VARIABILIDAD GENETICA

La variabilidad genética se refiere a la variación en el material genético de una población o especie, e incluye los genomas nuclear, mitocondrial y ribosomal, además de los genomas de otros orgánulos. La variabilidad genética nueva puede estar causada por mutaciones, recombinaciones y alteraciones en el cariotipo (el número, forma, tamaño y ordenación interna de los cromosomas). Los procesos que afectan la variabilidad genética son la selección natural y la deriva genética.

La variabilidad es la materia prima de la evolución. Para que la selección natural pueda actuar sobre un carácter, debe haber algo que seleccionar, es decir, varios alelos para el gen que codifica ese carácter. Además, cuanta más variación haya, más evolución hay. R.A. Fisher demostró matemáticamente que cuantos más alelos existan para un gen, más probabilidad hay de que uno de ellos se imponga al resto (se fije). Esto implica que cuanta más variabilidad genética exista en una población, mayor será el ritmo de la evolución. Esto se conoce como Teorema fundamental de la selección natural de Fisher, que establece que:

El ritmo de aumento en adaptación de un organismo en cualquier momento es igual a su variación genética en adaptación en ese momento.

LA SELECCION NATURAL

 QUE ES?

En su forma inicial, la teoría de la evolución por selección natural constituye el gran aporte de Charles Darwin (e, independientemente, por Alfred Russel Wallace), fue posteriormente reformulada en la actual teoría de la evolución, la Síntesis moderna. En Biología evolutiva se la suele considerar la principal causa del origen de las especies y de su adaptación al medio.

La selección natural es un fenómeno esencial de la evolución con carácter de ley general y que se define como la reproducción diferencial de los genotipos en el seno de una población biológica. La formulación clásica de la selección natural establece que las condiciones de un medio ambiente favorecen o dificultan, es decir, seleccionan la reproducción de los organismos vivos según sean sus peculiaridades. La selección natural fue propuesta por Darwin como medio para explicar la evolución biológica. Esta explicación parte de dos premisas; la primera de ellas afirma que entre los descendientes de un organismo hay una variación ciega (no aleatoria), no determinista, que es en parte heredable. La segunda premisa sostiene que esta variabilidad puede dar lugar a diferencias de supervivencia y de éxito reproductor, haciendo que algunas características de nueva aparición se puedan extender en la población. La acumulación de estos cambios a lo largo de las generaciones produciría todos los fenómenos evolutivos.

La selección natural puede ser expresada como la siguiente ley general, tomada de la conclusión de El origen de las especies:

Existen organismos que se reproducen y la progenie hereda características de sus progenitores, existen variaciones de características si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento. Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (según lo determine su medio ambiente) morirán con mayor probabilidad. Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán más probablemente.

CHARLES DARWIN

 ¿QUIEN FUE, QUE HIZO,?

harles Robert Darwin nació en Sherewsbury el 12 de febrero de 1809. Fue el segundo hijo varón de Robert Waring Darwin, médico de fama en la localidad, y de Susannah Wedgwood, hija de un célebre ceramista del Staffordshire, Josiah Wedgwood, promotor de la construcción de un canal para unir la región con las costas y miembro de la Royal Society. Su abuelo paterno, Erasmus Darwin, fue también un conocido médico e importante naturalista, autor de un extenso poema en pareados heroicos que presentaba una alegoría del sistema linneano de clasificación sexual de las plantas, el cual fue un éxito literario del momento; por lo demás, sus teorías acerca de la herencia de los caracteres adquiridos estaban destinadas a caer en descrédito por obra, precisamente, de su nieto. Además de su hermano, cinco años mayor que él, Charles tuvo tres hermanas también mayores y una hermana menor. Tras la muerte de su madre en 1817, su educación transcurrió en una escuela local y en su vejez recordó su experiencia allí como lo peor que pudo sucederle a su desarrollo intelectual. Ya desde la infancia dio muestras de un gusto por la historia natural que él consideró innato y, en especial, de una gran afición por coleccionar cosas (conchas, sellos, monedas, minerales) el tipo de pasión «que le lleva a uno a convertirse en un naturalista sistemático, en un experto, o en un avaro».

En octubre de 1825 Darwin ingresó en la Universidad de Edimburgo para estudiar medicina por decisión de su padre, al que siempre recordó con cariño y admiración (y con un respeto no exento de connotaciones psicoanalíticas); la hipocondría de su edad adulta combinó la desconfianza en los médicos con la fe ilimitada en el instinto y los métodos de tratamiento paternos. Sin embargo Darwin no consiguió interesarse por la carrera; a la repugnancia por las operaciones quirúrgicas y a la incapacidad del profesorado para captar su atención, vino a sumarse el creciente convencimiento de que la herencia de su padre le iba a permitir una confortable subsistencia sin necesidad de ejercer una profesión como la de médico. De modo que, al cabo de dos cursos, su padre, dispuesto a impedir que se convirtiera en un ocioso hijo de familia, le propuso una carrera eclesiástica. Tras resolver los propios escrúpulos acerca de su fe, Darwin aceptó con gusto la idea de llegar a ser un clérigo rural y, a principios de 1828, después de haber refrescado su formación clásica, ingresó en el Christ's College de Cambridge.

Una nueva vida

Pero en Cambridge, como antes en Edimburgo y en la escuela, Darwin perdió el tiempo por lo que al estudio se refiere, a menudo descuidado para dar satisfacción a su pasión por la caza y por montar a caballo, actividades que ocasionalmente culminaban en cenas con amigos de las que Darwin conservó un recuerdo -posiblemente exagerado- como de auténticas francachelas. Con todo, su indolencia quedó temperada por la adquisición de sendos gustos por la pintura y la música, de los que él mismo se sorprendió más tarde, dada su absoluta carencia de oído musical y su incapacidad para el dibujo (un «mal irremediable», junto con su desconocimiento práctico de la disección, que representó una desventaja para sus trabajos posteriores).

Más que de los estudios académicos que se vio obligado a cursar, Darwin extrajo provecho en Cambridge de su asistencia voluntaria a las clases del botánico y entomólogo reverendo John Henslow, cuya amistad le reportó «un beneficio inestimable» y que tuvo una intervención directa en dos acontecimientos que determinaron su futuro: por una parte, al término de sus estudios en abril de 1831, Henslow le convenció de que se interesase por la geología, materia por la que las clases recibidas en Edimburgo le habían hecho concebir verdadera aversión, y le presentó a Adam Sedgwick, fundador del sistema cambriano, quien inició precisamente sus estudios sobre el mismo en una expedición al norte de Gales realizada en abril de ese mismo año en compañía de Darwin (treinta años más tarde, Henslow se vería obligado a defender al discípulo común ante las violentas críticas dirigidas por Sedgwick a las ideas evolucionistas); por otra parte, lo que es aún más importante, fue Henslow quien le proporcionó a Darwin la oportunidad de embarcarse como naturalista con el capitán Robert Fitzroy y acompañarle en el viaje que éste se proponía realizar a bordo del Beagle alrededor del mundo.

En un principio su padre se opuso al proyecto, manifestando que sólo cambiaría de opinión si «alguien con sentido común» era capaz de considerar aconsejable el viaje. Ese alguien fue su tío -y futuro suegro- Josiah Wedgwood, quien intercedió en favor de que su joven sobrino cumpliera el objetivo de viajar que Darwin se había fijado ya meses antes, cuando la lectura de Humboldt suscitó en él un deseo inmediato de visitar Tenerife y empezó a aprender castellano y a informarse acerca de los precios del pasaje. El 27 de diciembre de 1831 el Beagle zarpó de Davenport con Darwin a bordo y dispuesto a comenzar la que él llamó su «segunda vida», tras dos meses de desalentadora espera en Plymouth, mientras la nave era reparada de los desperfectos ocasionados en su viaje anterior, y después de que la galerna frustrara dos intentos de partida. Durante ese tiempo, Darwin experimentó «palpitaciones y dolores en el corazón» de origen más que probablemente nervioso, como quizá también lo habrían de ser más tarde sus frecuentes postraciones. Sin saberlo, Darwin había corrido el riesgo de ser rechazado por Fitzroy, ya que éste, convencido seguidor de las teorías fisiognómicas del sacerdote suizo Johann Caspar Lavater estimó en un principio que la nariz del naturalista no revelaba energía y determinación suficientes para la empresa.

El viaje del Beagle

El objetivo de la expedición dirigida por Fitzroy era el de completar el estudio topográfico de los territorios de la Patagonia y la Tierra del Fuego, el trazado de las costas de Chile, Perú y algunas islas del Pacífico y la realización de una cadena de medidas cronométricas alrededor del mundo. El periplo, de casi cinco años de duración, llevó a Darwin a lo largo de las costas de América del Sur, para regresar luego durante el último año visitando las islas Galápagos, Tahití, Nueva Zelanda, Australia, Mauricio y Sudáfrica. Durante ese período su talante experimentó una profunda transformación. La antigua pasión por la caza sobrevivió los dos primeros años con toda su fuerza y fue él mismo quien se encargó de disparar sobre los pájaros y animales que pasaron a engrosar sus colecciones; poco a poco, sin embargo, esta tarea fue quedando encomendada a su criado a medida que su atención resultaba cada vez más absorbida por los aspectos científicos de su actividad.

