Costras biológicas: las delicadas “pieles” de los suelos áridos

No deja de ser sorprendente la cantidad de amigos invisibles de la vida en el planeta que hemos descubierto en el último siglo. Tampoco es sorprendente que durante miles de años hayamos subestimado, gracias a nuestra profunda ignorancia y precaria administración de las riquezas de la Tierra, su valor en el equilibrio ecológico, geológico, climático y sanitario, por mencionar algunos. El resultado es que, muchas veces los acontecimientos ambientales se suceden con tanta rapidez que podemos llegar a pensar que nuestra única y delicada nave espacial, la Tierra, está haciendo aguas por todas partes.

El casquete polar se reduce durante el verano septentrional a niveles record casi todos los años. Los icebergs que se desprenden de los glaciares en ambos polos son cada vez de mayores dimensiones. De pronto, se abre un hoyo descomunal en la mitad de un pueblo en los Estados Unidos o en Rusia. Tenemos nevadas extremas, sequías extremas, nubes de polvo, tormentas de arena; calor estival en primavera, lluvias otoñales en verano; insectos de Asia y África invaden Europa y Norteamérica, y un tipo de viruela, restringida a África, aparece casi simultáneamente en varios países alrededor del globo. La globalización, es sin duda, global; abarca mucho más que la economía y el intercambio de bienes y servicios y personas. También se han globalizado los problemas ambientales y las consecuencias de un desequilibrio en una región pueden sentirse a miles de kilómetros de distancia.

En marzo de 2022, España se vio envuelta en una densa nube de polvo proveniente del Sahara. La calima tiñó de rojo los cielos del país como no lo había hecho en más de 10 años, e hizo que muchos pensásemos en nuestro vecino Marte, el planeta rojo, el de las tormentas de arena. Pero la calima ha vuelto en mayo. Menos intensa que la de marzo, algunos solo notamos el polvo depositado nuevamente en las barandas de los balcones, en los marcos de las ventanas y en los parabrisas de los coches. Todos asociamos la calima a los vientos, pero ese polvo también tiene mucho que ver con las costras biológicas, o mejor dicho, con su deterioro.

Qué son las costras biológicas

Las costras biológicas o biocrusts (en inglés) son capas superficiales de suelo delgadas y cohesionadas por microorganismos, que forman una especie de alfombra viva en los suelos de ambientes áridos. Partículas de suelo y microorganismos forman una unidad estructural y funcional. No en vano algunos llaman al biocrust, la piel de los suelos áridos. Los hongos, los líquenes, las cianobacterias, las algas, las hepáticas (plantas no vasculares en forma de hígado) y otros organismos microscópicos o casi microscópicos que viven en la superficie del suelo forman esta singular comunidad.

Las costras biológicas se forman en los suelos de los desiertos, las sabanas y los matorrales áridos y semiáridos, y cubren casi 12% de la superficie del planeta. Esta cubierta es tan delgada (unos pocos milímetros de espesor) y delicada que puede destruirse fácilmente con una pisada pero, paradójicamente, es bastante resistente al viento, al menos, dentro de ciertos límites. Las costras biológicas pueden dar al suelo, aparentemente desnudo, una textura rugosa, y colorearlo en parches según las especies que dominen en cada uno.

Las costras biológicas son a la vez estructuras biológicas y edáficas (del suelo). Los organismos vivos se entremezclan íntimamente con las partículas del suelo hasta formar una unidad, si bien, son los seres vivos quienes realizan el trabajo de ingeniería, por decirlo de alguna manera.

Estas costras suelen pasar desapercibidas para los visitantes de las zonas áridas, a menos que se les ocurra acostarse sobre el suelo, panza abajo, y echarle un ojo cuidadoso a lo que tienen enfrente, o mejor dicho, debajo. Los millones de turistas que caminan por las tierras de los cañones en el corazón del estado de Utah en los Estados Unidos, son recibidos con este mensaje “No rompas la costra”. En inglés suena más bonito “Don´t bust the crust”.

