Génesis de los incendios forestales

 

Genesis of forest fires

 

Dante A. Rodríguez-Trejo

 

División de Ciencias Forestales, Universidad Autónoma Chapingo. km 38.5, Carretera México-Texcoco. C. P. 56230. Chapingo, Texcoco,Estado de México. Correo-e: dantearturo@yahoo.com

 

Recibido: 13 de diciembre de 2011
Aceptado: 10 de julio de 2012

 

RESUMEN

Hace casi 470 millones de años, durante el periodo Silúrico, comenzaron los incendios forestales en el planeta. La actividad de los incendios ha experimentado altas y bajas en la historia de la Tierra, principalmente relacionadas con cambios en la concentración de oxígeno atmosférico y los niveles de humedad que han caracterizado la evolución del clima. La presencia de los incendios ha tenido picos en el Carbonífero, Jurásico y el Cretácico, así como en el Cuaternario, en particular luego de la aparición del hombre. Las primeras adaptaciones al fuego se remontan casi al mismo tiempo en que las plantas colonizaron la superficie terrestre. Con la separación de la Pangea, en el Triásico, el clima inicia su marcha hacia los patrones actuales y ello comienza a perfilar las temporadas de incendios anuales y la configuración de regímenes de fuego parecidos a los de la actualidad.

Palabras Clave: Origen de incendios forestales, fuego, incendios antiguos, ecología del fuego.

 

ABSTRACT

Forest fires began on our planet nearly 470 million years ago, during the Silurian Period. Their activity has experienced highs and lows throughout the Earth's history, mainly related to the changes in the concentration of atmospheric oxygen and humidity levels that have characterized the evolution of the climate. High levels of wildfires were present during the Carboniferous, Jurassic and Cretaceous Periods as well as in the Quaternary, with the appearance of man. The first fire adaptations took place at approximately the same time as the colonization of the earth by plants. With the separation of Pangea during the Triassic Period, the climate began to evolve toward the present patterns and thus define the annual forest fire seasons along with the configuration of fire regimes similar to those of the present.

Keywords: Origin of wildfires, fire, ancient wildfires, forest fires, fire ecology.

 

INTRODUCCIÓN

En la actualidad es ampliamente reconocido que el fuego es un factor ecológico en una gran diversidad de ecosistemas a lo largo y ancho del planeta (Agee, 1993; Waring & Running, 1998; Whelan, 1997). Incluso, el fuego se ha abordado como un proceso ecológico a nivel global y se han realizado esfuerzos para estimar los regímenes de fuego y su condición a escala mundial (Shlisky et al., 2007). No obstante, todavía son pocos los trabajos encaminados a comprender cómo se iniciaron los incendios en el planeta que, desde hace millones de años (Ma) han mantenido una gran cantidad de ecosistemas o los han remodelado. También los incendios han influido, como cualquier otro factor ecológico, en la selección y adaptación de las especies, además de contribuir a la biodiversidad. La presencia de fuego en eras remotas ha sido comprobada o analizada por paleontólogos como Wolbach et al. (2002), Falcon-Lang (2000), Scott (2000), Glasspool et al. (2004) y Glaspool y Scott (2010), entre muchos otros que se han fundamentado en los registros fósiles.

De acuerdo con Glaspool y Scott (2010), la presencia del fuego ha sido muy variada, respondiendo en gran medida a cambios en la concentración de oxígeno atmosférico en la Tierra. Debido a la dificultad para obtener evidencia científica y a que la evidencia fósil se va hallando lentamente en este campo, han sido pocos los esfuerzos por tratar de comprender los incendios en eras remotas, bajo la óptica de su ecología. Con este último enfoque destacan los trabajos de Pyne (2001) y de Pausas y Keeley (2009).

Los incendios forestales no siempre han sido como son hoy. Hubo épocas en que fueron más intensos y severos que cualquier incendio en la historia de la humanidad, pero también hubo tiempos en los que su presencia fue mínima y en moderadas intensidades (Pyne, 2001). En la actualidad, el cambio climático global y otras acciones como la exclusión del fuego trastocan los regímenes de fuego, y se están observando alteraciones que en diversas regiones del planeta incluyen incendios de mayor extensión, duración, intensidad y severidad; los mega-incendios forestales.

Por lo anterior, resulta de interés conocer el origen de los incendios, así como las variaciones que ha tenido el comportamiento del fuego, sus regímenes a lo largo de la historia del planeta y las implicaciones ecológicas; puntos que representan el objetivo del presente trabajo.

 

EL ORIGEN DE LA COMBUSTIÓN

Calor. El primero de los elementos necesarios (calor, comburente y combustibles) que existió en el planeta para que el fuego se produzca, fue el calor; la energía. Nuestro planeta se formó por acreción hace unos 4,600 Ma a causa del choque de incontables aerolitos que se fueron sumando hasta que alcanzó las dimensiones actuales (Palmer, 2011). Tales impactos, así como la actividad volcánica, los rayos, la caída de rocas, y tal vez la combustión espontánea liberan energía suficiente para la combustión, pero aún no existían las plantas, y la prístina atmósfera tenía muy poco oxígeno, por lo que todavía no podía darse la combustión.

