Biomasa de la biosfera terrícola

 Distribución de biomasa en la biosfera:

La biomasa de los humanos, su ganado y sus mascotas hace 10.000 años era el 0,1% de la biomasa de los vertebrados terrestres.  Actualmente esa proporción es de 98%.

Este cambio tan extraordinario en tan poco tiempo es uno de los múltiples argumentos para sostener el concepto de Antropoceno como caracterización de la presente etapa del Sistema Tierra.

Hay otras entradas en este blog La mirada del Búho sobre el Antropoceno.  En esta ocasión nos concentraremos en la distribución de la biomasa entre los diferentes taxones de la biosfera, al menos en los niveles de dominios, reinos y filos.  

A pesar del desmesurado crecimiento demográfico de la especie humana, apenas somos la diezmilésima parte de la biomasa total.  De ahí la importancia de conocer el peso de los demás seres vivos en la biosfera, un indicativo de su importancia y un dato que ayuda a comprender mejor los ecosistemas, las cadenas tróficas y los ciclos biogeoquímicos.

El cálculo de la biomasa se hace utilizando como unidad de medida las gigatoneladas de carbono (Gt C).  La biosfera completa tiene casi 550 Gt C, esto es, unas 550.000 millones de toneladas de carbono.

El método de medición sigue el siguiente esquema:

En esta aproximación estamos siguiendo el siguiente artículo científico (ver enlace ) publicado en PNAS en 2018.

Vale aclarar que los cálculos tienen diferentes grados de incertidumbre según el taxón.  Con plantas y animales hay bastante certidumbre, pero con las bacterias no tanto.

La mayor parte de la biomasa está en la superficie de los continentes: 470 Gt C, lo cual se debe principalmente a las plantas que son de lejos el principal componente de la biomasa total con 450 Gt C.  Ahí se refleja el poder energético de la luz solar aprovechado por medio de la fotosíntesis.

Otra parte importante está también en los continentes, pero en las profundidades subterráneas: 70 Gt C, lo cual se debe sobre todo a las bacterias y en menor grado a las arqueas.  Así que los continentes suman 540 Gt C (casi 99%) y los océanos, a pesar de su inmensidad, apenas aportan 6 Gt C, un poco más del 1%.  

Sin embargo, los océanos aportan más biomasa que los continentes en lo que se refiere a los reinos animal y protistas, sólo que estos dos reinos pesan poco en el total.  Los hongos, al igual que las plantas, son habitantes de la superficie terrestre en continentes e islas y con poca presencia relativa en océanos.

Estas distribuciones pueden observarse en la siguientes gráficas:

En la gráfica A vemos lo dicho, la distribución de la biomasa en los 3 espacios: superficie terrestre, subterráneo profundo y marino.  En la B vemos cómo cada uno de los 6 reinos se distribuye en los 3 espacios.  Y en la C vemos como en el espacio marino hay 5 veces más consumidores que productores de carbono (5 Gt C frente a 1 Gt C), mientras que en el espacio terrestre hay 450 gigatoneladas de productores (plantas) y 20 de consumidores.  

En el reino vegetal hay 320 Gt C por encima del suelo y 130 Gt C en el subsuelo, básicamente raíces.  En el subsuelo también abundan los microbios.  Aproximadamente hay una proporción de 3/2 entre la biomasa sobre la superficie de los continentes y la biomasa subterránea.

Volvamos a la primera imagen que encabeza esta entrada. Bacterias y arqueas con 77 Gt C representan algo más del 14% de la biomasa, sólo superados por el casi 82% que aportan las plantas. Pero las bacterias tiene 10 veces más biomasa que las arqueas.  Es un desbalance notorio entre las dos formas primigenias de la vida en la Tierra.  El resto de la biomasa, menos del 4% se lo reparten fungi, protistas y animales.

Los animales, con 2 Gt C, representan apenas el 0,36% de la biomasa total.  Es el reino que menos aporta a la biomasa. Un dato que los animalistas sin visión ecológica suelen ignorar.

Los protistas, pequeños seres unicelulares eucariotas, con 4 Gt C duplican la biomasa de los animales, mientras que los hongos (con 12 Gt C) triplican a los protistas y sextuplican a los animales.

Los virus, aunque no son seres vivos, sí son tenidos en cuenta en este conteo por su bioquímica compartida con las formas de vida, pero no aportan mucho en términos de biomasa: sólo llegan a la décima parte que los animales, apenas triplicando la biomasa humana.