Las costras biológicas están presentes en todos los ecosistemas áridos del planeta, sobre casi todos los tipos de suelo, donde la cubierta foliar sea escasa o nula. Aunque parezca increíble se encuentran también en la Antártida. Por supuesto, la estructura y la composición de especies varían de una costra a otra, según el tipo de suelo y el clima. Las costras no se forman en suelos cubiertos de hojas porque bloquean la luz que los microrganismos del suelo necesitan para desarrollarse.

Las costras biológicas servidoras globales

Aproximadamente 40% de las tierras del plantea son tierras áridas, y en ellas, las costras biológicas son la cubierta dominante, por encima de las gramíneas y arbustos. A penas comenzamos a comprender que las biocostras son las ingenieras de los ecosistemas áridos de todo el planeta. Primero, estabilizan el suelo al aglutinar las partículas entre sí y evitar que salgan volando por los aires. De esta manera son la principal protección contra las tormentas de arena y las nubes de polvo que, de producirse, pueden dar la vuelta al planeta. La calima producida por el polvo en suspensión no es solo un problema estético que transforma un cielo azul en uno rojo, sino una amenaza para la salud humana y la vida silvestre. Si bien ese polvo puede ser rico en nutrientes, en grandes cantidades ocasiona problemas ambientales de consideración: reduce la calidad del agua, acelera el derretimiento de los glaciares, disminuye la capacidad de la nieve para reflejar la luz solar, reduce la duración de la cubierta de nieve en varias semanas, y reduce el flujo de agua del deshielo. En la cuenca alta del Rio Colorado en Estados Unidos, este último efecto es tal que el agua perdida supera a la cantidad que consume la cuidad de Las Vegas en un año.

Segundo, las comunidades que forman las costras biológicas acumulan carbono y nitrógeno, mejoran la fertilidad del suelo y favorecen la germinación. Esto a su vez, afecta la biodiversidad de plantas y animales, y la productividad de los ecosistemas áridos. Sin embargo, solo las costras que tienen cianobacterias y cianolíquenes fijan el nitrógeno. Sin biocostras, los desiertos serían tierra muerta, y la agricultura sería imposible.

Tercero, las costras modifican las propiedades hidrológicas del suelo, como su permeabilidad al agua y la retención de la humedad. La biocostra ayuda a retener parte de la humedad extra que llega a las zonas áridas durante la época de los monzones y reduce el efecto erosivo de la escorrentía superficial.

Cuarto y último, las costras biológicas afectan el balance térmico del ecosistema al modificar el albedo de la superficie del suelo y la absorción de radiación calórica.

No exageramos al decir que las costras biológicas son el elemento clave en los ecosistemas áridos de todo el planeta. De perderse, desaparecería el resto de la vida en ellos y se afectarían regiones remotas debido al impacto de la erosión y el transporte de polvo en suspensión, por mencionar solo dos efectos globales.

Peligros a la vuelta de la esquina

Las costras biológicas son fuertes y frágiles a la vez. Son capaces de soportar vientos persistentes y lluvias torrenciales estacionales. Algunos experimentos han demostrado que los suelos cubiertos con costras biológicas retienen el polvo frente a vientos 4,8 veces más fuertes que los suelos desnudos. Esto significa que son 4,8 veces más resistentes a la erosión eólica. Esta información junto con estimaciones de la cubierta de costras a nivel planetario, permitió estimar la cantidad de polvo que atraparían las costras de todo el planeta cada año: unos 0,7 petagramos (un billardo de gramos). En otros términos, el biocrust reduciría las emisiones de polvo atmosférico en un 60%.

