Naturaleza
El mundo material y sus fenómenos

Un panorama compuesto en time-lapse de diferentes fenómenos naturales y entornos alrededor del Monte Bromo , Indonesia.

La naturaleza es un carácter o constitución inherente, [1] particularmente de la ecosfera o del universo en su conjunto. En este sentido general, la naturaleza se refiere a las leyes , elementos y fenómenos del mundo físico, incluida la vida . Aunque los seres humanos son parte de la naturaleza, la actividad humana o los seres humanos en su conjunto a menudo se describen como en desacuerdo, o directamente separados e incluso superiores a la naturaleza. [2]

Durante el advenimiento del método científico moderno en los últimos siglos, la naturaleza se convirtió en la realidad pasiva , organizada y movida por leyes divinas. [3] [4] Con la Revolución Industrial , la naturaleza comenzó a ser vista cada vez más como la parte de la realidad privada de intervención intencional: por lo tanto, fue considerada sagrada por algunas tradiciones ( Rousseau , el trascendentalismo estadounidense ) o un mero decoro para la providencia divina o la historia humana ( Hegel , Marx ). Sin embargo, una visión vitalista de la naturaleza, más cercana a la presocrática, renació al mismo tiempo, especialmente después de Charles Darwin . [2]

En los diversos usos de la palabra hoy en día, "naturaleza" a menudo se refiere a la geología y la vida silvestre . Naturaleza puede referirse al reino general de los seres vivos y, en algunos casos, a los procesos asociados con objetos inanimados: la forma en que existen tipos particulares de cosas y cambian por sí mismos, como el clima y la geología de la Tierra . A menudo se toma como el " entorno natural " o la naturaleza salvaje : animales salvajes, rocas, bosques y, en general, aquellas cosas que no han sido alteradas sustancialmente por la intervención humana o que persisten a pesar de la intervención humana. Por ejemplo, los objetos manufacturados y la interacción humana generalmente no se consideran parte de la naturaleza, a menos que se califiquen como, por ejemplo, "naturaleza humana" o "la naturaleza en su totalidad". Este concepto más tradicional de cosas naturales que todavía se puede encontrar hoy en día implica una distinción entre lo natural y lo artificial, entendiéndose por artificial lo que ha sido creado por una conciencia humana o una mente humana . Dependiendo del contexto particular, el término "natural" también podría distinguirse de lo antinatural o lo sobrenatural . [2]

Etimología

La palabra naturaleza proviene del francés antiguo nature y se deriva del vocablo latino natura , o "cualidades esenciales, disposición innata", y en la antigüedad, literalmente significaba " nacimiento ". [5] En la filosofía antigua, natura se utiliza principalmente como la traducción latina de la palabra griega physis (φύσις), que originalmente se relacionaba con las características intrínsecas de las plantas, los animales y otras características del mundo para desarrollarse por sí mismas. [6] [7] El concepto de naturaleza como un todo, el universo físico , es una de varias expansiones de la noción original; [2] comenzó con ciertas aplicaciones centrales de la palabra φύσις por parte de los filósofos presocráticos (aunque esta palabra tenía una dimensión dinámica entonces, especialmente para Heráclito ), y ha ganado popularidad de manera constante desde entonces.

Tierra

La canica azul , que es una famosa vista de la Tierra , tomada en 1972 por la tripulación del Apolo 17

La Tierra es el único planeta conocido que alberga vida , y sus características naturales son objeto de muchos campos de investigación científica. Dentro del Sistema Solar , es el tercero más cercano al Sol; es el planeta terrestre más grande y el quinto más grande en general. Sus características climáticas más destacadas son sus dos grandes regiones polares, dos zonas templadas relativamente estrechas y una amplia región ecuatorial tropical a subtropical . [8] La precipitación varía ampliamente según la ubicación, desde varios metros de agua por año hasta menos de un milímetro. El 71 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta por océanos de agua salada. El resto consiste en continentes e islas, con la mayor parte de la tierra habitada en el hemisferio norte .

La Tierra ha evolucionado a través de procesos geológicos y biológicos que han dejado rastros de las condiciones originales. La superficie exterior está dividida en varias placas tectónicas que migran gradualmente . El interior permanece activo, con una gruesa capa de manto plástico y un núcleo lleno de hierro que genera un campo magnético . Este núcleo de hierro está compuesto por una fase interna sólida y una fase externa fluida. El movimiento convectivo en el núcleo genera corrientes eléctricas a través de la acción del dinamo, y estas, a su vez, generan el campo geomagnético.

Las condiciones atmosféricas han sido alteradas significativamente con respecto a las condiciones originales por la presencia de formas de vida [9], que crean un equilibrio ecológico que estabiliza las condiciones de la superficie. A pesar de las amplias variaciones regionales del clima en función de la latitud y otros factores geográficos, el clima global promedio a largo plazo es bastante estable durante los períodos interglaciares [10] , y las variaciones de uno o dos grados de la temperatura global promedio han tenido históricamente efectos importantes en el equilibrio ecológico y en la geografía real de la Tierra [11] [12]

Geología

La geología es la ciencia que estudia la materia sólida y líquida que constituye la Tierra. El campo de la geología abarca el estudio de la composición, la estructura , las propiedades físicas , la dinámica y la historia de los materiales de la Tierra , y los procesos por los cuales se forman, se mueven y se modifican. El campo es una disciplina académica importante y también es importante para la extracción de minerales e hidrocarburos , el conocimiento y la mitigación de los peligros naturales , algunos campos de la ingeniería geotécnica y la comprensión de los climas y entornos pasados .