Producción de oxígeno. Después de la creación de la tierra por acreción, algunos gases fueron liberados por la colisión de los aerolitos formando una delgada atmósfera provisional, pero estos gases pronto escaparon al espacio. Luego, la actividad volcánica liberó enormes cantidades de monóxido y bióxido de carbono, metano, amoniaco e hidrógeno que conformaron la atmósfera primigenia, hace 4,300 Ma (Elsom, 1992). Con tanto CO₂, el efecto invernadero era fuerte y el clima bastante cálido. Por ello, mucha agua estaba en forma de vapor. La combinación del gas carbónico con el óxido de calcio contribuyó a producir roca caliza y a reducir el bioxido de carbono y la temperatura, lo que implicó condensación y lluvias abundantes que aumentaron los océanos donde se dio la vida (Pelt et al., 2001).

En los mares antiguos existían sustancias orgánicas simples como C, H y O, que terminaron formando proteínas y otras sustancias orgánicas que existían disueltas en el agua (Oparin, 1975). Bajo el influjo de la radiación ultravioleta, a lo largo de mil millones de años, las sustancias orgánicas terminaron formando moléculas de ácido nucleico de doble cordón que eventualmente se duplicó. Así, aparecieron genes de vida libre o virus en el mar arcaico comenzando su lenta evolución y selección (Asimov, 1988). Se han sugerido diversos escenarios para la aparición de la vida, como algún sitio en el océano (Oparin, 1975), las áreas donde las super-mareas acarrearon materiales de la superficie terrestre (teoría de Harris) o las ventilas hidrotérmicas en el fondo del mar (Corliss, Baross, & Hoffmann, 1981). Independientemente del escenario de origen, lo cierto es que de estos precursores de los organismos derivaron las bacterias quimiosintéticas. Éstas a través de millones de años se diferenciaron y utilizaron clorofila para consumir bióxido de carbono y así producir azúcares y oxígeno, gas que gracias a esta naciente fotosíntesis habría de acumularse en el mar y la atmósfera (Pelt et al., 2001). Los fósiles estromatolitos, encontrados en Australia y Sudáfrica, son grupos de algas oceánicas primitivas fosilizadas, las cuales se han considerado la evidencia más antigua de vida (Figura 1A).

Pre-incendios. Cuando ya existían las bacterias quimiosintéticas (4,000 Ma), sin duda hubo rayos que cayeron en el océano y las calcinaron. En este medio acuático se comenzó a gestar el futuro triángulo del fuego con microscópicos combustibles y calor, pero faltaba el oxígeno. Además, aún no había organismos más grandes ni acumulación de combustibles, y no vivían en un ambiente seco para que pudieran arder. Por su parte, Pyne (2001) razona que las erupciones, los rayos, la caída de algún pequeño aerolito o de rocas y la combustión espontánea produjeron las primeras combustiones, cuando ya se tuvo oxígeno en la atmósfera y las tormentas llevaron mantas de algas a la superficie terrestre (aún no colonizada por las plantas) o cuando se secaron en el inicial ambiente pantanoso. El triángulo del fuego se había completado pero aún era endeble y temporal, pues estos pre-incendios carecían de función ecológica y no estaban configurados como regímenes, no había especies terrestres ni adaptaciones al fuego.

Se forman los combustibles. Toda la vegetación terrestre actual se deriva de las algas verdes que hace millones de años salieron del mar. La superficie terrestre constaba sólo de roca, sin suelo ni vida. En las costas se fue dando una gradación del mar a la zona poco profunda y de mareas. En esta última zona prevalecían las algas verdes, las más adecuadas para desplazarse tierra adentro. La producción de oxígeno suficiente y su derivado, el ozono, limitó la radiación ultravioleta y permitió la colonización terrestre por las plantas. Esto ocurrió en el periodo Silúrico, hace unos 470 Ma. Las primeras plantas vasculares con tallo y madera, que ahora podrían conducir agua a partes más altas y captar mejor la radiación solar, aparecieron 10 Ma más tarde. Cooksonia es considerada la primera planta vascular con una altura de pocos centímetros y cuyos fósiles se han hallado en Irlanda (Pelt et al., 2001) (Figura 1B).

En la Figura 2 se muestra un diagrama cronológico que sintetiza el presente trabajo. El diagrama inicia con los primeros incendios e incluye su transformación, paralela a la de los combustibles forestales. Además, incorpora eventos sustentados con hallazgos fósiles, y la reconfiguración de los regímenes de fuego debido a la zonación acorde con los climas. Todos estos eventos son discutidos a lo largo del trabajo.

