Mucho más que arena
Las Costras Biológicas del Suelo*
Por Gabriel Millán
El suelo del desierto esconde ciudades microscópicas. Estos mundos diminutos se conocen como Costras Biológicas del Suelo y son una suerte de límite entre la tierra y la atmósfera, un puente a través del cual ambos estratos se comunican.
El suelo de los desiertos esconde ciudades microscópicas. En estos vecindarios increíbles habitan musgos, algas, líquenes, hongos, bacterias y algunos otros inquilinos.
Las Costra Biológicas del Suelo (CBS), como se conoce a estos mundos diminutos, es una compleja mezcla de organismos que viven asociados unos con otros. Algunos autores consideran que la CBS es una especie de límite entre el suelo terrestre y la atmósfera, un puente a través del cual ambos estratos desarrollan una infinidad de interacciones ecológicas.
La CBS está presente prácticamente en todas las zonas desérticas, alpinas y polares del planeta. Ha sido descrita en todos los continentes y se calcula que podría abarcar el 40% de la superficie terrestre en el mundo. En países como México las CBS sobresalen en las zonas montañosas y mucho más en los desiertos, donde puede abarcar más del 70% del total del suelo que no está ocupado por otras plantas; ahí forman una cobertura de diversos colores — dependiendo del elemento principal que las constituya — que van del negro más cenizo hasta el naranja, pasando por diversos tonos de marrón, marfil, verde y amarillo.
Aunque habitualmente imaginamos las zonas áridas y semiáridas como sitios desolados sin nada más que bolas de maleza rodantes, o centramos nuestro interés en plantas vasculares, lo cierto es que los desiertos tienen un equilibrio ecológico delicado, así como complejos sistemas de vegetación tanto vascular como no vascular. Las costras biológicas forman parte de este equilibrio. Ocupan espacios “en blanco” del suelo, donde no hay malezas, cactus, agaves, yucas, arbustos, siemprevivas, compuestas, pastos, etc. Así como la cáscara de una fruta protege su pulpa y semillas, así las CBS cubren el suelo del desierto, protegiéndolo contra la erosión y nutriéndolo, gracias a los complejos procesos químicos que en ellas ocurren.
Las CBS están conformadas por una mezcla de organismos de diferentes órdenes, entre los que se incluyen hongos, algas, líquenes, musgos, briófitas, hepáticas y cianobacterias, las cuales son capaces de realizar fotosíntesis. Además, en ellas habitan diversas familias de microartrópodos, como colémbolos, tardígrados y ácaros, y ocasionalmente nematodos y protozoarios. Si la costra biológica fuera un vecindario, podríamos decir que además de vivir unos al lado de los otros, cada uno de los habitantes realiza acciones que no solo lo benefician a él, sino a todos los demás.
Cada costra es diferente
Las CBS difieren entre sí por varios aspectos, entre ellos el tipo de elementos que las constituyen en mayor proporción, así como por la especies de este elemento principal. Entre los más se encuentran las costras conformadas mayoritariamente por algas, por líquenes, por musgos y por cianobacterias. Esta diferencia está relacionada, por ejemplo, con el tipo de suelo, la temperatura, la precipitación, la altura y la ubicación.
Ya que las algas se consideran los primeros organismos que habitan el suelo (primocolonizadores), las costas conformadas principalmente por ellas preparan el terreno para que, con el tiempo, otros organismos puedan llegar a establecerse, jugando un papel crucial en la sucesión natural. Además, estas CBS protegen el suelo de la erosión y facilitan que se fije. Se presentan comúnmente en regiones altas y desiertos fríos donde el suelo se congela, son difíciles de observar sin un microscopio y a veces dan una coloración verde al suelo.
Por otro lado, las CBS en las que los líquenes son el elemento principal son muy características, ya que estos organismos tienen colores y formas muy determinados: algunos son verde, rojo, marrón, blanco y negro; sus formas van del crecimiento semejante a una corteza, a un aspecto negruzco gelatinoso, pasando por formas de copos y aspectos tridimensionales. Se desarrollan más lentamente que los musgos y su distribución está estrechamente relacionada con la precipitación. Están ampliamente diseminadas en México, Estados Unidos, Australia, etc.
Para el caso de las CBS dominadas por musgos, el pH del suelo y el contenido de arcilla son factores determinantes para su distribución. Se presentan con mayor frecuencia en los microclimas más húmedos de las zonas áridas y semiáridas, como bajo la copa de arbustos, en grietas y al pie de plantas rosetófilas (agaves, yucas, echeverias, etc).