Evolución geológica

Tres tipos de límites tectónicos de placas geológicas

La geología de un área evoluciona a través del tiempo a medida que se depositan e insertan unidades de roca y los procesos de deformación cambian sus formas y ubicaciones.

Las unidades de roca se depositan primero por deposición sobre la superficie o se introducen en la roca suprayacente . La deposición puede ocurrir cuando los sedimentos se depositan sobre la superficie de la Tierra y luego se litifican en roca sedimentaria , o cuando el material volcánico , como la ceniza volcánica o los flujos de lava , cubre la superficie. Las intrusiones ígneas, como los batolitos , lacolitos , diques y umbrales , empujan hacia arriba en la roca suprayacente y cristalizan a medida que se introducen.

Una vez depositada la secuencia inicial de rocas, las unidades rocosas pueden deformarse y/o metamorfosearse . La deformación ocurre típicamente como resultado del acortamiento horizontal, la extensión horizontal o el movimiento de lado a lado ( desplazamiento ). Estos regímenes estructurales se relacionan en términos generales con los límites convergentes , los límites divergentes y los límites de transformación , respectivamente, entre las placas tectónicas .

Perspectiva histórica

Una animación que muestra el movimiento de los continentes desde la separación de Pangea hasta la actualidad.

Se estima que la Tierra se formó hace 4.540 millones de años a partir de la nebulosa solar , junto con el Sol y otros planetas . [13] La Luna se formó aproximadamente 20 millones de años después. Inicialmente fundida, la capa exterior de la Tierra se enfrió, dando lugar a la corteza sólida. La desgasificación y la actividad volcánica produjeron la atmósfera primordial. El vapor de agua condensado , la mayor parte o la totalidad del cual provenía del hielo transportado por los cometas , produjo los océanos y otras fuentes de agua. [14] Se cree que la química altamente energética produjo una molécula autorreplicante hace unos 4.000 millones de años. [15]

El plancton habita océanos, mares y lagos, y ha existido en diversas formas durante al menos 2 mil millones de años. [16]

Los continentes se formaron, luego se separaron y volvieron a formarse a medida que la superficie de la Tierra se remodelaba a lo largo de cientos de millones de años, y en ocasiones se combinaron para formar un supercontinente . Hace aproximadamente 750 millones de años, el primer supercontinente conocido, Rodinia , comenzó a separarse. Los continentes luego se recombinaron para formar Pannotia , que se separó hace unos 540 millones de años, y finalmente Pangea , que se separó hace unos 180 millones de años. [17]

Durante la era neoproterozoica , las temperaturas gélidas cubrieron gran parte de la Tierra con glaciares y capas de hielo. Esta hipótesis se ha denominado " Tierra bola de nieve " y es de particular interés porque precede a la explosión cámbrica en la que las formas de vida multicelulares comenzaron a proliferar hace unos 530-540 millones de años. [18]

Desde la explosión cámbrica se han producido cinco extinciones masivas claramente identificables . [19] La última extinción masiva se produjo hace unos 66 millones de años, cuando la colisión de un meteorito probablemente desencadenó la extinción de los dinosaurios no aviares y otros grandes reptiles, pero salvó la vida de los animales pequeños, como los mamíferos . Durante los últimos 66 millones de años, la vida de los mamíferos se diversificó. [20]

Hace varios millones de años, una especie de pequeño simio africano adquirió la capacidad de mantenerse erguido. [16] La posterior aparición de la vida humana y el desarrollo de la agricultura y la posterior civilización permitieron a los humanos afectar la Tierra más rápidamente que cualquier forma de vida anterior, afectando tanto la naturaleza y la cantidad de otros organismos como el clima global. En comparación, el Gran Evento de Oxigenación , producido por la proliferación de algas durante el período sideriano , necesitó unos 300 millones de años para culminar.

La era actual se clasifica como parte de un evento de extinción masiva , el evento de extinción del Holoceno , el más rápido que haya ocurrido jamás. [21] [22] Algunos, como EO Wilson de la Universidad de Harvard , predicen que la destrucción humana de la biosfera podría causar la extinción de la mitad de todas las especies en los próximos 100 años. [23] La extensión del evento de extinción actual todavía está siendo investigada, debatida y calculada por los biólogos. [24] [25] [26]

Atmósfera, clima y tiempo

La luz azul se dispersa más que otras longitudes de onda por los gases de la atmósfera , lo que le da a la Tierra un halo azul cuando se la ve desde el espacio.

La atmósfera de la Tierra es un factor clave para el sostenimiento del ecosistema. La delgada capa de gases que envuelve la Tierra se mantiene en su lugar por la gravedad. El aire está compuesto principalmente de nitrógeno , oxígeno , vapor de agua , con cantidades mucho menores de dióxido de carbono, argón, etc. La presión atmosférica disminuye de manera constante con la altitud. La capa de ozono desempeña un papel importante en la reducción de la cantidad de radiación ultravioleta (UV) que llega a la superficie. Como el ADN se daña fácilmente con la luz UV, esto sirve para proteger la vida en la superficie. La atmósfera también retiene el calor durante la noche, reduciendo así las temperaturas extremas diarias.