El estudio de la geología fue, en un principio, el factor que más contribuyó a convertir el viaje en la verdadera formación de Darwin como investigador, ya que con él entró inexcusablemente en juego la necesidad de razonar. Darwin se llevó consigo el primer volumen de los Principles of Geology de Charles Lyell, autor de la teoría llamada de las causas actuales y que habría de ser su colaborador en la exposición del evolucionismo; desde el reconocimiento de los primeros terrenos geológicos que visitó (la isla de São Tiago, en Cabo Verde), Darwin quedó convencido de la superioridad del enfoque preconizado por Lyell. En Sao Tiago tuvo por vez primera la idea de que las rocas blancas que observaba habían sido producidas por la lava derretida de antiguas erupciones volcánicas, la cual, al deslizarse hasta el fondo del mar, habría arrastrado conchas y corales triturados comunicándoles consistencia rocosa. Hacia el final del viaje, Darwin tuvo noticia de que Sedgwick había expresado a su padre la opinión de que el joven se convertiría en un científico importante; el acertado pronóstico era el resultado de la lectura por Henslow, ante la Philosophical Society de Cambridge, de algunas de las cartas remitidas por Darwin.

La teoría sobre la formación de los arrecifes de coral por el crecimiento de éste en los bordes y en la cima de islas que se iban hundiendo lentamente, fue el primero en ver la luz (1842) de entre los logros científicos obtenidos por Darwin durante el viaje. Junto a éste y al establecimiento de la estructura geológica de algunas islas como Santa Elena, está el descubrimiento de la existencia de una cierta semejanza entre la fauna y la flora de las islas Galápagos con las de América del Sur, así como de diferencias entre los ejemplares de un mismo animal o planta recogidos en las distintas islas, lo que le hizo sospechar que la teoría de la estabilidad de las especies podría ser puesta en entredicho. Fue la elaboración teórica de esas observaciones la que, años después, resultó en su enunciado de las tesis evolutivas.

Darwin regresó a Inglaterra el 2 de octubre de 1836; el cambio experimentado en esos años debió de ser tan notable que su padre, «el más agudo observador que se haya visto de natural escéptico y que estaba lejos de creer en la frenología», al volverlo a ver dictaminó que la forma de su cabeza había cambiado por completo. También su salud se había alterado; hacia el final del viaje se mareaba con más facilidad que en sus comienzos, y en el otoño de 1834 había estado enfermo durante un mes. Se ha especulado con la posibilidad de que en marzo de 1835 contrajera una infección latente de la llamada enfermedad de Chagas como consecuencia de la picadura de un insecto. De todos modos desde su llegada hasta comienzos de 1839 Darwin vivió los meses más activos de su vida, pese a las pérdidas de tiempo que le supuso el sentirse ocasionalmente indispuesto. Trabajó en la redacción de su diario del viaje (publicado en 1839) y en la elaboración de dos textos que presentaran sus observaciones geológicas y zoológicas. Instalado en Londres desde marzo de 1837, se dedicó a «hacer un poco de sociedad», actuando como secretario honorario de la Geological Society y tomando contacto con Lyell. En julio de ese año empezó a escribir su primer cuaderno de notas sobre sus nuevos puntos de vista acerca de la «transmutación de las especies», que se le fueron imponiendo al reflexionar acerca de sus propias observaciones sobre la clasificación, las afinidades y los instintos de los animales, y también como consecuencia de un estudio exhaustivo de cuantas informaciones pudo recoger relativas a las transformaciones experimentadas por especies de plantas y animales domésticos debido a la intervención de criadores y horticultores.

Sus investigaciones, realizadas sobre la base de «auténticos principios baconianos», pronto le convencieron de que la selección era la clave del éxito humano en la obtención de mejoras útiles en las razas de plantas y animales. La posibilidad de que esa misma selección actuara sobre los organismos que vivían en un estado natural se le hizo patente cuando en octubre de 1838 leyó «como pasatiempo» el ensayo de Malthus sobre la población, dispuesto como se hallaba, por sus prolongadas observaciones sobre los hábitos de animales y plantas, a percibir la presencia universal de la lucha por la existencia, se le ocurrió al instante que, en esas circunstancias, las variaciones favorables tenderían a conservarse, mientras que las desfavorables desaparecerían, con el resultado de la formación de nuevas especies. Darwin estimó que, «al fin, había conseguido una teoría con la que trabajar»; sin embargo, preocupado por evitar los prejuicios, decidió abstenerse por un tiempo de «escribir siquiera el más sucinto esbozo de la misma». En junio de 1842 se permitió el placer privado de un resumen muy breve -35 páginas escritas a lápiz-, que amplió hasta 230 páginas en el verano del año 1844.

Por entonces, Darwin había contraído matrimonio el 29 de enero de 1839 con su prima Emma Wedgwood. Residieron en Londres hasta septiembre de 1842, cuando la familia se instaló en Down, en el condado de Kent, buscando un género de vida que se adecuase mejor a los frecuentes períodos de enfermedad que, a partir del regreso de su viaje, afligieron constantemente a Darwin. Por lo demás, los años de Londres fueron, por lo que a vida social se refiere, un preludio del retiro casi total en el que vivió en Down hasta el final de sus días. El 27 de diciembre de 1839 nació el primer hijo del matrimonio y Darwin inició con él una serie de observaciones, que se prolongaron a lo largo de los años, sobre la expresión de las emociones en el hombre y en los animales. Tuvo diez hijos, seis varones y cuatro mujeres, nacidos entre 1839 y 1856, de los que dos niñas y un niño murieron en la infancia.

La teoría de la evolución

Durante los primeros años de su estancia en Down, Darwin completó la redacción de sus trabajos sobre temas geológicos y se ocupó también de una nueva edición de su diario de viaje, que en un principio había aparecido formando parte de la obra publicada por Fitzroy sobre sus expediciones; en las notas autobiográficas que redactó en 1876 (reveladoramente tituladas como Recollections of the Development of my Mind and Character), Darwin reconoció que «el éxito de este mi primer retoño literario siempre enardece mi vanidad más que el de cualquier otro de mis libros». De 1846 a 1854 Darwin estuvo ocupado en la redacción de sus monografías sobre los cirrípodos, por los que se había interesado durante su estancia en las costas de Chile al hallar ejemplares de un tipo que planteaba problemas de clasificación. Esos años de trabajo sirvieron para convertirlo en un verdadero naturalista según las exigencias de su época, añadiendo al aprendizaje práctico adquirido durante el viaje la formación teórica necesaria para abordar el problema de las relaciones entre la historia natural y la taxonomía. Además, sus estudios sobre los percebes le reportaron una sólida reputación entre los especialistas, siendo premiados en noviembre de 1853 por la Royal Society, de la que Darwin era miembro desde 1839.

A comienzos de 1856 Lyell aconsejó a Darwin que trabajara en el completo desarrollo de sus ideas acerca de la evolución de las especies. Darwin emprendió entonces la redacción de una obra que, aun estando concebida a una escala tres o cuatro veces superior de la que luego había de ser la del texto efectivamente publicado, representaba, en su opinión, un mero resumen del material recogido al respecto. Pero, cuando se hallaba hacia la mitad del trabajo, sus planes se fueron al traste por un suceso que precipitó los acontecimientos: en el verano de 1858 recibió un manuscrito que contenía una breve pero explícita exposición de una teoría de la evolución por selección natural, que coincidía exactamente con sus propios puntos de vista. El texto, remitido desde la isla de Ternate, en las Molucas, era obra de Alfred Russell Wallace, un naturalista que desde 1854 se hallaba en el archipiélago malayo y que ya en 1856 había enviado a Darwin un artículo sobre la aparición de especies nuevas con el que éste se sintió ampliamente identificado. En su nuevo trabajo, Wallace hablaba como Darwin, de «lucha por la existencia», una idea que, curiosamente, también le había venido inspirada por la lectura de Malthus. Darwin puso a Lyell en antecedentes del asunto y le comunicó sus vacilaciones acerca de cómo proceder respecto de la publicación de sus propias teorías, llegando a manifestar su intención de destruir sus propios escritos antes que aparecer como un usurpador de los derechos de Wallace a la prioridad. El incidente se saldó de manera salomónica merced a la intervención de Lyell y del botánico Joseph Dalton Hooker, futuro director de los Kew Gardens creados por su padre y uno de los principales defensores de las teorías evolucionistas de Darwin, con quien le unió una estrecha amistad desde 1843. Siguiendo el consejo de ambos, Darwin resumió su manuscrito, que fue presentado por Lyell y Hooker ante la Linnean Society el 1 de julio de 1858, junto con el trabajo de Wallace y con un extracto de una carta remitida por Darwin el 5 de septiembre de 1857 al botánico estadounidense Asa Gray, en el que constaba un esbozo de su teoría. Wallace no puso nunca en cuestión la corrección del procedimiento; más tarde, en 1887, manifestó su satisfacción por la manera en que todo se había desarrollado, aduciendo que él no poseía «el amor por el trabajo, el experimento y el detalle tan preeminente en Darwin, sin el cual cualquier cosa que yo hubiera podido escribir no habría convencido nunca a nadie».

