La ecología de los desiertos es el estudio de las interacciones entre los componentes bióticos y abióticos de los ambientes desérticos . Un ecosistema desértico se define por las interacciones entre los organismos , el clima en el que viven y cualquier otra influencia no viva en el hábitat . Los desiertos son regiones áridas que generalmente se asocian con temperaturas cálidas; sin embargo, también existen desiertos fríos. Los desiertos se pueden encontrar en todos los continentes, y los desiertos más grandes se encuentran en la Antártida , el Ártico , el norte de África y Oriente Medio .
Los desiertos experimentan una amplia gama de temperaturas y condiciones climáticas, y pueden clasificarse en cuatro tipos: cálidos, semiáridos, costeros y fríos. Los desiertos cálidos experimentan temperaturas cálidas durante todo el año y precipitaciones anuales bajas. Los bajos niveles de humedad en los desiertos cálidos contribuyen a altas temperaturas diurnas y a una gran pérdida de calor nocturna. La temperatura media anual en los desiertos cálidos es de aproximadamente 20 a 25 °C, sin embargo, las condiciones climáticas extremas pueden dar lugar a temperaturas que oscilan entre -18 y 49 °C.
Generalmente, se producen lluvias seguidas de largos períodos de sequía. Los desiertos semiáridos experimentan condiciones similares a los desiertos cálidos, sin embargo, las temperaturas máximas y mínimas tienden a ser menos extremas y generalmente varían de 10 a 38 °C. Los desiertos costeros son más fríos que los desiertos cálidos y semiáridos, con temperaturas promedio de verano que varían entre 13 y 24 °C. También presentan valores de precipitación total más altos. Los desiertos fríos son similares en temperatura a los desiertos costeros, sin embargo, reciben más precipitaciones anuales en forma de nevadas. [1] Los desiertos son más notables por sus climas secos; generalmente un resultado de su geografía circundante. Por ejemplo, las cadenas montañosas que bloquean la lluvia y la distancia de los océanos son dos características geográficas que contribuyen a la aridez del desierto. Las cadenas montañosas que bloquean la lluvia crean sombras de lluvia. A medida que el aire se eleva y se enfría, su humedad relativa aumenta y parte o la mayor parte de la humedad llueve, dejando poco o nada de vapor de agua para formar precipitaciones en el otro lado de la cordillera.
Los desiertos ocupan una quinta parte de la superficie terrestre y se encuentran en dos franjas: entre los 15° y los 35° de latitud, tanto en el hemisferio sur como en el norte. [2] Estas franjas están asociadas con las altas intensidades solares que reciben todas las áreas de los trópicos y con el aire seco que desciende por los brazos descendentes de las celdas de circulación atmosférica de Hadley y Ferell . Los vientos secos retienen poca humedad en estas áreas y también tienden a evaporar el agua presente.
Muchos ecosistemas desérticos están limitados por los niveles de agua disponibles, más que por las tasas de radiación o temperatura. El flujo de agua en estos ecosistemas puede considerarse similar al flujo de energía; de hecho, a menudo resulta útil analizar el flujo de agua y energía en conjunto cuando se estudian los ecosistemas desérticos y su ecología. [3]
La disponibilidad de agua en los desiertos también puede verse obstaculizada por los sedimentos sueltos. Las nubes de polvo se forman comúnmente en climas ventosos y áridos. Los científicos han teorizado anteriormente que las nubes de polvo del desierto aumentarían las precipitaciones, sin embargo, algunos estudios más recientes han demostrado que la precipitación en realidad se inhibe por este fenómeno al absorber la humedad de la atmósfera. Esta absorción de humedad atmosférica puede dar lugar a un ciclo de retroalimentación positiva , que conduce a una mayor desertificación . [4]
Los paisajes desérticos pueden contener una amplia variedad de características geológicas, como oasis , afloramientos rocosos , dunas y montañas . [5] Las dunas son estructuras formadas por el viento que mueve sedimentos en montículos. Las dunas del desierto generalmente se clasifican según su orientación en relación con el viento directamente. Posiblemente el tipo de duna más reconocible son las dunas transversales, caracterizadas por crestas transversales a la dirección del viento. Muchas dunas se consideran activas , lo que significa que pueden moverse y cambiar con el tiempo debido a la influencia del viento. Sin embargo, algunas dunas pueden anclarse en su lugar por la vegetación o la topografía, lo que impide su movimiento. [6] Algunas dunas también pueden denominarse pegajosas. Este tipo de dunas se producen cuando los granos de arena individuales se cementan entre sí. Las dunas pegajosas tienden a ser más estables y resistentes a la reelaboración del viento que las dunas sueltas. [7] Las dunas Barchan y Seif se encuentran entre las dunas desérticas más comunes. Las dunas de Barján se forman cuando los vientos soplan continuamente en la misma dirección y se caracterizan por tener una forma de medialuna en la parte superior de la duna. Las dunas de Seif son largas y estrechas, presentan una cresta afilada y son más comunes en el desierto del Sahara. [8]
El análisis de las características geológicas en entornos desérticos puede revelar mucho sobre la historia geológica de la zona. Mediante la observación e identificación de depósitos rocosos, los geólogos pueden interpretar el orden de los acontecimientos que tuvieron lugar durante la formación del desierto. Por ejemplo, la investigación realizada sobre la geología de la superficie del desierto de Namib permitió a los geólogos interpretar los movimientos antiguos del río Kuiseb basándose en las edades de las rocas y las características identificadas en la zona. [9]