El clima terrestre se produce casi exclusivamente en la parte inferior de la atmósfera y sirve como un sistema convectivo para redistribuir el calor. [27] Las corrientes oceánicas son otro factor importante en la determinación del clima, en particular la importante circulación termohalina submarina que distribuye la energía térmica desde los océanos ecuatoriales a las regiones polares. Estas corrientes ayudan a moderar las diferencias de temperatura entre el invierno y el verano en las zonas templadas. Además, sin las redistribuciones de energía térmica por parte de las corrientes oceánicas y la atmósfera, los trópicos serían mucho más cálidos y las regiones polares mucho más frías.

Iluminación

El clima puede tener efectos tanto beneficiosos como perjudiciales. Los fenómenos meteorológicos extremos, como los tornados , los huracanes y los ciclones , pueden consumir grandes cantidades de energía a lo largo de su trayectoria y producir devastación. La vegetación de la superficie ha desarrollado una dependencia de la variación estacional del clima, y ​​los cambios repentinos que duran solo unos pocos años pueden tener un efecto dramático, tanto en la vegetación como en los animales que dependen de su crecimiento para su alimentación.

El clima es una medida de las tendencias meteorológicas a largo plazo. Se sabe que varios factores influyen en el clima , incluidas las corrientes oceánicas, el albedo de la superficie , los gases de efecto invernadero , las variaciones en la luminosidad solar y los cambios en la órbita de la Tierra. Según los registros históricos y geológicos, se sabe que la Tierra ha sufrido cambios climáticos drásticos en el pasado, incluidas las eras de hielo .

Un tornado en el centro de Oklahoma

El clima de una región depende de varios factores, especialmente la latitud . Una franja latitudinal de la superficie con atributos climáticos similares forma una región climática. Hay varias regiones de este tipo, que van desde el clima tropical en el ecuador hasta el clima polar en los extremos norte y sur. El tiempo también está influenciado por las estaciones, que son resultado de la inclinación del eje de la Tierra con respecto a su plano orbital . Por lo tanto, en un momento dado durante el verano o el invierno, una parte de la Tierra está más directamente expuesta a los rayos del sol . Esta exposición se alterna a medida que la Tierra gira en su órbita. En cualquier momento dado, independientemente de la estación, los hemisferios norte y sur experimentan estaciones opuestas.

El clima es un sistema caótico que se modifica fácilmente con pequeños cambios en el medio ambiente , por lo que la predicción meteorológica precisa se limita a sólo unos pocos días. [28] En general, dos cosas están sucediendo en todo el mundo: (1) la temperatura está aumentando en promedio; y (2) los climas regionales han estado experimentando cambios notables. [29]

El agua en la Tierra

Las Cataratas del Iguazú en la frontera entre Brasil y Argentina

El agua es una sustancia química que se compone de hidrógeno y oxígeno (H2O) y es vital para todas las formas de vida conocidas. [30] En el uso típico, "agua" se refiere solo a su forma líquida , pero también tiene un estado sólido, hielo , y un estado gaseoso , vapor de agua o vapor . El agua cubre el 71% de la superficie de la Tierra . [31] En la Tierra, se encuentra principalmente en océanos y otros grandes cuerpos de agua, con un 1,6% de agua bajo tierra en acuíferos y un 0,001% en el aire como vapor , nubes y precipitaciones . [32] [33] Los océanos contienen el 97% del agua superficial, los glaciares y los casquetes polares el 2,4%, y otras aguas superficiales terrestres como ríos, lagos y estanques el 0,6%. Además, una pequeña cantidad del agua de la Tierra está contenida en cuerpos biológicos y productos manufacturados.

Océanos

Una vista del océano Atlántico desde Leblon , Río de Janeiro

Un océano es una gran masa de agua salada y un componente principal de la hidrosfera. Aproximadamente el 71% de la superficie de la Tierra (un área de unos 361 millones de kilómetros cuadrados) está cubierta por océano, una masa continua de agua que habitualmente se divide en varios océanos principales y mares más pequeños. Más de la mitad de esta área tiene más de 3000 metros (9800 pies) de profundidad. La salinidad oceánica promedio es de alrededor de 35 partes por mil (ppt) (3,5 %), y casi toda el agua de mar tiene una salinidad en el rango de 30 a 38 ppt. Aunque generalmente se reconocen como varios océanos "separados", estas aguas comprenden una masa global e interconectada de agua salada a menudo denominada océano mundial u océano global. [34] [35] Este concepto de un océano global como una masa continua de agua con un intercambio relativamente libre entre sus partes es de fundamental importancia para la oceanografía . [36]

Las principales divisiones oceánicas están definidas en parte por los continentes , varios archipiélagos y otros criterios: estas divisiones son (en orden descendente de tamaño) el océano Pacífico , el océano Atlántico , el océano Índico , el océano Austral y el océano Ártico . Las regiones más pequeñas de los océanos se denominan mares, golfos, bahías y otros nombres. También existen lagos salados , que son cuerpos más pequeños de agua salada sin salida al mar que no están interconectados con el océano mundial. Dos ejemplos notables de lagos salados son el mar de Aral y el Gran Lago Salado .