Tras el episodio, Darwin se vio obligado a dejar de lado sus vacilaciones por lo que a la publicidad de sus ideas se refería y abordó la tarea de reducir la escala de la obra que tenía entre manos para enviarla cuanto antes a la imprenta; en «trece meses y diez días de duro trabajo» quedó por fin redactado el libro On the Origin of Species by means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life, del que los primeros 1.250 ejemplares se vendieron el mismo día de su aparición, el 24 de noviembre de 1859. Las implicaciones teológicas de la obra, que atribuía a la selección natural facultades hasta entonces reservadas a la divinidad, fueron causa de que inmediatamente empezara a formarse una enconada oposición, capitaneada por el paleontólogo Richard Owen, quien veinte años antes había acogido con entusiasmo las colecciones de fósiles traídas por Darwin de su viaje. En una memorable sesión de la British Association for the Advancement of Science que tuvo lugar en Oxford el 30 de junio de 1860, el obispo Samuel Wilberforce en calidad de portavoz del partido de Owen ridiculizó con brillante elocuencia las tesis evolucionistas, provocando una contundente réplica por parte de Thomas Henry Huxley, zoólogo, que fue el principal defensor ante la oposición religiosa de las tesis de Darwin, ganándose el sobrenombre de su bulldog. A la pregunta de Wilberforce sobre si a Huxley le hubiera sido indiferente saber que su abuelo había sido un mono, la respuesta inmediata fue, según el testimonio de Lyell: «Estaría en la misma situación que su señoría».

Darwin se mantuvo apartado de la intervención directa en la controversia pública hasta 1871, cuando se publicó su obra The Descent of Man and Selection in Relation to Sex, donde expuso sus argumentos en favor de la tesis de que el hombre había aparecido sobre la Tierra por medios exclusivamente naturales. Tres años antes había aparecido su estudio sobre la variación en animales y plantas por los efectos de la selección artificial, en el que trató de formular una teoría sobre el origen de la vida en general («pangénesis»), que resultó ser la más pobre de sus aportaciones a la biología. En 1872, con The Expression of the Emotions in Man and Animals, obra seminal de lo que luego sería el estudio moderno del comportamiento, Darwin puso fin a sus preocupaciones por los problemas teóricos y dedicó los últimos diez años de su vida a diversas investigaciones en el campo de la botánica.

A finales de 1881 comenzó a padecer graves problemas cardíacos y falleció a consecuencia de un ataque al corazón el 19 de abril de 1882.

LA EVOLUCIÓN DE LA VIDA

 La antigüedad de la Tierra se calcula en unos 4.600 millones de años. Respecto a los primeros mil millones de años, más o menos, no tenemos de que haya habido ningún tipo de vida. En un principio, las condiciones de la Tierra no eran demasiado adecuadas para la vida; la superficie estaba en ebullición, y los volcanes despedían nubes de gasas venenosos y torrentes de lava y residuos explosivos. No había océanos, ni tampoco atmósfera.

    La primera prueba de la vida apareció hace unos 3.500 millones de años atrás: hacia esa época pueden datarse, en el registro geológico, los fósiles de unos montículos de algas llamados estromatolitos. Los estromatolitos todavía existen hoy en día, formados por capas delgadas de algas de color verde azulado y barro aprisionado. Las algas de color verde azulado se encuentran entre los organismos vivos más simples, son unicelulares y carecen de un núcleo o un centro de control celular. Los primeros fósiles en los que se puede apreciar formas celulares están preservados en una especie de cuarzo que tiene alrededor de 3.100 millones de años. Los únicos seres vivos sobre la tierra, durante varios millones de años, fueron organismos microscópicos como estas algas azules verdosas, y también bacterias.

    Hace unos mil millones de años, aparecieron unos organismos unicelulares más complejos. Poseían un núcleo y otras organelas especializadas, en el interior de cada célula. Los vegetales y los animales multicelulares aparecieron en escena hace unos 700 millones de años. Es posible que tuvieran el aspecto de algas marinas, esponjas y medusas. Hace 570 millones de años, surgieron con bastante rapidez unos grupos de animales más complejos; con esa datación se han encontrado fosilizadas las primeras formas dotadas de esqueleto. Entre estas podemos mencionar los braquiópodos y los moluscos, con sus caparazones calizos, los artrópodos, con sus esqueletos externos móviles y, un poco más adelante, los corales, los erizos de mar y los primeros peces.

    Se considera que la aparición de los primeros animales dotados de esqueleto marca una división fundamental en la escala del tiempo geológico. Esta escala es internacional, y se fijó por primera vez a comienzos del siglo XIX con el fin de dividir la historia de la Tierra en unidades fáciles de manejar. Por lo general, los límites entre las unidades coinciden con algún acontecimiento decisivo en la historia de la vida, de tal modo que los primeros cuatro mil millones de años de la historia de la Tierra se denominan Precámbrico, y los últimos 570 millones de años se llaman Fanerozoico, que quiere decir vida en abundancia. La aparición de los animales con esqueleto determina el límite.

    El Fanerozoico, a pesar de comprender tan sólo una octava parte de la vida estimada de la Tierra, ha sido el período más estudiado, porque en él se pueden detectar muchas fases de nuestra propia evolución, y porque el registro de rocas suele mejorar a medida que nos acercamos al presente. Mientras que no resulta fácil subdividir el Precámbrico en unidades temporales más leves, esto es lo que ha ocurrido con el Fanerozoico, sobre todo en relación con los últimos cien millones de años. La ciencia que determina y comprende el tiempo geológico, la estratigrafía, se encuentra en la actualidad muy avanzada.

    El Fanerozoico se divide en tres eras principales: el Paleozoico o vida antigua, de 570 a 249 millones de años atrás; el Mesozoico o vida intermedia, de 248 a 66 millones de años atrás; y el Cenozoico o vida reciente, que comprende los últimos 65 millones de años. Los dinosaurios dominaron la Tierra durante el Mesozoico, y en realidad el límite entre el Mesozoico y el Cenozoico corresponde a su desaparición. Los vertebrados aparecieron hace alrededor de 520 millones de años; las primeras formas fueron los peces primitivos. En esa época, la vida se limitaba al mar, casi de forma exclusiva. Distintos vegetales y animales se aventuraron en el agua dulce, y a continuación sobre la tierra, hace unos 420 millones de años. Los primeros vertebrados que aprovecharon la tierra fueron los anfibios, que aparecieron hace 370 millones de años.

    La era Mesozoica se divide en tres períodos: el Triásico, hace entre 248 a 208 millones de años; el Jurásico, de 207 a 144 millones; y el Cretácico, de 143 a 66. El Triásico se produjo después de una extinción masiva, al final de la era Paleozoica, y es posible que esto haya permitido la expansión inicial de los tecodontos, rincosaurios y otros animales. Como ya hemos visto, los dinosaurios y muchos grupos importantes surgieron en el Triásico superior, mientras que la extinción masiva que tuvo lugar en el límite entre el Triásico y el Jurásico marcó la segunda fase de la expansión de los dinosaurios.

REACCIONES QUÍMICAS

QUE SON REACCIONES QUÍMICAS?

Las reacciones químicas son procesos en los que una o más sustancias se transforman en otra u otras con propiedades diferentes. Para que pueda existir una reacción química deben haber sustancias que reaccionan y sustancias que se forman. Se denominará reaccionante o reactivo a la sustancia química que reacciona. A las sustancias que se generan debido a una reacción química se les denomina sustancia resultante o producto químico. Los cambios químicos alteran la estructura interna de las sustancias reaccionantes.

Generalmente, se puede decir que ha ocurrido una reacción si se observa que al interactuar los "supuestos" reaccionantes se da la formación de un precipitado, algún cambio de temperatura, formación de algún gas, cambio de olor o cambio de color durante la reacción.

A fin de expresar matemática una reacción química se hace necesario utilizar una expresión en la cual se señalan los reactivos y los productos. Esta expresión recibe el nombre de ecuación química.

Existen cuatro tipos de reacciones:

a)Combinación
b)Descomposición
c)Desplazamiento
d)Doble combinación

Las reacciones también pueden ser clasificadas en a)Reacción química homogéneas y b)Reacción química heterogénea.

El estudio de la rapidez con la que se efectúa una reacción química, consumiendo reaccionantes químicos y liberando productos químicos, se denomina cinética química. Se puede expresar la rapidez de reacción como la relación que se presenta entra la masa de reaccionante consumida y tiempo que dura la reacción. También se puede tomar la rapidez de reacción como la relación existente entre la masa formada de producto y el tiempo de reacción.

Existen varios factores que puede acelerar la rapidez de la reacción química. Por ejemplo, si la concentración de los reaccionantes aumenta, esto traerá como consecuencia que se incremente la rapidez de la reacción química. De forma parecida si la superficie de contacto entre los reaccionantes aumenta, también se verá un efecto de aumento de la velocidad de reacción química. Otro factor que incrementa la rapidez de la reacción química es el cambio de la temperatura. Los catalizadores positivo y los catalizadores negativos también incidirán en el aumento o la disminución de la rapidez de la reacción química.

Al analizar una reacción química es muy importante tener en cuenta la ley de la conservación de la masa. Esto quiere decir, que, en toda reacción química la masa total de las sustancias químicas reaccionantes tiene que ser igual a la masa total de los productos químicos. Efectivamente, la ley de la conservación de la masa establece que la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Otro aspecto que se debe tomar en cuenta al analizar las reacciones química es que en una reacción química las sustancias reaccionan en proporciones fijas de masa. El químico francés Joseph Louis Prost enunció este fenómeno de la siguiente manera:"Cuando dos o más elementos se combinan para formar un compuesto, lo hacen en una relación fija de masa". Este principio en el comportamiento de la reacción química trae como consecuencia que, como las sustancias químicas siempre reaccionan en la misma proporción, si uno de los reaccionantes se encuentra en exceso con respecto al otro, el exceso no participará en la reacción.