Las CBS de cianobacterias tienen una gran distribución mundial, siendo uno de los tipos de costras con mayor extensión, en parte por su gran resistencia a las condiciones extremas de humedad y temperatura. Habitualmente presentan característico color negruzco y una consistencia cementada, lo que ayuda a evitar que se erosione.
Una corteza fundamental para el suelo y para las plantas
Hasta hace un par de décadas las costras biológicas no eran investigadas a fondo y se desconocía su importancia para los ecosistemas, pero en los últimos 20 años la atención hacia estos diminutos vecindarios ha incrementado. Gracias a la investigación sobre ellas ahora se reconoce su importancia para los ecosistemas.
Los estudios han demostrado que las CBS forman una barrera que protege al suelo contra la erosión por agua, aire y, en cierta medida, por el paso de animales. En este proceso de cementación del suelo intervienen componentes de la costra como los líquenes, quienes dan estabilidad al suelo gracias a unos filamentos llamados hifas, y las cianobacterias, quienes producen sustancias pegajosas que ayudan a cementar el suelo. Junto con las algas y los musgos, estos elementos forman una red en la que se depositan partículas orgánicas y minerales, el trabajo en equipo del “vecindario” hace posible la formación de esa característica capa.
La investigación sobre estas asociaciones de microorganismos también ha revelado su importancia para la fertilidad del suelo y la subsistencia de las plantas. Como los humanos, las especies vegetales necesitan de agua y nutrientes para su desarrollo, elementos que suelen ser escasos en los desiertos. Ahí es donde entran las costras biológicas. Por un lado, incrementan la capacidad del suelo para captar agua y retener la humedad en la superficie y, por el otro, las cianobacterias en las costras procesan el nitrógeno disuelto en el aire y lo depositan en el suelo en forma de nitrógeno aprovechable por las plantas. Además, nutren los suelos con fósforo, carbono y potasio. La combinación de humedad y nutrientes aportados por las costras propicia que las semillas de especies vegetales grandes y pequeñas puedan germinar y desarrollarse.
La CBS tiene una gran importancia para la cementación del suelo, ya que a través de las sustancias que se producen se consolidan y mantienen unidas las partículas de arena y otros minerales. Además de eso, las CBS juegan un papel importante en el ciclo hidrológico, ya que posibilitan una mayor infiltración del suelo y ayudan a mantener la humedad. Esta humedad, a su vez, está relacionada con otro de las grandes contribuciones de las costras a los ecosistemas en los que se desarrolla: su aporte de nutrientes al suelo. Se ha identificado que las CBS participan principalmente en dos procesos, el de la fijación de nitrógeno y en el ciclo del carbono. Sin embargo, se ha encontrado que también tienen influencia en la cantidad de materia orgánica, manganeso, calcio, potasio, magnesio y fósforo disponibles en el suelo bajo ellas.
Respecto al nitrógeno, las cianobacterias y cianolíquenes presentes en las costras biológicas tienen la capacidad de tomar el nitrógeno atmosférico, fijarlo y reducirlo a amonio para hacerlo disponible para las plantas vasculares, liberándolo al suelo en cuestión de minutos u horas. En ecosistemas desérticos y semidesérticos la principal fijación de nitrógeno la realizan los organismos que componen la CBS, proceso relacionado con la temperatura, la luz y la humedad. En cuanto al ciclo del carbono, las costras biológicas fijan el carbono atmosférico a través de la fotosíntesis de cianobacterias y cianolíquenes, para luego liberarlo en el suelo por medio de lixiviación y descomposición. Estos procesos son fundamentales para aumentar la fertilidad del suelo. Igual que el nitrógeno, el ciclo de carbono en las CBS depende de factores como la humedad y temperatura.
Una superficie difícil de restaurar
La formación de las costras biológicas en el suelo es un proceso que involucra muchos elementos, es lento y complicado, tan complicada su formación como su restauración cuando son afectadas. Las costras son entidades susceptibles a dañarse por factores ambientales y físicos, como el impacto por el paso de animales, personas o vehículos; los incendios, las plantas invasoras, la contaminación ambiental, por basura y desechos químicos, el cambio de uso de suelo, por mencionar algunos. Sin embargo, la carga al ecosistema por el pastoreo se considera el mayor factor de perturbación de las CBS. Cuando las costras se dañan o se remueven dejan el suelo al desnudo, a merced de la erosión por agua y aire, y sin la cantidad de nutrientes que ellas le aportan. Dependiendo del grado de afectación de las costras, se calcula que deben pasar entre 35 y 65 años para que los líquenes y cianobacterias se restablezcan, y unos 250 años para que los musgos vuelvan a tomar su ritmo. La gestión adecuada del pastoreo, restringiendo la zona de tránsito y ramoneo del ganado, puede ser una de las actividades principales para permitir la restauración de las costras biológicas del suelo.