Lagos

Lago Mapourika , Nueva Zelanda

Un lago (del latín lacus ) es una característica del terreno (o característica física ), un cuerpo de líquido en la superficie de un mundo que se localiza en el fondo de una cuenca (otro tipo de forma de relieve o característica del terreno; es decir, no es global) y se mueve lentamente, si es que se mueve. En la Tierra, un cuerpo de agua se considera un lago cuando está tierra adentro, no forma parte del océano, es más grande y profundo que un estanque y es alimentado por un río. [37] [38] El único mundo además de la Tierra que se sabe que alberga lagos es Titán , la luna más grande de Saturno, que tiene lagos de etano , muy probablemente mezclado con metano . No se sabe si los lagos de Titán son alimentados por ríos, aunque la superficie de Titán está tallada por numerosos lechos de ríos. Los lagos naturales en la Tierra generalmente se encuentran en áreas montañosas, zonas de rift y áreas con glaciación en curso o reciente . Otros lagos se encuentran en cuencas endorreicas o a lo largo de los cursos de ríos maduros. En algunas partes del mundo, hay muchos lagos debido a los patrones de drenaje caóticos que quedaron de la última edad de hielo . Todos los lagos son temporales en escalas de tiempo geológicas, ya que se llenarán lentamente con sedimentos o se derramarán de la cuenca que los contiene.

Estanques

El embalse de Westborough (Mill Pond) en Westborough, Massachusetts

Un estanque es un cuerpo de agua estancada , ya sea natural o artificial, que suele ser más pequeño que un lago. Una amplia variedad de cuerpos de agua artificiales se clasifican como estanques, incluidos los jardines acuáticos diseñados para la ornamentación estética, los estanques de peces diseñados para la cría comercial de peces y los estanques solares diseñados para almacenar energía térmica. Los estanques y lagos se distinguen de los arroyos por la velocidad de la corriente . Si bien las corrientes en los arroyos se observan fácilmente, los estanques y lagos poseen microcorrientes impulsadas térmicamente y corrientes moderadas impulsadas por el viento. Estas características distinguen a un estanque de muchas otras características del terreno acuático, como las pozas de arroyos y las pozas de marea .

Ríos

El río Nilo en El Cairo , la capital de Egipto

Un río es un curso de agua natural , [39] generalmente de agua dulce , que fluye hacia un océano, un lago, un mar u otro río. En algunos casos, un río simplemente desemboca en el suelo o se seca por completo antes de llegar a otro cuerpo de agua. Los ríos pequeños también pueden recibir otros nombres, como arroyo, riachuelo, arroyo, riachuelo y riachuelo; no existe una regla general que defina lo que se puede llamar río. Muchos nombres de ríos pequeños son específicos de la ubicación geográfica; un ejemplo es Burn en Escocia y el noreste de Inglaterra. A veces se dice que un río es más grande que un arroyo, pero este no siempre es el caso, debido a la vaguedad del lenguaje. [40] Un río es parte del ciclo hidrológico . El agua dentro de un río generalmente se recolecta de la precipitación a través de la escorrentía superficial , la recarga de agua subterránea , los manantiales y la liberación de agua almacenada en el hielo natural y los paquetes de nieve (es decir, de los glaciares ).

Arroyos

Un arroyo rocoso en Hawaii

Un arroyo es un cuerpo de agua que fluye con una corriente , confinado dentro de un lecho y riberas . En los Estados Unidos, un arroyo se clasifica como un curso de agua de menos de 60 pies (18 metros) de ancho. Los arroyos son importantes como conductos en el ciclo del agua , instrumentos en la recarga de aguas subterráneas y sirven como corredores para la migración de peces y vida silvestre . El hábitat biológico en las inmediaciones de un arroyo se llama zona ribereña . Dado el estado de la extinción en curso del Holoceno , los arroyos juegan un papel importante como corredor en la conexión de hábitats fragmentados y, por lo tanto, en la conservación de la biodiversidad . El estudio de los arroyos y las vías fluviales en general involucra muchas ramas de las ciencias naturales y la ingeniería interdisciplinarias, incluidas la hidrología , la geomorfología fluvial , la ecología acuática , la biología de los peces , la ecología ribereña y otras.

Ecosistemas

El lago Lomond, en Escocia, forma un ecosistema relativamente aislado. La comunidad de peces de este lago ha permanecido inalterada durante un período muy largo de tiempo. [41]
Exuberante y verde cordillera de Aravalli en el país del desierto – Rajastán , India.
Vista aérea de un ecosistema humano . En la imagen se ve la ciudad de Chicago.

Los ecosistemas están compuestos por una variedad de componentes bióticos y abióticos que funcionan de manera interrelacionada. [42] La estructura y composición están determinadas por varios factores ambientales que están interrelacionados. Las variaciones de estos factores iniciarán modificaciones dinámicas en el ecosistema. Algunos de los componentes más importantes son el suelo , la atmósfera , la radiación del sol , el agua y los organismos vivos.