Esta ley tiene, también, un corolario que expresa:"Todo compuesto químico en estado de pureza contiene siempre los mismos elementos en una proporción constante de masa". A este corolario se le denomina: Ley de la composición Constante.

TIPOS DE REACCIONES QUIMICAS

1. Objetivo Clasificar las reacciones químicas por medio de la ruptura, formación de enlace e intercambio de partículas. Las reacciones se pueden clasificar de varias maneras, dependiendo de los procesos, quedando para este caso en cuatro grupos. TIPOS DE REACCIONES QUIMICAS
2. 1.- Reacciones de combinación o síntesis
   • En este tipo de reacciones, dos sustancias (elementos o compuestos) se combinan para formar una sola sustancia. Se le puede representar de manera general como sigue:
   • A + B AB
   • En este caso, A y B son elementos o compuestos y AB es un compuesto
3. EJEMPLOS
   • a) Elemento + elemento compuesto
   • 4Al (s) + 3O 2(g) 2Al 2 O 3(s)
   • b) Compuesto + compuesto compuesto
   • SO 3(g) + H 2 O (l) H 2 SO 4(l)
4. 2.- Reacciones de descomposición
   • En este tipo de reacciones una sola sustancia se descompone para formar dos o más sustancias que pueden ser elementos o compuestos y su representación general es:
   • AB A + B
   • Estas reacciones se llevan a cabo, generalmente, en presencia de calor o la adición de energía de algún tipo.
5. EJEMPLOS
   • CaCO 3(s) CaO (s) + CO 2(g)
   • HgO (s) 2Hg (s) + O 2(g)
• Este tipo de reacciones vienen siendo el inverso de las reacciones de combinación. 

LLUVIA ACIDA

QUE ES LA LLUVIA ÁCIDA?

La lluvia ácida es aquella lluvia, que debido a la contaminación cuenta, en su composición, con ciertos montos de ácido nítrico o ácido sulfúrico.

La lluvia ácida es provocada por los humos y los gases emitidos por los automóviles y las industrias. Estos humos y gases emitidos suelen contener dióxido de azufre, el que se mezcla con el vapor de agua, haciendo que la lluvia contenga ácido sulfúrica. Por otra parte, si los gases emitidos contienen nitrógenos, entonces al mezclarse con el vapor de agua, entonces la lluvia caerá con ácido nítrico.

Las consecuencias de la lluvia ácida son múltiples. Entre los efectos más comunes se encuentra el efecto negativo que produce sobre el crecimiento de las plantas, las que sufren un importante debilitamiento y la caída de sus hojas. Además éstos ácidos destruyen ciertos elementos esenciales de los suelos y depositan metales nocivos como el aluminio, afectando e interfiriendo en la respiración y fotosístensis de las plantas.

Sus efectos en la ciudad también se sienten, ya que dichos ácidos reacciones con los minerales metálicos, formando sales, como el carbonato de calcio, más conocido como yeso. Por lo tanto, produce la erosión tanto de edificios como monumentos, entre otros. Lo anterior ocurre cuando la lluvia arrastra el yeso y el ácido que posee erosiona las piedras.

La cantidad de ácido nítrico y sulfúrico que caen en nuestros suelos es acumulativo y, progresivamente, implica que las aguas subterráneas también comienzan a contaminarse, trayendo consecuencias graves en la salud humana. Entre estos efectos se encuentra la presencia de metales en la cadena alimenticia, haciendo que los huesos, hígado y riñones comiencen a acumular plomo.

Si las lluvias ácidas continúan y no hacemos algo urgente al respecto, entonces a lo largo del tiempo seremos testigos de la desaparición de nuestros bosques, con todo lo que esto implica.

EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA:

La lluvia ácida causa la acidificación de lagos y arroyos y contribuye a dañar los árboles en terrenos elevados (por ejemplo, los abetos rojos que están a más de 2,000 pies de altura) y muchos suelos sensibles de bosques. Además, la lluvia ácida acelera el deterioro de los materiales de construcción y las pinturas, incluyendo edificios, estatuas y esculturas irremplazables que son parte de nuestra herencia cultural. Antes de caer al suelo, los gases de dióxido de azufre (SO2) y óxido de nitrógeno (NOx) y los derivados de su materia en partículas, sulfatos y nitratos, contribuyen a degradar la visibilidad y perjudican la salud pública.

Los enlaces que aparecen abajo proporcionan información más detallada sobre cada uno de estos efectos:

• Aguas de superficie (lagos y arroyos) y animales acuáticos
• Bosques
• Revestimientos de automóviles
• Materiales
• Visibilidad
• Salud del ser humano

CONSECUENCIAS

La lluvia ácida tiene una gran cantidad de efectos nocivos en los ecosistemas y sobre los materiales.  Al aumentar la acidez de las aguas de ríos y lagos, produce trastornos importantes en la vida acuática.Algunas especies de plantas y animales logran adaptarse a las nuevascondiciones para sobrevivir en la acidez del agua, pero otras no.
Camarones, caracoles y mejillones son las más afectadas por la acidificación del agua.Esta tambien tiene efectos negativos en peces como  el salmón y las truchas. Las huevas y los alevines sonlos más afectados. Una mayor acidez en el agua puede causardeformaciones en los peces jóvenes y puede evitar la eclosión de lashuevas.

La lluvia ácida también aumenta la acidez de los suelos, y esto origina cambios en la composición de los mismos, produciéndose la lixiviación de importantes nutrientes para las plantas (como el calcio) e  infiltrando metales tóxicos, tales como el cadmio, níquel, manganeso, plomo, mercurio, que de esta forma se introducen también en las corrientes de agua. La vegetación sufre no sólo las consecuencias del deterioro del suelo, sino también un daño directo por contacto que puede llegar a ocasionar en algunos casos la muerte de la especie. Las construcciones históricas, que se hicieron con piedra caliza, experimentan tambien los efectos de la lluvia ácida.

EL SUELO

QUE ES EL SUELO?

El suelo es una mezcla de minerales, materia orgánica, bacterias, agua y aire.

Se forma por la acción de la temperatura, el agua, el viento, los animales y las plantas sobre las rocas. Estos factores descomponen las rocas en partículas muy finas y así forman el suelo; ¡la formación de dos centímetros de suelo tarda siglos!
Existen muchas clases de suelo. Esto se debe a que las rocas, el clima, la vegetación varían de un sitio a otro.

El suelo se compone de tres capas:

Suelo o capa superior
Subsuelo
Roca madre

La capa superior es la de mayor importancia para el hombre. Esta capa contiene los alimentos que la planta necesita. Sin la capa superior o suelo no podría existir la vida. Es de color más oscuro porque tiene materia orgánica que son hojas, tallos y raíces descompuestas. La fertilidad del suelo depende de esta capa. Los agricultores que conservan el suelo tienen mejores cosechas.
El subsuelo: está debajo de la capa superior. Este contiene alimentos, pero en una forma que las plantas no pueden usarlos fácilmente.
La roca madre: está debajo del subsuelo. Es una capa de piedra de la cual la planta no puede tomar el alimento. Esta es la que da origen al suelo.

TEXTURA Y ESTRUCTURA DEL SUELO

TEXTURA: La textura está determinada por el tamaño de las partículas que lo forman. Hay tres tipos de textura: arenosa, mimosa y arcillosa.

ESTRUCTURA: Las partículas del suelo son de formas irregulares y dibujan entre ellas pequeños espacios llamados poros. Los poros contienen agua o aire. El suelo es permeable cuando el agua se infiltra con facilidad a través de sus partículas.
El suelo más conveniente es aquel que tiene poros grandes que permiten la filtración de la lluvia, buena aireación y drenaje más fuerte. Los poros chicos aseguran mayor retención del agua.

CARACTERÍSTICAS

A- Morfología del suelo En este apartado se deben analizar los siguientes tópicos:

1. Horizontes:

La diversidad morfológica de los horizontes del suelo es de tal naturaleza que hay que recurrir a un sistema estricto de denominación, ello evita las confusiones a la hora de transferir información de unos autores a otros. El sencillo sistema de Dokutchaev ya no es válido para una complejidad semejante.

Los horizontes del suelo se designan por una letra mayúscula que indica el tipo genético. Se utilizan la H y la O para los horizontes orgánicos. La A, E y B, para los horizontes minerales y C y R para las capas constituidas por el material original más o menos transformado. Esa letra puede ir seguida de otra minúscula para indicar alguna característica importante pero no incluida en la definición de la mayúscula correspondiente. Cuando un horizonte principal muestre características diferentes a lo largo de su espesor, que no afecten a su denominación completa, incluyendo sufijos, puede dividirse en varios subhorizontes a los que se aplicará la misma denominación seguida de un número arábigo consecutivo y empezando con el “1″ en el subhorizonte más superficial.

Cuando aparezca en un perfil más de un ciclo de formación, los horizontes correspondientes llevaran un prefijo constituido por un número arábigo consecutivo, considerando el ciclo actual como “1″ y siguiendo en orden creciente de juventud. En el ciclo actual no se utiliza el prefijo por lo que el primer número utilizado será el “2″. Estas diferencias de ciclo se conocen como discontinuidades litológicas y si existiese una entre dos horizontes con la misma denominación, se consideraran como uno solo a efectos de subdivisión ( …Bt1, Bt2, 2Bt3, 2C…).