Visitando las costras
En el 2013 formé parte de una expedición por varias localidades en el desierto mexicano en el estado de San Luis Potosí, junto con mis amigos Pedro y Sandra, quienes me invitaron a acompañarlos. Al segundo día viaje, mientras íbamos a la caza de algunos Turbinicarpus el ocaso comenzó a sorprendernos en La Morita. Tomamos una brecha de terracería y Pedro — quien era el guía y además conducía el vehículo — decidió que nos detuviéramos en un páramo para ahí acampar. El lugar era curioso y recordaba el lecho de un antiguo lago, ahora seco.
A primera vista el sitio parecía desprovisto de vegetación, a excepción de algunas cardos (Cylindropuntia leptocaulis) y arbustillos de mezquite (Prosopis sp.). Cuando bajamos de la camioneta Pedro se dirigió a nosotros para decirnos: “aquí vamos a encontrar kotschoubeyanus”. Efectivamente, luego de caminar sobre el suelo sin vegetación nos sorprendimos al observar varios ejemplares de Ariocarpus kotschoubeyanus creciendo al cobijo de costras biológicas de cianobacterias y al cobijo de los arbustos logramos ver Echinocereus cinerascens. Luego de pasar la noche bajo un cielo enormemente estrellado y bajo la visión de la Vía Láctea, al día siguiente exploramos con detenimiento el suelo.
Registramos muchos ejemplares de A. kotschoubeyanus, creciendo al lado de Lophophora koehresii, así como individuos solitarios y colonias de Coryphantha maiz-tablasensis; todas ellas especies que claramente también habían logrado desarrollarse gracias a los beneficios otorgados por las costras biológicas. Al caminar por el lecho del lago también fue posible darnos cuenta del daño que el paso de las personas, del ganado y de los vehículos le causa a la cobertura del suelo, ya que al romperla y fragmentarla se propicia su desaparición y se da paso a la erosión por agua y aire. Las costras de cianobacterias se encontraban fragmentadas, mostrando un grave deterioro.
Después de levantar el campamento partimos de ahí rumbo a Las Tablas para continuar la caza del Turbinicarpus lophophoroides. Luego de avanzar varios kilómetros, Pedro tomó un camino que terminaba en una zona donde se apreciaba que el suelo era blanquecino con coloraciones oscuras. Luego de descender de la camioneta y comenzar a buscar, logramos ver nuevamente Coryphantha maiz-tablasensis y algunos minutos después de comenzar a buscar en el suelo encontramos el tan esperado T. lophophoroides, creciendo en un suelo salino, cubierto por una delgada capa de costra biológica. En una salida anterior a Dr. Arroyo, Nuevo León, también pude observar una cobertura en el suelo similar a la presente en La Morita, solo que las especies de cactáceas que vimos eran Thelocactus hexaedrophorus, Ariocarpus retusus y Pelecyphora strobiliformis.
Durante este viaje pude ver algunos ejemplos de la presencia de las CBS en las zonas desérticas, sin embargo, si partimos de que la CBS es fundamental para la germinación, el establecimiento, nutrición y desarrollo de especies vasculares como cactáceas, entonces entenderemos que su perturbación puede tener consecuencias graves para la permanencia de muchas especies y por tanto del equilibrio ecológico, de ahí la importancia de su conservación y restauración.
La importancia de la acción humana
Por estas y muchas otras razones, la siguiente vez que camines en el desierto, recuerda que las costras bajo tus pies son enormes grupos de diminutos organismos que viven juntos, y que cada uno de ellos es importante para la supervivencia, no solo de la costra, sino del ecosistema entero y, por favor, ten cuidado para evitar deterioro y daños innecesarios.
Bibliografía consultada
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*Este artículo fue publicado originalmente en inglés, en la revista Acta Succulenta 2(3) [257–362] 2014–10–20. Disponible aquí: http://www.acta-succulenta.eu/dwn/en/ActaSucculenta_2_3_2014_EN.pdf
