleccionados arrojan diferencias sustanciales entre las distintas superficies estimadas.
Si la escasez de lluvias se liga intuitiva y formalmente con las zonas áridas, es la variabilidad espacial y temporal de las precipitaciones, que aumenta con la aridez (D’Odorico et al., 2013), el determinante clave de la estructura y funcionamiento de sus ecosistemas. La falta de precipitaciones durante parte del año es otra seña de identidad de estas regiones. Aunque las sequías afectan a casi todas las regiones climáticas, y más de la mitad de la Tierra es susceptible de sufrirlas, la presencia de estaciones secas es una característica de las zonas áridas, donde además también pueden ocurrir sequías fuera de esa estación. Puede ser difícil determinar cuándo empieza o termina una sequía, y sus efectos pueden extenderse a una zona geográfica más amplia que la de otros riesgos naturales, como los incendios o las inundaciones. Esto la convierte en una de las principales catástrofes naturales en cuanto a número de personas directamente afectadas (Hewitt, 1997). Existen distintos tipos de sequías, según al segmento del ciclo hidrológico al que nos refiramos. La meteorológica tiene que ver con la falta de precipitaciones. La hidrológica se puede definir como la disminución en la disponibilidad de agua superficial y subterránea en un sistema de gestión durante un plazo temporal dado (respecto a los valores medios). Por último, la agrícola se puede entender como el déficit de humedad en la zona radicular para satisfacer las necesidades de un cultivo en un lugar en una época determinada. Dada la incertidumbre asociada a su duración (las sequías estacionales pueden derivar en sequías anuales de duración indeterminada; por ejemplo, en el Sahel es habitual que haya sequías de varios lustros), las reservas de alimentos, agua y nutrientes son esenciales para superar estos períodos de escasez. Las aguas subterráneas, los reservorios de semillas, las estructuras de las plantas crasas o suculentas, que actúan como verdaderos aljibes vegetales (Martínez-Valderrama, 2016), o los rebaños, aunque famélicos, que son almacenes vivos de alimento potencial (como literalmente indica la palabra inglesa livestock), son ejemplos que ilustran el paradigma pulso-reserva (Reynolds et al., 2004). Esta idea, que relaciona la lluvia con pulsos de productividad primaria que se acumulan en forma de carbono y energía, es atractiva y se ha utilizado con mucha frecuencia para explicar la ecología de las zonas áridas.
Respecto a la orografía, en las zonas áridas encontramos grandes llanuras, como la Patagonia en Sudamérica o las estepas de Asia central y Mongolia. Sin embargo, la presencia de relieve es clave en el suministro de agua de estas zonas. Por un lado, el gradiente de precipitación aumenta con la altitud. Las pequeñas sierras costeras del sureste de la península Ibérica, por ejemplo, pueden ir desde los 200 mm del litoral hasta los 600-800 mm de sus cumbres. Solo aquí las precipitaciones son suficientes como para generar escorrentía y recargar las aguas subterráneas. Por otro lado, más de un 8,5 % de las zonas áridas están por encima de los 1.000 metros (FAO, 2011). Estos sistemas montañosos actúan como «torres» o «castillos» de agua que almacenan el agua y regulan la escorrentía, de manera que extienden su influencia sobre territorios extensos y a menudo distantes. El Atlas en Marruecos, buena parte de los Andes y algunos de los relieves más potentes de Asia –como el Hindú Kush, el Pamir o el Kunlun– desempeñan un papel fundamental en el ciclo hidrológico de esas regiones áridas.
Las características climáticas de las zonas áridas, unidas a la relativamente baja fertilidad de sus suelos, imponen importantes limitaciones a su biota. La pobreza de los suelos de las zonas áridas (Plaza et al., 2018) tiene su origen en la escasez de agua, que ralentiza sus procesos de regeneración, entre otras cosas porque la presencia de microorganismos, como microbios y hongos, disminuye con la aridez debido a su estricta dependencia de la humedad (MEA, 2005). Como consecuencia de estas restricciones, la vegetación de las tierras secas suele ser escasa (comparada con ecosistemas más lluviosos) y dispersa, formando un mosaico «bifásico» (Figura 2) en el que parches de vegetación discretos, en su mayoría hierbas y arbustos, están separados por una matriz de suelo desnudo y biocostras del suelo dominadas por líquenes, musgos y cianobacterias (Maestre et al., 2012). Esta escasez de vegetación, que se incrementa conforme aumenta el nivel de aridez, su clima riguroso y algunos problemas medioambientales causados por la mala gestión de sus recursos naturales, han contribuido a que el público en general tenga la impresión de que son ecosistemas degradados e «inútiles», tanto desde el punto de vista ecológico como socioeconómico.