Peñas Blancas, parte de la Reserva de la Biosfera de Bosawás . Ubicado al noreste de la ciudad de Jinotega en el Noreste de Nicaragua

El concepto de ecosistema se basa en la idea de que los organismos vivos interactúan con todos los demás elementos de su entorno local . Eugene Odum, uno de los fundadores de la ecología, afirmó: "Cualquier unidad que incluya todos los organismos (es decir, la "comunidad") en un área determinada que interactúan con el entorno físico de modo que un flujo de energía conduzca a una estructura trófica, diversidad biótica y ciclos materiales claramente definidos (es decir, intercambio de materiales entre partes vivas y no vivas) dentro del sistema es un ecosistema". [43] Dentro del ecosistema, las especies están conectadas y dependen unas de otras en la cadena alimentaria , e intercambian energía y materia entre ellas y con su entorno. [44] El concepto de ecosistema humano se basa en la dicotomía entre el hombre y la naturaleza y en la idea de que todas las especies dependen ecológicamente unas de otras, así como de los componentes abióticos de su biotopo . [45]

Una unidad de tamaño más pequeña se denomina microecosistema . Por ejemplo, un microsistema puede ser una piedra y toda la vida que hay debajo de ella. Un macroecosistema puede incluir una ecorregión completa , con su cuenca de drenaje . [46]

Desierto

Bosque antiguo de hayas europeas en el Parque Nacional Biogradska Gora , Montenegro

Las áreas silvestres se definen generalmente como áreas que no han sido modificadas significativamente por la actividad humana. Las áreas silvestres se pueden encontrar en reservas, fincas, granjas, reservas de conservación, ranchos, bosques nacionales , parques nacionales e incluso en áreas urbanas a lo largo de ríos, quebradas o áreas no desarrolladas. Las áreas silvestres y los parques protegidos se consideran importantes para la supervivencia de ciertas especies , los estudios ecológicos, la conservación y la soledad. Algunos escritores de naturaleza creen que las áreas silvestres son vitales para el espíritu y la creatividad humanos, [47] y algunos ecologistas consideran que las áreas silvestres son una parte integral del ecosistema natural autosostenible de la Tierra (la biosfera ). También pueden preservar rasgos genéticos históricos y proporcionar hábitat para la flora y fauna silvestres que pueden ser difíciles o imposibles de recrear en zoológicos , arboretos o laboratorios .

Vida

Ánade real hembra y patitos: la reproducción es esencial para la continuidad de la vida.

Aunque no existe un acuerdo universal sobre la definición de vida, los científicos generalmente aceptan que la manifestación biológica de la vida se caracteriza por la organización , el metabolismo , el crecimiento , la adaptación , la respuesta a los estímulos y la reproducción . [48] También se puede decir que la vida es simplemente el estado característico de los organismos .

Los organismos actuales, desde los virus hasta los humanos, poseen una molécula de información autorreplicante (genoma), ya sea ADN o ARN (como en algunos virus), y dicha molécula de información es probablemente intrínseca a la vida. Es probable que las primeras formas de vida se basaran en una molécula de información autorreplicante ( genoma ), tal vez ARN [49] [50] o una molécula más primitiva que el ARN o el ADN. La secuencia de desoxirribonucleótidos / ribonucleótidos específica en cada organismo individual actualmente existente contiene información de secuencia que funciona para promover la supervivencia, la reproducción y la capacidad de adquirir los recursos necesarios para la reproducción, y dichas secuencias probablemente surgieron temprano en la evolución de la vida. Las funciones de supervivencia presentes temprano en la evolución de la vida probablemente también incluyeron secuencias genómicas que promueven la prevención de daños a la molécula autorreplicante y también la capacidad de reparar dichos daños que ocurren. La reparación de algunos daños del genoma puede haber involucrado el uso de información de otra molécula similar mediante un proceso de recombinación (una forma primitiva de interacción sexual ). [51]

Las propiedades comunes a los organismos terrestres (plantas, animales, hongos , protistas , arqueas y bacterias) son que son celulares, basados ​​en carbono y agua, con una organización compleja, que tienen un metabolismo, capacidad de crecer, responder a estímulos y reproducirse. Una entidad con estas propiedades generalmente se considera vida. Sin embargo, no todas las definiciones de vida consideran que todas estas propiedades son esenciales. Los análogos de la vida creados por el hombre también pueden considerarse vida.

La biosfera es la parte de la capa exterior de la Tierra (que incluye la tierra, las rocas superficiales, el agua, el aire y la atmósfera) en la que se produce la vida y que, a su vez, los procesos bióticos alteran o transforman. Desde el punto de vista geofisiológico más amplio, la biosfera es el sistema ecológico global que integra a todos los seres vivos y sus relaciones, incluida su interacción con los elementos de la litosfera (rocas), la hidrosfera (agua) y la atmósfera (aire). La Tierra entera contiene más de 75 mil millones de toneladas (150 billones de libras o aproximadamente 6,8×10 13  kilogramos) de biomasa (vida), que vive en diversos entornos dentro de la biosfera. [52]

Más de nueve décimas partes de la biomasa total de la Tierra son plantas, de las que depende en gran medida la vida animal para su existencia. [53] Hasta la fecha se han identificado más de dos millones de especies de plantas y animales, [54] y las estimaciones del número real de especies existentes varían de varios millones a más de 50 millones. [55] [56] [57] El número de especies individuales de vida está en constante cambio, con nuevas especies apareciendo y otras dejando de existir de forma continua. [58] [59] El número total de especies está en rápido declive. [60] [61] [62]

Evolución

Una zona de la selva amazónica compartida entre Colombia y Brasil . Las selvas tropicales de América del Sur contienen la mayor diversidad de especies de la Tierra . [63] [64]

El origen de la vida en la Tierra no se conoce bien, pero se sabe que se produjo hace al menos 3.500 millones de años, [65] [66] [67] durante los eones Hádico o Arcaico en una Tierra primigenia que tenía un entorno sustancialmente diferente al que encontramos en la actualidad. [68] Estas formas de vida poseían los rasgos básicos de autorreplicación y rasgos hereditarios. Una vez que apareció la vida, el proceso de evolución por selección natural dio como resultado el desarrollo de formas de vida cada vez más diversas.