Sin embargo, las costras biológicas son vulnerables al daño mecánico causado por las pisadas humanas, las pezuñas de los animales y por supuesto, a los neumáticos de nuestros automóviles. Sin duda, el turismo de aventura y en entornos naturales, confundidos con turismo ecológico (uno que debe ser respetuoso con el ambiente, controlado y mínimo en su impacto), son una amenaza creciente, pero para nada reciente. En el plató del Colorado se ha documentado, durante varias décadas, el daño causado a las costras biológicas por las caminatas y paseos a caballo .

Sin embargo, aun sin actividad humana directa en las tierras áridas, el cambio climático podría haber comenzado a pasar factura. El incremento de las temperaturas, las sequias más prolongadas e intensas, y las lluvias torrenciales se asocian ya a la pérdida del biocrust. Las tormentas de arena han incrementado su frecuencia en el sur de los Estados Unidos. La mayor parte de polvo en suspensión que llevan los vientos de aquí para allí proviene de las zonas áridas.

Un estudio experimental de largo plazo sobre el efecto del calentamiento en las costras ha demostrado una disminución en la riqueza y abundancia de musgos. Las proyecciones de las condiciones climáticas futuras, el cambio en el uso de la tierra y la información sobre las condiciones que puede tolerar el biocrust, han permitido estimar que en 50 años se podría perder entre 25 y 40% de las costras biológicas del planeta. Esto, a su vez, incrementaría la erosión de los suelos aridos y la suspensión del polvo entre 5 y 15%.

Restaurar la piel del suelo es posible

Las costras biológicas se destruyen fácilmente y se recuperan con dificultad. Esto no es difícil de entender cuando tomamos en cuenta el tamaño de los seres que les dan origen.

El crecimiento de las costras de suelo depende de muchos factores, pero la humedad y el tamaño de las partículas del suelo son unos de los más importantes; por supuesto, la presencia de propágulos es fundamental. En suelos húmedos y de partículas finas puede tomar unos dos años establecer una costra, mientras que en los muy secos y de partículas gruesas podría tomar varias centenas y hasta miles de años.

La restauración natural de las biocostras es lenta, entre 80 y varios miles de años. Algunas investigaciones recientes indican que las costras pueden regenerarse naturalmente a un ritmo mayor del estimado previamente. Por ejemplo, las dominadas por cianobacterias podrían recuperarse en unos 5 a 10 años; las dominadas por musgos y líquenes en unos 10 a 30 años. En cualquier caso, la recuperación podría acelerarse con un poco de ayuda, por ejemplo, cultivando las cianobacterias en el laboratorio y luego rociándolas sobre el suelo a recuperar. El cultivo de costras completas en condiciones de invernadero es bastante rápido pero, en los ensayos realizados hasta ahora, las costras no sobreviven cuando son replantadas en el suelo a recuperar. La viabilidad del cultivo ex situ también es discutible porque exige extraer costras sanas del suelo y llevarlas al invernadero. Un paso adelante es el cultivo de la biocostra al aire libre, en granjas de biocostras, donde las condiciones son menos benévolas y más realistas que en los invernaderos. La materia prima para estas granjas se extrae de zonas en las que la costra va a ser dañada o removida, por ejemplo, para construir caminos o gaseoductos. Los resultados de este experimento en la primera granja de este tipo en Utah han sido esperanzadores. Todo ha sido innovador, incluso el sistema de cosecha de la costra y el método de trasplante. Sin embargo, el sistema es todavía muy costoso para ser viable a gran escala. Puedes encontrar un compendio de los métodos de restauración intentados hasta ahora, sus pros y contras aquí.

Es triste decirlo, pero el descuido humano trae consigo gastos ingentes para intentar recuperar lo que hemos destruido por nuestra voracidad o ignorancia. Como decía mi abuela “es mejor prevenir que tener que lamentar”. La próxima vez que vayamos de paseo a una tierra árida, miremos primero donde ponemos el pie. Las zonas áridas no están desprovistas de vida, pero la vida más importante a duras penas sobresale del suelo. Esa capa que pisamos, raspamos, atropellamos con nuestros vehículos es el sustento de todo lo demás.