En efecto, es común equiparar baja productividad con degradación y confundir desertificación –como se conocen los procesos de degradación de las zonas áridas– con el avance de los desiertos (Martínez-Valderrama, 2016). Para relativizar la productividad de estas zonas y poderlas comparar con otras, es útil hacer uso del concepto eficiencia en el uso de la lluvia (RUE, en sus siglas en inglés) (Le Houérou, 1984), la cual puede ser interpretada como la cantidad de biomasa vegetal producida por unidad de precipitación. Se estima que un 10-20 % de las zonas áridas presentan problemas de desertificación. Es probable que estas cifras aumenten considerablemente como consecuencia del cambio climático, el crecimiento de la población humana previsto en las próximas décadas (especialmente agudo en el África subsahariana, donde se espera que la población se duplique en 2050), la expansión de las tierras de cultivo y las prácticas insostenibles de gestión de la tierra (FAO, 2021).
Pese al imparable avance de la degradación de la tierra en las zonas áridas, estos lugares son de suma importancia para los seres humanos por múltiples razones. En primer lugar, en ellas viven entre 2.000 (UNCCD, 2017) y 3.000 (Mirzabaev et al., 2019) millones de personas. Aquí se incluyen las poblaciones más vulnerables, pues muchos países en vías de desarrollo forman parte de las zonas áridas. Más de 1.300 millones de personas están atrapadas en tierras agrícolas degradadas, expuestas al estrés climático y excluidas del desarrollo económico (UNCCD, 2017). La importancia de las zonas áridas queda reflejada en otras magnitudes: el 30 % de los cultivos se originó aquí; albergan el 36 % de los depósitos de carbono y casi el 30 % de las zonas forestales; soportan el 50 % de la ganadería mundial y el 44 % de las tierras de cultivo (Cherlet et al., 2018). Además, las zonas áridas poseen recursos estratégicos, incluyendo la mayor parte de las reservas de petróleo del mundo, así como grandes depósitos de valiosos minerales, como metales preciosos (oro, cobre y plata), y muchos de los componentes fundamentales de la tecnología actual (litio, cobre y tierras raras).
Adaptaciones y biodiversidad: la fascinante biota de las zonas áridas
Al contrario de lo que el imaginario colectivo sugiere, las zonas áridas contienen una gran biodiversidad. El inesperado surtido de vida que albergan es consecuencia de las adaptaciones de su biota a las condiciones específicas de estas regiones. Los ecosistemas áridos no solo son muy diversos –albergan por ejemplo alrededor del 20 % de los principales centros de diversidad vegetal del mundo e incluyen verdaderos «puntos calientes» de biodiversidad vegetal como el fynbos sudafricano (Maestre et al., 2021)–, sino que también constituyen un fascinante laboratorio natural para estudiar la evolución y la adaptación de las especies a condiciones extremas, además de ofrecer servicios ecosistémicos esenciales para el mantenimiento de la vida.
Además de su elevada diversidad vegetal, que en algunos casos es superior a la encontrada en biomas más productivos, los ecosistemas áridos también albergan comunidades microbianas y edáficas muy diversas. Esta biodiversidad es crucial para mantener el funcionamiento de los ecosistemas áridos, así como su capacidad para proveer múltiples servicios ecosistémicos simultáneamente, como sugieren estudios recientes realizados con plantas vasculares y biocostras en todo el mundo. Además, las zonas áridas presentan una gran variedad de vegetación (Figura 2) y tipos de suelo. A modo de ejemplo, un estudio global de 224 ecosistemas áridos en 16 países identificó 26 tipos de suelo diferentes (Maestre, 2012).