Horizontes de transición.

Están situados entre dos de los horizontes descritos, de forma que sus propiedades se mezclan y resulta difícil inclinarse por uno de ellos. Se denominan por las letras de ambos situando en primer lugar la correspondiente al horizonte al que mas se parece. Los sufijos de los horizontes principales no se utilizan en la denominación del horizonte de transición y solo se aplica algún sufijo para indicar alguna característica presente en el conjunto de dicho horizonte.

Horizontes mezclados.

Se utiliza este término para designar a aquellos horizontes situados entre otros dos principales que están interpenetrados de tal forma que resulta imposible la separación. El conjunto del horizonte constituye una mezcla del que le precede y le sigue. Se designan por las letras correspondientes a los horizontes principales, sin sufijos, separadas por una barra (/) y situando en primer lugar la correspondiente al horizonte mayoritario en la mezcla. No se emplean sufijos en el conjunto.

2. Color:

El color es muy variable y también muy importante. Hay que prestar mucha atención tanto a la matriz de los horizontes como a la presencia de manchas.

La característica principal de la formación de la parte mineral del suelo es la generación de arcilla. Todos los minerales esenciales que constituyen la fracción arcillosa son blanquecinos, pero no es ése el color habitual de las arcillas extraidas del suelo, la razón es la presencia de unas sustancias coloreadas y con un fuerte poder de tinción que se conocen como agentes cromógenos.

El color no es un propiedad frívola, como podría parecer, sino que nos ofrece numerosas claves sobre la formación del suelo y de su comportamiento. Por ello es necesario expresarlo con gran precisión para que pueda ser interpretado por personas diferentes de las que realizan su descripción.

3- Textura.

La textura es la forma en la que se distribuyen por tamaños las partículas del suelo. Su determinación ha de hacerse mediante el correspondiente análisis.

No obstante, en el campo puede apreciarse de forma indirecta formando una pequeña bola entre los dedos, con ayuda de una pequeña adición de agua si el suelo está demasiado seco. Del comportamiento de esa bolita puede deducirse el contenido en las diversasfracciones. Cuanto más moldeable es la bolita formada, mayor será el contenido en arcilla. La untuosidad o pegajosidad de la misma es un índice del contenido en limo. La arena se detecta por el ruido que hace al amasarla entr los dedos, cuanto mayor es el chirrido que se produce mayor será su contenido en arena.

Con cierta experiencia pueden distinguirse varios tipos texturales, pero lo más interesante es la comparación del comportamiento de los diferentes horizontes, para lo cual no es necesaria una gran experiencia sino una modesta capacidad de observación.

4- Porosidad.

La determinación de la porosidad suele hacerse por métodos indirectos como la permeabilidad, la relación entre las dos formas de determinar la densidad o la retención de agua. Pero todos ellos nos pueden informar acerca del volumen total de poros, de la existencia de macroporos continuos o del valor de la microporosidad. No nos ofrecen la forma en que se distribuyen los poros, ni su forma, ni su orientación.

Una evaluación correcta y fiel de la porosidad del suelo solo puede obtenerse mediante la observación de la micromorfología, acompañada de una correcta micromorfometría.

No obstante, en el campo hay diversos aspectos que deben describirse de la forma más precisa posible, uno de ellos es la presencia de grietas de retracción de los agregados que son muy difíciles de observar por las técnicas descritas anteriormente. Otro aspecto destacable es la distribución relativa entre los diversos horizontes, que en muchos casos suele ser suficiente para explicar el comportamiento del suelo.

5- Rasgos de origen biológico.

Se describe la eventual presencia de algún animal o la evidencia de su presencia en algún momento, que se pone de manifiesto por la observación de nidos, restos procedentes de la metamorfosis, galerías u otro rasgo indicador.

6- Actividad humana.

En este sentido debe hacerse notar cualquier modificación que se observe en el suelo por efecto de la actividad humana, diferente del cultivo habitual del mismo.

En este sentido se debe indicar la presencia de fragmentos de loza, escombros, indicios de basuras y cualquier tipo de material ajeno al suelo y del que exista evidencia de la intervención humana en su presencia.

7- Estructura.

Es el modo en el que se agrupan las partículas elementales del suelo para generar formas de mayor tamaño, conocidas como agregados o vulgarmente terrones.

En la estructura hemos de distinguir tres aspectos diferentes, la morfologia de los agregados, su grado de desarrollo y el tamaño.

Estructura particular. Se presenta cuando sólo hay arena y la floculación es imposible y las partículas quedan separadas. Es propia de los horizontes E. Realmente no se trata de una estructura pues no responde a los criterios de definición de la misma pero se le asigna el término para mantener una unidad en la definición y describir este estado de “no agregación” del suelo.

Estructura masiva. Ocurre cuando las partículas se adhieren tanto que aparece una masa sin grietas y sin diferenciación de agregados. Es propia de materiales que no han sufrido procesos edáficos pero que poseen coloides arcillosos derivados de su origen como son los horizontes C. Estructura fibrosa. Es otra de las situaciones que no responde al criteiro de estructura como sucede con las anteriores. Está constituida por fibras procedentes del material orgánico poco descompuesto en el que los restos de tejidos son fácilmente visibles; la única organización es el entrelazamiento de las fibras. Es propia de los horizontes orgánicos H y O.

Estructura grumosa o migajosa. Procedente de la floculación de los coloides minerales y orgánicos y mantiene el aspecto de los grumos formados. Sus agregados son pequeños, muy porosos y redondeados, lo que hace que no encajen unos con otros y dejen huecos muy favorables para la penetración de las raíces. Su pequeño tamaño hace que el contacto entre suelo y semilla sea bueno y favorezca su germinación al suministrrle el agua necesaria. Es propia de los horizontes A, ricos en materia orgánica. Junto con la que sigue, representa al grupo de las estructuras que se conocen como construidas.

Estructura granular. Aparece cuando los agregados son poco o nada porosos por el predominio de la arcilla sobre la materia orgánica en el proceso de floculación. Es propia de horizontes A de suelos pobres en materia orgánica, como los de cultivo.

Existen otro tipo de estructuras que no proceden de la floculación de los coloides sino de la adhesión de los mismos; al desecarse el suelo, la masa formada se fragmenta y por ello se conocen como estructuras de fragmentación.

Estructura subpoliédrica o subangular. Constituye un enlace entre las estructuras construidas y las de fragmentación y participa de ambos procesos; morfológicamente esta entre la que le precede y la que sigue. Sus agregados tienen forma poliédrica equidimensional con las aristas y los vérticesredondeados. Es propia de horizontes A muy pobres en materia orgánica y de la parte superior de los horizontes B.

Estructura poliédrica o angular. Es la representante genuina de las estructuras de fragmentación. Su forma recuerda a la de un poliedro equidimensional con aristas y vértices afilados y punzantes. Los agregados encajan perfectamente unos en otros y dejan un sistema de grietas inclinadas. Es típica de horizontes B con contenidos arcillosos medios o con arcillas poco espansibles.

Estructura prismática. Es similar a la anterior pero la dimensión vertical predomina sobre las horizontales, adoptando una forma de prisma. Cuando es muy gruesa constituye una transición a la estructura masiva. Es propia de los horizontes B muy arcillosos que los hace compactos y se resquebrajan en grandes bloques.

Existe una variedad de estructura prismática en la que la base superior del prisma esté inclinada en forma de cuña. Está asociada a la presencia de arcillas expansibles que generan en el suelo un sistema de grietas verticales cuando se seca, estas grietas se rellenan parcialmente con material caido desde la superficie lo que provoca que al humedecerse, y recuperar el volumen inicial, se produzca una elevación del material forzada por la compresión lateral; este hecho obliga a tomar la forma de cuña que facilita el ascenso. Esta estructura es propia de suelos muy ricos en arcillas esmectíticas.

Estructura columnar. Es otra variedad de estructura prismática que se produce siempre que hay una dispersión fuerte de la arcilla provocada por una alta concentración de sodio. Las arcillas sódicas al secarse forman una masa muy compacta que se resquebraja en grandes prismas muy duros e impenetrables por el agua; el agua cargada de coloides fluye fundamentalmente por las grietas que quedan entre los agregados y esto hace que las partículas en suspensión erosionen la parte alta de los agregados y le den un aspecto de cúpula. En estas condiciones también se dispersa la materia orgánica, por lo que esa suspensión impregna la superficie de los agregados que quedan revestidas de oscuro y se les conoce como columnas enlutadas. Es frecuente que las sales queden impregnando la parte superior y cristalicen al secar, lo que provoca una cubierta blanca. Es propia de los horizontes B de suelos salinos sódicos.

Estructura esquistosa o laminar. Es una estructura semejante a las anteriores pero en la que la dimensión vertical es mucho menor que las horizontales. Es propia de horizontes C procedentes de materiales originales esquistosos que le ceden al suelo su estructura. En otras ocasiones se debe a aportes continuados de material con texturas diferentes, como sucede en los suelos aluviales.