Los desiertos sustentan diversas comunidades de plantas y animales que han desarrollado resistencia y métodos para sortear las temperaturas extremas y las condiciones áridas. Por ejemplo, las praderas desérticas son más húmedas y ligeramente más frías que sus ecosistemas circundantes. Muchos animales obtienen energía comiendo la vegetación circundante, sin embargo, las plantas del desierto son mucho más difíciles de consumir para los organismos. [10] Para evitar temperaturas intensas, la mayoría de los pequeños mamíferos del desierto son nocturnos y viven en madrigueras para evitar el intenso sol del desierto durante el día. Estas madrigueras evitan el sobrecalentamiento y la deshidratación, ya que mantienen una temperatura óptima para el mamífero. [11] La ecología del desierto se caracteriza por suelos secos y alcalinos , baja producción neta y patrones de alimentación oportunistas por parte de herbívoros y carnívoros . Las tácticas de supervivencia de otros organismos tienen una base fisiológica. Dichas tácticas incluyen la finalización de los ciclos de vida antes de las temporadas de sequía previstas y el almacenamiento de agua con la ayuda de órganos especializados. [12]
Los climas desérticos son particularmente exigentes para los organismos endotérmicos . Sin embargo, estos organismos han adaptado mecanismos para ayudar a retener agua en hábitats como los ecosistemas desérticos, que comúnmente se ven afectados por la sequía. [13] En entornos donde la temperatura externa es menor que su temperatura corporal, la mayoría de los endotermos pueden equilibrar la producción y pérdida de calor para mantener una temperatura agradable. Sin embargo, en los desiertos donde las temperaturas del aire y del suelo superan la temperatura corporal, los endotermos deben poder disipar las grandes cantidades de calor que se absorben en estos entornos. Para hacer frente a condiciones extremas, los endotermos del desierto se han adaptado a través de medios de evasión, relajación de la homeostasis y especializaciones. Los roedores nocturnos del desierto, como la rata canguro , pasarán el día en madrigueras frescas en las profundidades de la tierra y emergerán por la noche para buscar alimento. Las aves son mucho más móviles que los endotermos que viven en el suelo y, por lo tanto, pueden evitar la deshidratación inducida por el calor volando entre fuentes de agua. Para evitar el sobrecalentamiento, las temperaturas corporales de muchos mamíferos del desierto se han adaptado para ser mucho más altas que las de los mamíferos que no viven en el desierto. Los camellos , por ejemplo, pueden mantener temperaturas corporales que son aproximadamente iguales a las temperaturas típicas del aire del desierto. Estas adaptaciones les permiten retener grandes cantidades de agua durante períodos prolongados de tiempo. Otros ejemplos de temperatura corporal más alta en mamíferos del desierto incluyen la ardilla terrestre antílope diurna y el órix . Ciertos endotermos del desierto han desarrollado características muy específicas y únicas para combatir la deshidratación. Las gangas macho tienen plumas abdominales especializadas que pueden atrapar y transportar agua. Esto les permite proporcionar una fuente de hidratación para sus polluelos, que aún no tienen la capacidad de volar hacia las fuentes de agua por sí mismos. [14]
Aunque los desiertos tienen climas severos, algunas plantas aún logran crecer. Las plantas que pueden sobrevivir en desiertos áridos se llaman xerófitas , lo que significa que pueden sobrevivir a largos períodos secos. Estas plantas pueden cerrar sus estomas durante el día y abrirlos nuevamente por la noche. Durante la noche, las temperaturas son mucho más frescas y las plantas experimentarán menos pérdida de agua y absorberán mayores cantidades de dióxido de carbono para la fotosíntesis.
Las adaptaciones de las xerófitas incluyen resistencia al calor y a la pérdida de agua, mayor capacidad de almacenamiento de agua y menor área superficial de las hojas. Una de las familias más comunes de plantas del desierto son los cactus , que están cubiertos de espinas o cerdas afiladas para defenderse de la herbivoría. Las cerdas de ciertos cactus también tienen la capacidad de reflejar la luz solar, como las del cactus anciano . Ciertas xerófitas, como la adelfa , presentan estomas que están hundidos como una forma de protección contra los vientos cálidos y secos del desierto, lo que permite que las hojas retengan el agua de manera más efectiva. Otra adaptación única se puede encontrar en xerófitas como el ocotillo , que "no tienen hojas durante la mayor parte del año, lo que evita la pérdida excesiva de agua". [15]
También hay plantas llamadas freatófitas que se han adaptado a las duras condiciones del desierto desarrollando sistemas de raíces extremadamente largos, algunos de los cuales miden 25 metros de largo; para alcanzar el nivel freático que asegura el suministro de agua a la planta. [16]
El duro clima de la mayoría de las regiones desérticas es un gran obstáculo para la realización de investigaciones sobre estos ecosistemas. En los entornos que requieren adaptaciones especiales para sobrevivir, a menudo es difícil o incluso imposible para los investigadores pasar largos períodos de tiempo investigando la ecología de dichas regiones. Para superar las limitaciones impuestas por los climas desérticos, algunos científicos han utilizado avances tecnológicos en el área de la teledetección y la robótica . Uno de estos experimentos, realizado en 1997, hizo que un robot especializado llamado Nomad viajara a través de una parte del desierto de Atacama . Durante esta expedición, Nomad viajó más de 200 kilómetros y proporcionó a los investigadores muchas fotografías de los sitios visitados a lo largo de su camino. [17] En otro experimento realizado en 2004, llamado Experimento Unificado de Aerosoles de los Emiratos Árabes Unidos, los investigadores utilizaron satélites y modelos informáticos para estudiar las emisiones y su efecto sobre el clima en el desierto de Arabia. [18]