Lejos de la imagen convencional de llanuras polvorientas y abióticas, probablemente llame la atención al lector menos familiarizado con estos ambientes que más de una cuarta parte de las zonas forestales se encuentran en las zonas áridas (FAO, 2019). En casi un tercio de las regiones áridas del mundo hay árboles, lo que equivale a 1.100 millones de hectáreas de bosque a nivel global. Estas áreas forestales proporcionan hábitats para la biodiversidad, protegen la tierra contra la erosión, dan sombra, ayudan a que el agua penetre en los suelos y contribuyen a su fertilidad. Además de los bosques o zonas arboladas, que cubren el 28 % de las zonas áridas, otro 25 % son pastizales y el 14 % son tierras de cultivo. El resto, otro 28 %, se corresponde con esa visión más estereotipada de las zonas áridas, lugares yermos y con escasa vegetación donde la vida se abre paso a base de adaptaciones increíbles.
Las plantas de las zonas áridas han desarrollado un conjunto de adaptaciones y estrategias para escapar, evadir, resistir o soportar las condiciones climáticas presentes en estos lugares (Maestre et al., 2021). El uso de rutas metabólicas alternativas (C4 y CAM) a la C3 (la vía metabólica en la mayoría de las plantas para la fijación de carbono) sacrifica eficiencia para reducir la pérdida de agua (pues no necesitan mantener sus estomas abiertos tanto tiempo). Estas denominaciones aluden a sus mecanismos bioquímicos y en esencia suponen una adaptación clave para su supervivencia en lugares cálidos y secos.
Los terófitos son plantas de corta vida que perduran en forma de semilla durante las épocas desfavorables. Las semillas de muchos grupos de plantas anuales tienen capas muy gruesas que necesitan ser escarificadas antes de la germinación por la arena y la grava cuando son movidas por el viento o durante las inundaciones o escorrentías. Hasta que se completa la escarificación, las semillas son viables durante décadas, convirtiéndose de hecho en propágulos que viajan a través del tiempo y el espacio, hasta que encuentran las condiciones adecuadas para germinar. Las plantas perennes, como es el caso del incienso (Encelia farinosa) en el norte de México y el suroeste de Estados Unidos, eluden los efectos de la sequía perdiendo sus hojas durante la parte más dura de la estación seca. También pueden reducir la transpiración de la fotosíntesis del tallo, como ocurre con la retama (Retama sphaerocarpa) en el sur de Europa.
Otras plantas han desarrollado tejidos de almacenamiento de agua y nutrientes por encima o por debajo del suelo para resistir la sequía. Este es el caso de plantas suculentas como las plantas piedra (Lithops spp.) o el emblemático saguaro (Carnegiea gigantea). La mayoría de las suculentas almacenan agua en mucílago o gel péctico. Además, tienen sistemas de enraizamiento poco profundos y amplios que crecen rápidamente justo después de los eventos de lluvia, y mueren cuando el suelo se seca (de ahí su nombre: «raíces de lluvia»). Algunos árboles y arbustos perennes utilizan sus profundos sistemas de raíces y una gruesa corteza para soportar la sequía. Se han registrado profundidades radiculares de más de 50 metros en especies como el taray (Tamarix spp.) o el azufaifo (Ziziphus lotus). Las raíces profundas suelen ir acompañadas de una longevidad extrema, lo que ayuda a garantizar la supervivencia a largo plazo cuando la depredación de las semillas es alta y la supervivencia de las plántulas es muy baja.
Las estructuras verticales de los cactus y las hojas verticales de varios taxones suculentos reducen su exposición a niveles peligrosos de radiación infrarroja y ultravioleta. Los cactus columnares como C. gigantea utilizan su cutícula y epidermis para absorber la radiación ultravioleta y reflejar la infrarroja. Las hojas pequeñas también ayudan a evitar una exposición excesiva a la luz solar, de manera que se limita el estrés térmico. Los tricomas, esa especie de «pelo» o pequeños apéndices que recubren hojas y tallos, contribuyen a evitar el calor reduciendo la absorción de las hojas mediante la reflexión de la radiación infrarroja, pero también reducen las tasas de transpiración, contribuyendo a la conservación del agua en los tejidos de la planta. Las espinas tienen también un pequeño papel en la amortiguación de las temperaturas diarias mientras que aumentan las temperaturas nocturnas en cactáceas, euforbias o acacias.