Las especies que no pudieron adaptarse al cambio del entorno y a la competencia de otras formas de vida se extinguieron. Sin embargo, el registro fósil conserva evidencia de muchas de estas especies más antiguas. La evidencia fósil y de ADN actual muestra que todas las especies existentes pueden rastrear una ascendencia continua hasta las primeras formas de vida primitivas. [68]

Cuando las formas básicas de vida vegetal desarrollaron el proceso de fotosíntesis, la energía del sol pudo ser aprovechada para crear condiciones que permitieran formas de vida más complejas. [69] El oxígeno resultante se acumuló en la atmósfera y dio origen a la capa de ozono . La incorporación de células más pequeñas dentro de otras más grandes resultó en el desarrollo de células aún más complejas llamadas eucariotas . [70] Las células dentro de las colonias se volvieron cada vez más especializadas, lo que dio lugar a verdaderos organismos multicelulares. Con la capa de ozono absorbiendo la dañina radiación ultravioleta , la vida colonizó la superficie de la Tierra.

Microbios

Un ácaro microscópico, Lorryia formosa

Las primeras formas de vida que se desarrollaron en la Tierra fueron unicelulares , y siguieron siendo la única forma de vida hasta hace unos mil millones de años, cuando comenzaron a aparecer los organismos multicelulares. [71] Los microorganismos son microscópicos y más pequeños de lo que el ojo humano puede ver. [72] Los microorganismos pueden ser unicelulares , como las bacterias , las arqueas , muchos protistas y una minoría de los hongos . [73]

Estas formas de vida se encuentran en casi todos los lugares de la Tierra donde hay agua líquida, incluido el interior de la Tierra. [74] Su reproducción es rápida y profusa. La combinación de una alta tasa de mutación y una capacidad de transferencia horizontal de genes [75] los hace altamente adaptables y capaces de sobrevivir en nuevos entornos, incluido el espacio exterior . [76] Forman una parte esencial del ecosistema planetario. Sin embargo, algunos microorganismos son patógenos y pueden representar un riesgo para la salud de otros organismos.

Los virus son agentes infecciosos , pero no son formas de vida autónomas , como es el caso de los viroides , los satélites , los DPI y los priones . [77]

Plantas y animales

Una selección de diversas especies de plantas.
Una selección de diversas especies animales.

Originalmente , Aristóteles dividió todos los seres vivos entre plantas, que generalmente no se mueven lo suficientemente rápido como para que los humanos las noten, y animales. En el sistema de Linneo , estos se convirtieron en los reinos Vegetabilia (más tarde Plantae ) y Animalia . Desde entonces, ha quedado claro que Plantae, tal como se definió originalmente, incluía varios grupos no relacionados, y los hongos y varios grupos de algas fueron trasladados a nuevos reinos. Sin embargo, estos todavía se consideran a menudo plantas en muchos contextos. La vida bacteriana a veces se incluye en la flora, [78] [79] y algunas clasificaciones utilizan el término flora bacteriana por separado de la flora vegetal .

Entre las muchas formas de clasificar las plantas se encuentran las floras regionales , que, según el propósito del estudio, también pueden incluir la flora fósil , restos
de vida vegetal de una era anterior. Las personas de muchas regiones y países se enorgullecen de sus conjuntos individuales de flora característica, que pueden variar ampliamente en todo el mundo debido a las diferencias en el clima y el terreno .

Las floras regionales se dividen comúnmente en categorías como la flora autóctona y la flora agrícola y de jardín , siendo estas últimas las que se cultivan y se utilizan de forma intencionada. Algunos tipos de "flora autóctona" en realidad fueron introducidos hace siglos por personas que migraron de una región o continente a otro, y se convirtieron en parte integral de la flora autóctona o natural del lugar al que fueron introducidos. Este es un ejemplo de cómo la interacción humana con la naturaleza puede desdibujar los límites de lo que se considera naturaleza.

Históricamente, se ha creado otra categoría de plantas para las malas hierbas . Aunque el término ha caído en desuso entre los botánicos como una forma formal de categorizar las plantas "inútiles", el uso informal de la palabra "malas hierbas" para describir aquellas plantas que se consideran dignas de eliminación es ilustrativo de la tendencia general de las personas y las sociedades a tratar de alterar o dar forma al curso de la naturaleza. De manera similar, los animales a menudo se clasifican de maneras como animales domésticos , animales de granja , animales salvajes , plagas , etc. según su relación con la vida humana.

Los animales como categoría tienen varias características que generalmente los distinguen de otros seres vivos. Los animales son eucariotas y generalmente multicelulares , lo que los separa de las bacterias, las arqueas y la mayoría de los protistos . Son heterótrofos , generalmente digieren los alimentos en una cámara interna, lo que los separa de las plantas y las algas . También se distinguen de las plantas, las algas y los hongos por carecer de paredes celulares .