Estructura escamosa. Su forma es la de una lámina delgada y curvada con aspecto cóncavo. Ocurre en zonas encharcadas y desecadas en las que, en el último período, se produce una sedimentación de las partículas que había en suspensión y una selección por tamaños en la que quedan abajo las más gruesas. Al secarse, mientras las partículas gruesas no cambian de volumen, la fracción fina y coloidal se contrae. Este estrechamiento provoca tirantez y hace que la superficie su curve. Siempre aparece en superficie y es una estructura pasajera porque en el momento que llueve la estructura va a su forma primigenia.

8- Consistencia.

Es la trabazón o coherencia entre las partículas del suelo. Varía según el estado de humedad por lo que conviene determinarla con el suelo seco, húmedo y mojado. Se considera que el suelo está seco cuando cambia de color al añadirle una gota de agua, y si tal no sucede decimos que está húmedo cuando no moja la mano al cogerlo, o mojado cuando sí lo hace.

Si se toma un agregado seco ofrece una cierta resistencia a partirse, al humedecerse se fractura mejor y cuando está mojado puede resultar moldeable y más o menos pegajoso.

Consistencia en seco.

En su descripción se utilizan unos términos prestablecidos a los que suele añadirse algún adverbio de cantidad para indicar la intensidad del término utilizado.

• Suelto: Se utiliza en aquellos horizontes que carecen de estructura o que aquella es particular. No existen agregados en el suelo y las partículas del mismo no están unidas entre sí. Los horizontes que la presentan están muy bien aireados y son muy penetrables, pero las raíces tienen poco contacto y la retención de agua es muy débil. Si aparece en superficie, los suelos se labran muy bien pero son muy malos a la hora de establecer construcciones sobre ellos, por la dificultad que representan para la cimentación.

• Blando: Los agregados se rompen entre los dedos. Este tipo de consistencia suele estar asociado a estructuras migajosas o granulares. El suelo está bien aireado, es fácil de penetrar y ofrece buen contacto a las raíces. La retención de agua es, en general, buena y se labra bien aunque es conveniente que presente un cierto nivel de humedad para que no se destruyan los agregados.

• Duro: Los agregados son difíciles de romper con la mano, y en algunos casos es necesario recurrir al martillo. La aireación es escasa y las raíces penetran con mucha dificultad en los agregados y suelen crecer a traves de las fisuras. Retiene gran cantidad de agua aunque el drenaje puede resultar escaso. Hay que labrarlo con esmero por su propensión a formar “suelas de labor”.

Consistencia en húmedo.

Como en el caso anterior se utilizan una serie de términos modificados, en su cso, por algún adverbio de cantidad.

• Suelto: Se corresponde con el término análogo en seco y presenta un comportamiento semejante.

• Friable: Se desmenuza con cierta facilidad. En seco , suele ser “blando” o algo “duro y su comportamiento es el equivalente a ellos.

• Firme: No se desmenuza con facilidad. En seco suele ser duro o muy duro y con un comportamiento semejante. Usualmente existe una correspondencia entre la consistencia en seco y en húmedo, si bien en esta situación los agregados se desmenuzan con mayor facilidad. Cuando la tenacidad se mantiene parecida en ambas situaciones, es debido a la presencia de agentes cementantes de tipo químico, como pueden ser los carbonatos, óxidos de hierro u otros semejantes. Cuando se humedece se mantiene la coherencia y lo mismo de duro es en seco que en húmedo. Cuando la dureza es atribuible a la arcilla se fractura con más facilidad en húmedo y la consistencia se atenúa. Los distintos estados de consistencia en seco y húmedo nacen de la naturaleza del agente cementante.

Consistencia en mojado.

En esta situación se observan dos aspectos diferentes como son la plasticidad y la adherencia y, solo en ocasiones, la tixotropía. Se utiliza el término correspondiente acompañado, en su caso, de un adverbio de cantidad o se indica la ausencia de la condición.

• Adherente: Se utiliza para indicar que la tierra se pega a las manos. Suele ir asociada a suelos duros en seco y poco friables o firmes en húmedo. Cuando el suelo es muy adherente es debido a la presencia de partículas finas no coloidales que no se unen unas a otras para constituir agregados. La presencia de este limo hace que, al no estar adherido, el suelo húmedo se vuelva resbaladizo y se enfangue. Esto tiene una mala consecuencia para el mantenimiento del suelo puesto que la erosión es muy alta.

• Plástico: Tiene la capacidad de poder ser moldeado. La plasticidad se mide formando un cordón y estableciendo lo largo y fino que se hace antes de que se rompa. Está en función del contenido de arcilla y del tipo de ella. No va necesariamente unida a la adherencia. Son muy difíciles de trabajar porque se forman grandes bloques que impiden un buen contacto de la semilla con el suelo y no hay suministro de agua. Son muy difíciles de trabajar porque si están demasiado húmedos pueden formar grandes terrones o suelas de labor.

• Tixótropo: El suelo sufre una modificación de su estado con la presión. La tixotropía está asociada a la presencia de alofana, que es típica de suelos desarrollados sobre cenizas volcánicas. La fácil alteración origina iones que se organizan en pseudoestructuras conocidas como alofanas, muy parecidas a la caolinita y que dejan gran cantidad de huecos que se llenan de agua actuando como una esponja. La alofana aporta grandes ventajas al suelo porque retiene muchos iones y agua.

9. Rasgos edáficos.

Son detalles que se destacan en un horizonte , como unidades discretas incluidas en la masa del suelo, identificables por una concentración en un determinado componente o por una estructura diferente. Se originan en los procesos edafogenéticos por lo que gozan de una gran importancia.

Hay dos tipos principales:

• Revestimientos o cútanes.: Son acumulaciones de material que tapizan los agregados o los poros del suelo. Este tapizado atenúa la rugosidad y cuando es grueso puede dar lugar a una superficie brillante.

• Nódulos: Son cuerpos tridimensionales de sustancias extrañas a la matriz del suelo y que están incrustados en ella. Provienen de una acumulación de material que ha venido en un vehículo acuoso y que al cambiar las condiciones detiene su movimiento por floculación, precipitación o insolubilización, con o sin cristalización posterior. Estos fenómenos pueden suceder por variaciones en el pH, el potencial redox, la concentración en alguna sustancia o por sobresaturación de la solución provocada por la evaporación del agua.

10- Cementación.

Es la cualidad que presenta un horizonte cuando en su seno se produce la recristalización de sustancias solubles que engloban a sus partículas, ello produce una tenacidad inusual que impide la penetración de las raíces de las plantas y la circulación del agua, salvo que la capa cementada se encuentre fracturada.

11- Pedregosidad.

El interés de la descripción de la pedregosidad estriba en que las piedras presentes en un horizonte constituyen un elemento inerte del mismo por lo que actúan como diluyente de sus propiedades. Cuando efectuamos la determinación de algún parámetro químico, lo hacemos en la tierra fina, fracción menor de 2 mm, por ello si la pedregosidad es grande el valor real del parámetro medido es menor que el expresado, dado que la tierra fina solo es una parte del horizonte que, cuando la pedregosidad es alta, puede ser mínima.

De la pedregosidad nos interesan algunas características como:

• Abundancia.

• Tamaño.

• Forma.

• Naturaleza.

• Nivel de alteración.

12- Contenido en sales.

En este apartado lo más significativo es la presencia de carbonatos, para determinarla se utiliza HCl (1:1) y se observa si produce efervescencia y cuál es su intensidad. Se utilizan diversas clases:

1. No calcáreo: No hace efervescencia con ClH 1:1.

2. Ligeramente calcáreo: Débil efervescencia, apenas visible y solo perceptible por el oído. Efervescencia producida por la adición de ClH diluido a un fragmento recubierto por carbonato cálcico. Recristalización de carbonato cálcico en las grietas existentes en la fractura de la roca y entre los agregados del suelo.

3. Calcáreo: Efervescencia visible.

4. Fuertemente calcáreo: Efervescencia fuerte y granos de carbonatos visibles. Para las sales más solubles, se advierte su presencia en forma de eflorescencias o es necesario recurrir a la determinación de la conductividad eléctrica.

13- Presencia de raíces.

De las raíces interesa el tamaño y la abundancia. Lo más importante es la distribución relativa del número de raíces que hay en cada horizonte y hasta dónde llegan, es decir, la profundidad de enraizamiento que nos permite estimar la profundidad útil del suelo, muy valiosa para decidir el tipo de utilización y la capacidad de almacenamiento de nutrientes y agua.

B- Composición

1. Fase sólida.

La fase sólida es la responsable del comportamiento del suelo al ser la única permanente y dentro de ella se distinguen dos tipos de componentes o fracciones: la fracción mineral derivada del material original y la fracción orgánica procedente de los restos de los seres vivos que se depositan en la superficie del suelo y de los que habitan en su interior.

Dentro de la fase sólida mineral se han de considerar las sustancias de carácter salino, más o menos solubles y que por tanto presentan una menor estabilidad que los silicatos, que son los constituyentes primordiales. Esta menor estabilidad y su fácil intercambio con la fase líquida, que les permite, en ciertas ocasiones, incluso abandonar el suelo, nos mueve a considerarlos en un tercer grupo, separado del resto de los componentes minerales.

Los componentes de la fase sólida se dividen en:

Componentes minerales

La fracción mineral del suelo deriva directamente del material original del mismo y está constituida por fragmentos de aquel unidos a sus productos de transformación, generados en el propio suelo.