Focalicémonos ahora en los animales y sus 2 Gt C que equivalen a 2.000 Megatoneladas de carbono (2.000 Mt C).  Los humanos pesan 60 megatoneladas y su ganado y mascotas 100 megatoneladas (principalmente ganado vacuno y porcino).  Suman 160 megatoneladas (155 si sacamos los pollos), mientras que los mamíferos silvestres apenas llegan a 7 megatoneladas, incluyendo mamíferos marinos.  Una proporción de 22 a 1.

Si los mamíferos pesamos 162 megatoneladas, las aves pesan 7, pero las silvestres apenas llegan a 2 megatoneladas, menos que las 5 megatoneladas de aves domésticas (básicamente pollos), último legado de los dinosaurios.  La mayor parte de la biomasa animal está representada por los artrópodos, con mil megatoneladas, y los peces (una categoría no válida en taxonomía), con 700 megatoneladas.  Todos estos animales suman entonces 1.870 megatoneladas y el resto queda repartido entre moluscos, anélidos, cnidarios y nemátodos.  ¿Y los anfibios y reptiles? Su aporte cuantitativo es tan pequeño que  fueron desestimados para la gráfica.  Nótese que los humanos y sus animales domésticos, más el resto de los vertebrados, todos sumados, tiene menos biomasa que los moluscos y también menos que los anélidos.

Para los que no están familiarizados con estas clasificaciones recordemos algunos ejemplos de esos taxones:

-Artrópodos: insectos, arácnidos, crustáceos (cangrejos, langostas), miriápodos

-Moluscos: pulpos, calamares, ostras, caracoles

-Anélidos: lombrices, sanguijuelas, ciertos gusanos ("gusano" no es una categoría taxonómica válida)

-Cnidarios: medusas, pólipos, corales, anémonas, hidras (no tienen simetría bilateral)

-Nemátodos: una gran variedad de "gusanos" 

Metabolismo y contribución dinámica   

Las plantas y las bacterias son la mayor parte de la biomasa, pero el 70% de la biomasa vegetal está en forma de madera y otras células de muy bajo metabolismo, y asimismo sucede con el 90% de las bacterias que viven en las profundidades de la tierra.  Si restamos esas contribuciones tenemos: 150 Gt C de raíces y hojas, 9 Gt C de bacterias terrestres y marinas muy activas y los 12 Gt C de hongos que es un reino supremamente activo.  En estos términos bacterias y fungi se equiparan, pero las plantas siguen siendo, de lejos, los mayores contribuyentes en los ciclos biogeoquímicos que "mueven" la dinámica de la biosfera.

Biodiversidad y biomasa

Por otro lado, la biodiversidad no se correlaciona con la biomasa.  Hay especies que individualmente contribuyen más a la biomasa que clases enteras con muchas especies.  Son dos análisis complementarios.

Impacto antropogénico

Ya hemos visto los datos actuales.  Más difícil es hacer estimativos de épocas anteriores a la civilización que implicó la extinción de buena parte de la megafauna en el paleolítico tardío, el mesolítico y aún en el neolítico, para posteriormente producir el auge de algunas especies domesticadas (un "pacto fáustico" lo llama Yuval Harari).  

Según el artículo que estamos siguiendo los mamíferos salvajes terrestres se habrían reducido a la séptima parte (de 20 a 3 megatoneladas), los mamíferos marinos a la quinta parte (de 20 a 4 megatoneladas), o sea que en conjunto bajaron de 40 a 7 megatoneladas, unas 6 veces menos.  No obstante, la biomasa de mamíferos en general se ha multiplicado por 4, incrementándose de 40 a más de 162 megatoneladas de carbono, debido a la expansión de humanos y su ganado.  El impacto humano también ha afectado a los peces que han perdido más de 100 megatoneladas debido a la pesca, una magnitud cercana a lo que los mamíferos han ganado.  Pero lo más tremendo es la pérdida en el reino fundamental, el vegetal, que ha visto reducida su biomasa a la mitad de lo que era.  Es cierto que la agricultura ha crecido al mismo tiempo que disminuían los bosques, pero los cultivos apenas representan el 2% de la biomasa vegetal (unos 10 Gt C). Teniendo en cuenta el peso del reino vegetal podemos decir que, en general, la biomasa total de la biosfera se ha reducido a la mitad en un lapso de pocos miles de años, un parpadeo en términos geológicos.

La siguiente gráfica no es tomada del artículo en mención, pero refiere a este tema del cambio de biomasa en animales domésticos (incluido el domesticado ser humano) y salvajes (en color verde).

Finalmente, ofrecemos otra gráfica que no pertenece al artículo, pero trata el mismo tema y coincide en los datos.