Con algunas excepciones (la más notable es la de los dos filos que consisten en esponjas y placozoos ), los animales tienen cuerpos que se diferencian en tejidos . Estos incluyen músculos , que pueden contraerse y controlar la locomoción, y un sistema nervioso , que envía y procesa señales. También hay una cámara digestiva interna . Las células eucariotas que poseen todos los animales están rodeadas por una matriz extracelular característica compuesta de colágeno y glicoproteínas elásticas . Esta puede calcificarse para formar estructuras como conchas , huesos y espículas , un marco sobre el cual las células pueden moverse y reorganizarse durante el desarrollo y la maduración, y que sostiene la compleja anatomía requerida para la movilidad. [ cita requerida ]

Interrelación humana

A pesar de su belleza natural, los valles aislados a lo largo de la costa de Na Pali en Hawái están muy modificados por especies invasoras introducidas , como el roble hembra .

Impacto humano

Aunque los seres humanos representan solo una proporción minúscula de la biomasa viviente total de la Tierra, el efecto humano sobre la naturaleza es desproporcionadamente grande. Debido a la magnitud de la influencia humana, los límites entre lo que los seres humanos consideran naturaleza y los "entornos artificiales" no están claros, excepto en los extremos. Incluso en los extremos, la cantidad de entorno natural que está libre de una influencia humana perceptible está disminuyendo a un ritmo cada vez más rápido. Un estudio de 2020 publicado en Nature encontró que la masa antropogénica (materiales creados por el hombre) supera toda la biomasa viviente de la Tierra, y el plástico por sí solo supera la masa de todos los animales terrestres y marinos combinados. [80] Y según un estudio de 2021 publicado en Frontiers in Forests and Global Change , solo alrededor del 3% de la superficie terrestre del planeta está ecológica y faunísticamente intacta, con una baja huella humana y poblaciones saludables de especies animales nativas. [81] [82] Philip Cafaro, profesor de filosofía en la Escuela de Sostenibilidad Ambiental Global de la Universidad Estatal de Colorado , escribió en 2022 que "la causa de la pérdida de biodiversidad global es clara: otras especies están siendo desplazadas por una economía humana en rápido crecimiento". [83]

El desarrollo de la tecnología por parte de la raza humana ha permitido una mayor explotación de los recursos naturales y ha ayudado a aliviar algunos de los riesgos de los peligros naturales . Sin embargo, a pesar de este progreso, el destino de la civilización humana sigue estando estrechamente vinculado a los cambios en el medio ambiente. Existe un ciclo de retroalimentación altamente complejo entre el uso de tecnología avanzada y los cambios en el medio ambiente que solo lentamente se están entendiendo. [84] Las amenazas creadas por el hombre al medio ambiente natural de la Tierra incluyen la contaminación , la deforestación y los desastres como los derrames de petróleo. Los humanos han contribuido a la extinción de muchas plantas y animales, [85] con aproximadamente 1 millón de especies amenazadas de extinción en décadas. [86] La pérdida de biodiversidad y funciones de los ecosistemas durante el último medio siglo ha afectado la medida en que la naturaleza puede contribuir a la calidad de vida humana, [87] y las disminuciones continuas podrían representar una gran amenaza para la existencia continua de la civilización humana, a menos que se haga una rápida corrección del curso. [88] El valor de los recursos naturales para la sociedad humana no se refleja en los precios del mercado porque la mayoría de los recursos naturales están disponibles de forma gratuita. Esto distorsiona la fijación de precios de mercado de los recursos naturales y, al mismo tiempo, conduce a una inversión insuficiente en nuestros activos naturales. Se estima, de manera conservadora, que el costo global anual de los subsidios públicos que dañan la naturaleza es de entre 4 y 6 billones de dólares (millones de millones). No existen protecciones institucionales para estos bienes naturales, como los océanos y las selvas tropicales, y los gobiernos no han evitado estas externalidades económicas . [89] [90]

Los seres humanos utilizan la naturaleza tanto para actividades de ocio como económicas. La adquisición de recursos naturales para uso industrial sigue siendo un componente considerable del sistema económico mundial . [91] [92] Algunas actividades, como la caza y la pesca, se utilizan tanto para el sustento como para el ocio, a menudo por diferentes personas. La agricultura se adoptó por primera vez alrededor del noveno milenio a . C. La naturaleza influye en la riqueza económica, desde la producción de alimentos hasta la energía.

Aunque los primeros humanos recolectaban material vegetal no cultivado para alimentarse y empleaban las propiedades medicinales de la vegetación para curarse, [93] la mayor parte del uso humano moderno de las plantas se realiza a través de la agricultura . La tala de grandes extensiones de tierra para el cultivo de cultivos ha llevado a una reducción significativa de la cantidad disponible de forestación y humedales , lo que ha provocado la pérdida de hábitat para muchas especies vegetales y animales, así como un aumento de la erosión . [94]

Estética y belleza

Flores estéticamente agradables

La belleza de la naturaleza ha sido históricamente un tema predominante en el arte y los libros, llenando grandes secciones de bibliotecas y librerías. El hecho de que la naturaleza haya sido representada y celebrada por tanto arte, fotografía, poesía y otra literatura muestra la fuerza con la que muchas personas asocian la naturaleza y la belleza. Las razones por las que existe esta asociación, y en qué consiste la asociación, son estudiadas por la rama de la filosofía llamada estética . Más allá de ciertas características básicas en las que muchos filósofos están de acuerdo para explicar lo que se ve como bello, las opiniones son virtualmente infinitas. [95] La naturaleza y lo salvaje han sido temas importantes en varias eras de la historia mundial. Una tradición temprana del arte del paisaje comenzó en China durante la dinastía Tang (618-907). La tradición de representar la naturaleza tal como es se convirtió en uno de los objetivos de la pintura china y fue una influencia significativa en el arte asiático.