Al distribuir las partículas minerales del suelo por tamaños establecemos lo que se conoce como fracciones granulométricas. Los fragmentos más gruesos se les conoce genéricamente como grava.

Las partículas edáficas son una serie de fracciones definidas según su diámetro y que corresponden a tres tipos principales: arena, limo y arcilla. Dentro de la arena se definen diversos tipos según la clasificación seguida pero que podemos sintetizar como arena gruesa (constituida por fragmentos de la roca madre y, como ella, es polimineral) y fina (constituida por fragmentos de roca pero, generalmente, de carácter monomineral y con un nivel de alteración variable). El criterio que se ha seguido es el tipo de material que predomina en ellas.

El limo está constituido por materiales heredados o transformados pero no tienen carácter coloidal. Es una fracción donde las transformaciones son mayores y su composición mineralógica se parece a la de las arcillas. Son partículas monominerales en las que hay un alto contenido en filosilicatos de transformación o neoformación.

La arcilla está formada por partículas de carácter coloidal y monomineral que se han formado en el suelo o han sufrido transformaciones en él, aunque en algunos casos pueden ser heredados del material original mediante una microdivisión del mismo.

Componentes orgánicos

La materia orgánica del suelo procede de los restos de organismos caídos sobre su superficie, principalmente hojas y residuos de plantas. Este material recién incorporado es el que se conoce como “materia orgánica fresca” y su cantidad varía con el uso o vegetación que cubra al suelo. La materia viva en el momento en que deja de serlo, comienza un proceso de descomposición provocado por los propios sistemas enzimáticos del organismo muerto. Además sirve de alimento a numerosos individuos animales que habitan en la interfase entre el suelo y los detritus que lo cubren. En esta fauna predominan artrópodos de diversas clases y gran número de larvas, sobre todo de insectos.

El papel de esta fauna es doble, por una parte digieren los restos y los transforman dejando en su lugar sus excretas, en las que aparecen sustancias más sencillas mezcladas con microorganismos de su intestino y del propio suelo, que fueron ingeridos con los restos; de otra parte realizan una función de trituración que provoca un incremento notable de la superficie de los restos y que ayuda al ataque de los microorganismos de vida libre que habitan en la hojarasca o en las capas altas del suelo. Estos primeros fragmentos presentan una estructura vegetal reconocible hasta que se inicia el ataque de los hongos, que son los primeros microorganismos que se implantan sobre los restos vegetales.

Los hongos son capaces de atacar y romper las moléculas de lignina que forman las paredes de los vasos y las de celulosa que forman parte de las membranas celulares, por el contrario necesitan tomar el nitrógeno en forma mineral, por lo que han de hacerlo de la solución del suelo. Una vez rotas las paredes de los vasos y de las células, queda abierta la puerta a la acción bacteriana, cuyos individuos se nutren de las proteínas y de los azucares principalmente.

Las bacterias liberan nitrógeno en forma amoniacal y, posteriormente, nítrica que permite la nutrición fúngica y el crecimiento de su población, iniciándose así una estrecha colaboración entre ambos tipos de organismos que termina favoreciendo a las plantas que habitan el suelo, al desaparecer la competencia por el nitrógeno que hasta ese momento sufrían por parte de los hongos. Dependiendo de la cantidad de nitrógeno presente en la materia orgánica fresca que llega al suelo así será el posible enriquecimiento de éste en el elemento citado y la velocidad del proceso de transformación de los restos vegetales, por ello la relación C/N de los restos vegetales es un factor decisivo en todo el proceso de transformación de la materia orgánica y que en su conjunto se conoce como “proceso de humificación”.

A medida que avanza el proceso de humificación se va reduciendo el valor de la relación C/N del material resultante, dado que el carbono se consume en los procesos energéticos de los microorganismos y termina como dióxido de carbono, mientras que el nitrógeno se invierte en la producción de proteínas que llegan nuevamente al suelo al morir los microorganismos presentes en él. Al final de esta primera etapa de descomposición, los restos vegetales van perdiendo su estructura inicial hasta acabar resultando irreconocible.

En el caso de las lombrices se produce una modificación de la composición del suelo que ingieren con respecto al que excretan, modificando algunos parámetros que favorecen la acción microbiana y como consecuencia de ello una aceleración del proceso de humificación. Ahora bien la materia orgánica no se acumula indefinidamente en el suelo sino que los procesos oxidativos, que dan lugar a las sustancias húmicas, continúan, así como la acción microbiana, que puede utilizar las sustancias húmicas formadas como sustrato nutritivo y provocar su descomposición y “mineralización”, con lo que se cerraría el ciclo biogeoquímico de los elementos.

2. Fase liquida.

La fase líquida se conoce como “agua del suelo” y si, en principio, es así por su procedencia de las lluvias o de mantos freáticos elevados, una vez en contacto con la fase sólida se incorporan a ella sustancias en solución y en suspensión procedentes de aquella. Es en la fase líquida en la que se desarrollan los procesos de formación y evolución del suelo, siendo de especial importancia los relativos a la interfase sólido-líquido. También actúa como vehículo de transporte de sustancias ya sea dentro del suelo como desde él al exterior.

También el suelo se comporta como una esponja capaz de retener una importante cantidad de agua con una fuerza de succión tal que teóricamente permanecería en él de forma indefinida. Gracias a este hecho podemos afirmar que es posible la vida sobre la tierra tal como la concebimos y la conocemos. La capacidad de retener agua del suelo debería considerarse como una propiedad del mismo, si bien el objeto de esa retención es uno de los componentes del suelo.

El agua que llega al suelo y se infiltra en él, cuando la lluvia es copiosa, termina por llenar todos sus poros y desalojar a la totalidad del aire. Cuando esto sucede se dice que el suelo se encuentra a su “capacidad máxima”. Esta situación constituye un estado pasajero pues los poros gruesos permiten una rápida circulación descendente y favorecen que el agua se incorpore a las capas freáticas. A medida que se van vaciando los poros más gruesos la velocidad de circulación del agua disminuye, al principio la disminución de velocidad es muy importante y llega un momento en que casi se estabiliza hasta anularse completamente, pero en ese punto todavía queda agua en el suelo.

En el suelo, las partículas coloidales presentan una carga superficial, generalmente negativa, muy débil pero lo suficiente para hacer que las dipolares moléculas de agua se sitúen a su alrededor y se orienten con la carga positiva mirando hacia la partícula sólida. Esto crea una esfera de mayor radio que la anterior pero que se mantiene cargada de la misma forma, solo que con un potencial menor debido al aumento de superficie; esta nueva esfera atrae a nuevas moléculas de agua hasta ir formando esferas cada vez mayores y con una carga superficial menor. Como es lógico, la primera capa de moléculas de agua está atraída con mayor fuerza que la segunda y así sucesivamente, hasta que la fuerza se hace prácticamente nula.

A la fuerza de unión entre la fase sólida del suelo y la líquida se le conoce como “potencial matricial”. Existe una cierta proporcionalidad entre éste y el contenido de humedad.

Cuando el suelo se encuentra a su capacidad máxima, la mayor parte del agua se encuentra muy retirada de la fase sólida y por tanto su potencial matricial es nulo. A medida que va desapareciendo el agua de los poros más gruesos y solo va quedando en los de menor tamaño, el potencial matricial va creciendo pues la distancia máxima de las moléculas de agua que llenan un poro es la del radio de ese poro, de modo que a menor tamaño de poro mayor es la fuerza con que el agua está retenida. Cuando el potencial matricial es igual a la presión atmosférica, las fuerzas de empuje y de sujección de las moléculas de agua se anulan por tener el mismo valor y signo opuesto, de modo que ese agua permanecería retenida de modo indefinido. En este punto se dice que el suelo se encuentra a su “capacidad de retención”

El agua que se escurre luego de la etapa de rápido escurrimiento, ahora de circulación lenta, es utilizable por las plantas pues existe suficiente aireación para que puedan respirar y obtener la energía suficiente para la succión, y la fuerza con que el agua está retenida es pequeña lo que facilita la labor de las raíces. En el cambio de velocidad se estima se encuentran llenos los poros cuyo diámetro es inferior a 8 mm, que es lo que se considera como “microporosidad”. En esta situación se dice que el suelo se encuentra a su “capacidad de campo”. Llegado el suelo a su capacidad de retención, solo la evaporación del agua o la succión de ella por las raíces de las plantas puede conseguir eliminarla, pero esto nunca sucede por completo mas que en los primeros centímetros del suelo que es donde se produce un fácil intercambio con la atmósfera libre. A este punto va llegando el agua más profunda mediante ascenso capilar por las diferencias de potencial matricial que se van creando, pero la velocidad de suministro se va haciendo cada vez más pequeña a medida que se van reduciendo las diferencias. Esto hace que el lazo capilar se rompa en un determinado momento y cese el aporte de agua a la superficie, esta sitación se conoce como “punto de ruptura del lazo capilar” .

El agua que puede retener el suelo a su capacidad de campo menos la que mantiene en el punto de marchitamiento, es la que se conoce como “agua útil” y es la aprovechable por las plantas. El contenido total de ésta que se estima que puede llegar a esa zona por ascenso capilar, constituye la “reserva de agua” del suelo. Cuanto más alta sea esta mayor será la posibilidad de resistencia de las plantas a un periodo seco. Existe otro factor asociado al potencial matricial en la capacidad de suministro de agua a las plantas, es la presión osmótica de la solución del suelo. Existen también otros factores modificadores asociados a la geometría de los poros del suelo.