Figura 3. Distribución de los usos del suelo en las zonas áridas. El paisaje que popularmente se identifica con estas zonas, lugares yermos y con poca vegetación, ocupa el 28 % de la superficie, el mismo porcentaje ocupado por bosques o zonas arboladas. Del resto, un 25 % son pastizales y el 14 %, tierras de cultivo. Fuente: FAO, 2017
Las adaptaciones morfológicas y fisiológicas de los animales no difieren, en esencia, de las que utilizan las plantas (Martínez-Valderrama, 2016). Los mecanismos de refrigeración que evitan que la temperatura sobrepase umbrales críticos son necesarios en estos lugares. Constitucionalmente la temperatura de mamíferos y aves es anormalmente alta. El jadeo y la sudoración favorecen la evaporación de agua, produciendo la refrigeración del animal, ya que para pasar de estado líquido a sólido se extrae calor del cuerpo. Muchos animales, como el feneco o zorro del desierto (Vulpes zerda) cuentan con oídos externos muy desarrollados que actúan como superficies disipadoras del calor corporal, pues la sangre se enfría al circular por las orejas. Hay aves que recargan su plumaje de agua, como la ganga namaqua (Pterocles namaqua) y pueden volar envueltos en una película acuosa que les mantiene frescos. Las mismas estructuras aislantes que evitan la pérdida de agua, también sirven para mitigar el recalentamiento. La cámara de aire que se forma bajo el plumaje o el pelaje es un excelente aislante contra las altas temperaturas.
Hay una estrategia exclusiva de los animales, derivada de una diferencia crucial con las plantas. Estos pueden desplazarse, evitando la escasez de agua y las altas temperaturas, lo que se traduce en hábitos que suelen ser nocturnos y en desplazamientos diarios o estacionales en busca de recursos. Podemos pensar en los herbívoros salvajes (gacelas, guanacos, etc.) o domésticos (cabras, ovejas, dromedarios, etc.) como los más emblemáticos de este comportamiento. Detrás irán sus depredadores. Así, la caprichosa lluvia pone en danza a todo el animalario. La trashumancia ganadera y el nomadismo son el fiel reflejo del ser humano al proceder de los animales silvestres.
Las zonas áridas y los Objetivos de Desarrollo Sostenible
Debido a la presión que sufren las zonas áridas, su degradación acentúa su natural escasez y variabilidad de recursos. Este deterioro, que en parte responde a unas variaciones climáticas espoleadas por el calentamiento del planeta, y en parte a una gestión inadecuada de los recursos, se conoce con el nombre de desertificación. El principal reto para salvaguardar las zonas áridas y conseguir el bienestar de los miles de millones de personas que allí viven (o vivimos; recordemos que el 73 % de España tiene un clima semiárido o seco-subhúmedo) pasa por conciliar la actividad económica con el funcionamiento de los ecosistemas. Los ambiciosos y polifacéticos Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) planteados en 2015 por Naciones Unidas (Naciones Unidas, 2015) son la manera de abordar este desafío. Se trata de 17 objetivos desgranados en 169 metas que deberían alcanzarse en 2030.
La meta propia de las zonas áridas es la 15.3, que aspira a «combatir la desertificación, restaurar las tierras y los suelos degradados, incluidas las tierras afectadas por la desertificación, la sequía y las inundaciones, y esforzarse por lograr un mundo neutro en cuanto a la degradación de la tierra.» (Lucatello y Huber-Sannwald, 2020). Para conseguirlo establece un plan ambicioso: lograr la neutralidad de la degradación de la tierra para el año 2030. En esencia, se trata de compensar las zonas que se van degradando como consecuencia de las diversas necesidades humanas (como por ejemplo cultivar tierras) con la recuperación de otras degradadas (mediante agricultura regenerativa o planes de restauración), de modo que el balance total no sea negativo.