Aunque las maravillas naturales se celebran en los Salmos y el Libro de Job , las representaciones de la naturaleza en el arte se hicieron más frecuentes en el siglo XIX, especialmente en las obras del movimiento romántico . Los artistas británicos John Constable y JMW Turner dirigieron su atención a capturar la belleza del mundo natural en sus pinturas. Antes de eso, las pinturas habían sido principalmente de escenas religiosas o de seres humanos. La poesía de William Wordsworth describía la maravilla del mundo natural, que anteriormente había sido visto como un lugar amenazante. Cada vez más, la valoración de la naturaleza se convirtió en un aspecto de la cultura occidental. [96] Este movimiento artístico también coincidió con el movimiento trascendentalista en el mundo occidental. Una idea clásica común del arte bello involucra la palabra mimesis , la imitación de la naturaleza. También en el ámbito de las ideas sobre la belleza en la naturaleza está el hecho de que lo perfecto está implícito a través de formas matemáticas perfectas y, de manera más general, mediante patrones en la naturaleza . Como escribe David Rothenburg: "Lo bello es la raíz de la ciencia y el objetivo del arte, la posibilidad más alta que la humanidad puede esperar ver jamás". [97] : 281 

Materia y energía

Los primeros orbitales electrónicos del átomo de hidrógeno se muestran como secciones transversales con densidad de probabilidad codificada por colores.

Las ciencias naturales consideran que la materia obedece a ciertas leyes de la naturaleza que los científicos intentan comprender. [98] La materia se define comúnmente como la sustancia de la que están compuestos los objetos físicos. Constituye el universo observable . Ahora se cree que los componentes visibles del universo componen solo el 4,9 por ciento de la masa total. Se cree que el resto consiste en un 26,8 por ciento de materia oscura fría y un 68,3 por ciento de energía oscura . [99] La disposición exacta de estos componentes aún se desconoce y está bajo investigación intensiva por parte de los físicos.

El comportamiento de la materia y la energía en todo el universo observable parece seguir leyes físicas bien definidas . Estas leyes se han empleado para producir modelos cosmológicos que explican con éxito la estructura y la evolución del universo que podemos observar. Las expresiones matemáticas de las leyes de la física emplean un conjunto de veinte constantes físicas [100] que parecen ser estáticas en todo el universo observable. [101] Los valores de estas constantes se han medido cuidadosamente, pero la razón de sus valores específicos sigue siendo un misterio.

Más allá de la Tierra

Planetas del Sistema Solar (tamaños a escala, distancias e iluminación no a escala)
NGC 4414 es una galaxia espiral en la constelación de Coma Berenice, de unos 56.000 años luz de diámetro y aproximadamente a 60 millones de años luz de la Tierra .

El espacio exterior, también llamado simplemente espacio , se refiere a las regiones relativamente vacías del Universo fuera de las atmósferas de los cuerpos celestes. El espacio exterior se utiliza para distinguirlo del espacio aéreo (y de las ubicaciones terrestres). No existe un límite discreto entre la atmósfera de la Tierra y el espacio, ya que la atmósfera se atenúa gradualmente con el aumento de la altitud. El espacio exterior dentro del Sistema Solar se llama espacio interplanetario , que pasa al espacio interestelar en lo que se conoce como heliopausa .

El espacio exterior está escasamente poblado por varias docenas de tipos de moléculas orgánicas descubiertas hasta la fecha mediante espectroscopia de microondas , radiación de cuerpo negro remanente del Big Bang y el origen del universo, y rayos cósmicos , que incluyen núcleos atómicos ionizados y varias partículas subatómicas . También hay algo de gas, plasma y polvo , y pequeños meteoritos . Además, hay signos de vida humana en el espacio exterior hoy en día, como material remanente de lanzamientos tripulados y no tripulados anteriores que son un peligro potencial para las naves espaciales. Algunos de estos desechos vuelven a ingresar a la atmósfera periódicamente.

Aunque la Tierra es el único cuerpo del Sistema Solar que se sabe que alberga vida, las evidencias sugieren que en un pasado lejano el planeta Marte poseía cuerpos de agua líquida en la superficie. [102] Durante un breve período en la historia de Marte, también puede haber sido capaz de formar vida. Sin embargo, en la actualidad, la mayor parte del agua que queda en Marte está congelada. Si existe vida en Marte, lo más probable es que se encuentre bajo tierra, donde aún puede existir agua líquida. [103]

Las condiciones en los otros planetas terrestres, Mercurio y Venus , parecen ser demasiado duras para sustentar la vida tal como la conocemos. Pero se ha conjeturado que Europa , la cuarta luna más grande de Júpiter , puede poseer un océano subterráneo de agua líquida y podría albergar vida. [104]

Los astrónomos han comenzado a descubrir análogos extrasolares de la Tierra : planetas que se encuentran en la zona habitable del espacio que rodea una estrella y, por lo tanto, podrían albergar vida tal como la conocemos. [105]

Véase también

Medios de comunicación:

Organizaciones:

Filosofía:

Notas y referencias

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