Todo este proceso de retención de agua por parte del suelo está asociado a la presencia de coloides, sobre todo los minerales o arcilla.

3. Fase gaseosa.

La fase gaseosa o “atmósfera del suelo” está constituida por un gas de composición parecida al aire cualitativamente pero con proporciones diferentes de sus componentes. Ella permite la respiración de los organismos del suelo y de las raíces de las plantas que cubren su superficie. También ejerce un papel de primer orden en los procesos de oxido-reducción que tienen lugar en el suelo.

El intercambio gaseoso entre el suelo y la atmósfera se produce por difusión entre ambos. No obstante existen procesos que favorecen este intercambio y que se conocen como respiración del suelo. Ésta se realiza primordialmente por los cambios de volumen que experimenta la fase sólida del suelo en las alternancias térmicas producidas entre el día y la noche; también se ve favorecida por los periodos de lluvia que desalojan la práctica totalidad del aire existente, que es absorbido de la atmósfera a medida que el agua va abandonando el suelo a través de la macroporosidad del mismo que es el dominio de los gases.

La importancia de la respiración de los organismos en la composición de la atmósfera del suelo, se pone de manifiesto por las diferencias estacionales que se observan en el contenido de dióxido de carbono, cuyos máximos corresponde a los periodos de máxima actividad. Estas diferencias se acrecientan en los suelos cultivados pues el efecto de la respiración radicular es el más intenso. Para un mismo año y terreno, los contenidos en dióxido de carbono llegan a cuadruplicarse en las áreas en que el suelo está cultivado respecto al que está en barbecho. La importancia de la transformación de la materia orgánica en el contenido en dióxido de carbono del aire del suelo, se pone de manifiesto cuando comparamos las composiciones de suelos sometidos a una aplicación de enmiendas orgánicas con los no sometidos a las mismas.

Propiedades físico químicas.

Son las que afectan a los fenómenos de superficie, especialmente a la interfase sólido-líquido. Muy relacionada con la presencia y distribución de los diferentes iones está la reacción del suelo. Es uno de los factores esenciales en la distribución de las diferentes especies vegetales sobre el planeta, pues cada una tiene unas preferencias determinadas en cuanto al valor del pH del suelo sobre el que habitan, así como unos hábitos nutritivos específicos cuya satisfacción por el suelo está muy condicionada por el pH. Recordemos los conceptos de acidófila, basófila, calcícola o calcífuga que se aplican a determinadas plantas y que marcan las preferencias por unos hábitats determinados.

14-Los organismos del suelo

Los incontables miles de millones de microbios y otros organismos que habitan el suelo, no son propiamente constituyentes de éste pero forman parte integral e indispensable de todos los suelos fértiles. Las plantas superiores son incapaces de utilizar los elementos en su forma orgánica compleja ni como minerales brutos. Los primeros tienen que ser desdoblados hasta materiales inorgánicos o minerales y los segundos tienen que ser solubilizados. Así los habitantes del suelo constituyen el eslabón necesario en muchos de estaos procesos y la ayuda es de valor incalculable.

Funciones Generales

Los procesos que intervienen en la descomposición de la materia orgánica, durante los cuales se forman nuevos compuestos, se los conoce como putrefacción, fermentación y descomposición. Estos mecanismos son de importancia singular, porque sin la presencia de los microbios y sus funciones, la materia orgánica se acumularía hasta un punto en el que todo el nitrógeno, fósforo, potasio, azufre y carbono combinados, estarían en forma inaprovechable, ya sea en combinación orgánica o como rocas o gases. Si los microorganismos del suelo, al atacar la materia orgánica, no librasen continuamente estos elementos tan importantes, poniéndolos en circulación de modo que puedan ser utilizados una y otra vez, pronto cesarían la vida animal y vegetal a causa del agotamiento de los elementos fácilmente aprovechables.

Una enorme variedad, verdadera legión de tipos microbianos habitan el suelo. Difieren, no precisamente en su apariencia, sino mas bien en sus hábitos vitales y en los procesos en los que toman parte. Estas formas de vida son tan pequeñas que no se observan a simple vista.

Desde un punto de vista energético, todos los organismos se enlazan en complejas redes tróficas cuyo depósito inicial de mayor energía es la materia orgánica que proviene del subsistema aéreo y que forma el “mantillo” y la de las raíces y sus exudados, incorporados directamente; hojas, troncos, frutos, ramas, raíces, cadáveres etc, son los principales sustratos para la descomposición. Este depósito es utilizado por los descomponedores en general: bacterias y hongos que mineralizan y producen el cambio necesario de materia orgánica a inorgánica: de “resto inútil” a “nutriente vegetal”; el resto de los organismos se divide entre una gran diversidad de saprófagos que fragmentan, mezclan y cambian la naturaleza física de la materia orgánica, favoreciendo su mineralización y un gran conjunto de depredadores que regulan los tamaños poblacionales de sus presas, influyendo en la velocidad de traspaso de energía a través de esta gran red. Como característica especial de esta trama trófica, la materia resintetizada a partir de restos orgánicos, vuelve tarde o temprano a engrosar el depósito inicial a causa de la muerte.

Organismos que viven dentro del suelo

Megabiotas comprende vertebrados, como serpientes, zorras, ratones, topos y conejos que sobre todo escarban el suelo para alimentarse o refugiarse.

Macrobiotas (diámetro > 2 milímetros) comprende invertebrados (por ejemplo: hormigas, termitas, ciempiés, lombrices, caracoles y arañas). Las raíces de las plantas son a menudo incluidas en estas biotas.

Mesobiotas (diámetro 0.1–2 milímetros), suelen vivir en los poros del suelo. Este grupo se compone de microartrópodos, como los ácaros, pseudoescorpiones y colémbolos.

Microbiotas (diámetro < 0.1 milímetros), son muy abundantes, están en todos lados y son muy diversos. Entre la microflora están las algas, bacterias, hongos y levaduras que pueden descomponer casi cualquier sustancia natural. La microfauna comprende nemátodos, protozoarios, turbelarios, tardígrados y rotíferos.

Hongos. bacterias y nemátodos. Los microorganismos también son importantes para la productividad vegetal, son las biotas más abundantes de los suelos y a ellos incumbe la regulación de los ciclos de la materia orgánica y los nutrientes, la fertilidad y restablecimiento de los suelos, y las buenas condiciones para el crecimiento de las plantas. Más de 90% de las plantas del mundo desarrollan una asociación simbiótica con uno de los 5 tipos de micorrizas, un hongo que actúa como extensión natural del sistema radicular de la planta. Esta asociación aumenta la capacidad de las plantas de absorver los nutrimentos, las protege contra los patógenos, y aumenta su tolerancia contra los agentes contaminantes y las condiciones adversas del suelo, tales como el estrés hídrico, el bajo pH y la alta temperatura del suelo.

La función de los seis géneros de la familia de bacterias Rhizobiaceae en la producción de leguminosas esta bien documentada. También se utilizan mucho en las regiones tropicales, sobre todo en Brasil y México, la asociacion de bacterias diazotróficas y endofiticas que no sólo fijan el nitrógeno de la atmósfera sino que modifican la forma e incrementan el número de pelos radiculares, ayudando así a las plantas a absorber más elementos nutritivos. La aplicación de estos organismos en inoculantes (sobre todo en el maíz, arroz, trigo y caña de azúcar) ha incrementado la producción agrícola “desde niveles insignificantes hasta casi el 100 por ciento”.

Se han utilizado muchas especies y géneros de bacterias para favorecer el crecimiento de las plantas. Las que han dado mejores resultados son Agrobacterium radiobacter, utilizada para controlar el cáncer bacteriano en numerosas familias vegetales; Bacilus subtilus, que elimina la podredumbre de las raíces de los cereales, y diversos bacilos inoculadores que se usan en China en los cultivos de hortalizas. La microfauna de los suelos además desempeña una importante función en la protección fitosanitaria. Los nemátodos se utilizan con buenos resultados contra una amplia variedad de plagas de insectos, entre ellos los gusanos blancos, otiorrincos, moscas de la fruta y sírices de la madera. La experimentación en invernaderos ha demostrado que los nemátodos además son eficaces para combatir diversos hongos patógenos a las raíces.

Con todo, el informe señala que la función de los microorganismos de los suelos en la agricultura sigue sin valorarse adecuadamente: “ El uso excesivo y el mal uso de insumos externos, como fertilizantes inorgánicos y plaguicidas - conjuntamente con cultivos especializados o monocultivos - puede propiciar un considerable incremento en la producción general de alimentos, pero también agotan la fertilidad y los componentes biológicos del suelo y degradan los elementos físicos de la tierra. Hace falta un planteamiento integral que tome en cuenta las repercusiones potenciales de la agricultura en la biodiversidad de los suelos, que mantenga la fertilidad de los suelos, la productividad y la protección de los cultivos, aprovechando al máximo las sinergias ecológicas entre los diversos elementos biológicos del ecosistema y mejorando la eficiencia biológica de los procesos que se dan en los suelos. Esto sería útil para la agricultura comercial moderna, y sobre todo en las tierras marginales en vía de degradación, en las tierras ya degradadas que necesitan saneamiento y en las regiones donde no es viable una agricultura que requiera abundantes insumos externos”.