Además dels ODS 15, algunos de los principales objetivos tienen su razón de ser precisamente en las zonas áridas, donde viven algunas de las poblaciones más pobres del planeta. Así, un objetivo fundamental es erradicar la pobreza (ODS 1). Pero también lograr la igualdad de género (ODS 5), la seguridad alimentaria (ODS 2), la salud (ODS 3), la prosperidad económica (ODS 8), el agua potable, el saneamiento y la calidad/cantidad del agua potable (ODS 6) o el control del cambio climático (ODS 13). Como puede fácilmente deducirse, las sinergias y las contradicciones entre objetivos tan ambiciosos y dispares son habituales. Por ejemplo, buena parte de los problemas de desertificación en el África subsahariana se pueden resolver empoderando a la mujer. Una mejor educación (ODS 4) se traduce en una mayor independencia económica y menores tasas de natalidad. Además, la reducción de la brecha de desigualdad de género (ODS 5) es clave para reducir la degradación (ODS 15). Por otra parte, mejorar en algunas cosas inevitablemente empeora otras. Un reciente estudio (Vanham et al., 2021) muestra cómo al reservar una parte mínima de agua para los ecosistemas, mejora el ODS 2 de «hambre cero» al proporcionar pescado para la nutrición, o el ODS 15 de «vida en la tierra» al mantener los hábitats; pero al mismo tiempo se resiente el indicador 6.4.2 del ODS 6 sobre el estrés hídrico. En concreto, el flujo hídrico mínimo indispensable para la supervivencia de los ecosistemas supone que el 32 % de la población mundial sufre estrés hídrico durante al menos un mes al año y el 14 % lo soporta durante al menos seis meses al año.
Conclusiones y perspectivas
Debido a la volatilidad de las precipitaciones, la naturaleza en las zonas áridas es muy variable y aparentemente caótica. Detrás de estas azarosas fluctuaciones, sin embargo, la naturaleza florece en todo su esplendor cada vez que tiene oportunidad. En las zonas áridas encontramos algunos de los organismos más resistentes (a las condiciones ambientales adversas) de la Tierra, como plantas que pueden permanecer en estado latente durante años y resucitar tras una fugaz lluvia. Fiel reflejo de ello son las diversas culturas que han medrado en estos territorios. Con una exquisita gestión de los recursos disponibles, el ser humano ha sobrevivido durante milenios en estas regiones. Sin embargo, la austeridad es un acicate para mejorar y el carácter oportunista de los habitantes de las zonas áridas se manifiesta en el aprovechamiento de cualquier coyuntura. Desarrollos tecnológicos, períodos de humedad y otras circunstancias favorables han creado sistemas económicos que muchas veces exceden las posibilidades del medio. Este desgaste continuo de las zonas áridas, cuyo carácter fluctuante se ha agudizado con el cambio climático, ha resultado en muchos casos en severos procesos de degradación que, en su peor vertiente, ha acabado expulsando a sus habitantes y, en el mejor, los hace dependientes de recursos externos.
Poner en valor la riqueza innata de las zonas áridas, ser conscientes de las nuevas oportunidades de desarrollo que brindan estos territorios y saber gestionar formas de convivencia entre el bienestar económico y la preservación de sus ecosistemas son aspectos clave para mantener el conjunto de biomas más extenso del planeta, algo fundamental para salvaguardar su sostenibilidad y la de sus habitantes en un mundo cada vez más árido.
Notas
1. Cantidad de agua que podría perderse por evaporación directa y transpiración de la vegetación si la disponibilidad de agua fuera ilimitada.
(Tornar al text)
2. Existen distintos índices para caracterizar la aridez. Muchos de ellos, como el de Lang o Martonne, comparan precipitación con temperatura. Otros, como el de Meigs, incluyen la ETP. La prevalencia del IA se debe a su adopción por el Programa Medioambiental de Naciones Unidas. Tras la Convención de Naciones Unidas de Lucha contra la Desertificación, la mayor parte de instituciones y organismos, tanto nacionales como internacionales, lo utilizan para designar qué territorios son áridos. Por ejemplo, el IPCC, la FAO o el Banco Mundial hacen uso de este indicador. (Tornar al text)
3. En inglés se habla de drylands, cuya traducción literal sería «tierras secas». En nuestro idioma esto da a pie a confusión, al entender que land (“tierra”/“territorio”) se refiere a suelo. Esto hace que la expresión tierras secas parezca referirse al estado hídrico del suelo en lugar de a las características climáticas del territorio. (Tornar al text)
4. El Atlas mundial de desertificación (AMD) de 1992 y el IPCC emplean el método de Penman-Monteith, mientras que el AMD de 2018 (Cherlet et al., 2018) implementa el de Thornthwaite. (Tornar al text)
Referencias
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