 

SURGEN LOS PRIMEROS INCENDIOS DE VEGETACIÓN EN EL SILÚRICO

Glasspool et al. (2004) refieren que los restos fósiles quemados más antiguos corresponden a las plantas bajas datantes de hace 440 Ma, de fines del Silúrico, cuando los niveles de oxígeno eran de 19 %, superiores al mínimo requerido (13 %) para la combustión que los mismos autores reportan. También corresponden a este tiempo los vegetales quemados y fosilizados íntegramente, pues en el carbón mineral se han hallado numerosos fósiles vegetales. Esto obedece a que la combustión no afecta muchas características anatómicas de las plantas, incluso de las más finas. Además, el proceso de fosilización no las altera, pues se trata de carbón casi puro, por lo que si las plantas no son aplastadas se mantienen. Los fósiles más antiguos de este tipo datan de 419 Ma (The Field Museum, 2011). No obstante, Scott (2000) destaca que estas evidencias son escasas y que hay depósitos más abundantes del Devónico, hace 345 Ma.

Volviendo al Silúrico, en diversas regiones prevaleció un clima desértico, con el que pudo haber recesiones de algunos de los nuevos ecosistemas terrestres, aislándose hacia partes más húmedas, pero sin duda, con condiciones secas de transición que permitieron la presencia relativamente común del fuego. En esas épocas, el triángulo del fuego se había establecido y la vegetación terrestre ya ofrecía continuidad y momentos con limitaciones de humedad. Estas condiciones dieron pábulo a los primeros incendios, los cuales al principio sólo debieron afectar pequeñas superficies al ser limitados por la humedad (Pyne, 2001). Conforme la vegetación ganaba mayor superficie terrestre, el fuego ocasionado por rayos u otros agentes naturales comenzó a ser más extenso, común y, poco a poco, se constituyó como un factor ecológico que empezó a participar en la evolución de las plantas. Los primeros incendios fueron superficiales y poco intensos, dadas las bajas concentraciones de oxígeno (16 %) de la época (Glasspool & Scott, 2010). Estos ocurrieron sobre algas, psilópsidas (antecesoras de las fanerógamas) y cooksonias secas, en un ambiente pantanoso. La velocidad de propagación también debió ser baja, dada la humedad de las localidades donde la vida se acababa de instalar en su conquista por la superficie terrestre y también debido al poco oxígeno.

Tales fuegos probablemente afectaron poblaciones de la planta acuática Dawsonites. Las estructuras superficiales de esta planta formaban continuidad horizontal, tal como sucede hoy en día en los tulares y popales, siempre que la humedad atmosférica y la de los combustibles fuese lo suficientemente baja.

En áreas secas con algas y otras plantas rastreras, la acumulación de materiales o su parcial descomposición ofreció material para los primeros incendios subterráneos, aún más lentos en los primeros suelos pantanosos de la época que se habían secado. Al principio, a pesar de la baja intensidad de estos incendios, su severidad debió ser letal para las plantas terrestres primigenias que carecían de adaptaciones para sobrevivir al fuego. Los incendios se hicieron gradualmente más extensos e intensos, en la medida en que la vegetación ascendía sobre las montañas hacia ambientes más frescos y secos o más lejos de acumulaciones de agua, y conforme la concentración de oxígeno incrementaba en el aire. No obstante, la elevada mortalidad que los incendios debieron implicar ante la falta de adaptaciones de las primeras plantas terrestres; la localidad quemada, como hoy, ofrecía cenizas, nutrimentos y espacio de crecimiento libre, es decir, un ambiente propicio para la expansión de los vegetales. Cooksonia probablemente rebrotaba de sus rizomas rastreros cuando el fuego no fue lo suficientemente severo para matarlos. El rebrote se daba en la orilla del área quemada, donde las llamas fueron detenidas por la humedad acumulada, por las rocas o por la lluvia. También pudo rebrotar después de los embates de los vientos. Por consiguiente, las primeras adaptaciones al fuego pudieron ser la recolonización de áreas quemadas mediante rebrotes por rizomas y la dispersión de esporas de plantas como Cooksonia sobre localidades incendiadas. Aún no existían las cortezas para proteger los tejidos, ni raíces con reservas ni semillas; futuras alternativas de recolonización en dichos sitios.

 

DEVÓNICO: EL FUEGO ACOMPAÑA LA CREACIÓN DE LOS BOSQUES

Hasta entonces la vegetación era rala, lacustre, todavía no existían las hojas y la fotosíntesis se hacía en el tallo; es en el Devónico, hace 360 Ma, cuando aparecen las primeras hojas (Pelt et al., 2001). Esto marca otro cambio en el comportamiento del fuego. Cualquiera que fuese el tiempo de vida de las hojas, -pues su carácter caducifolio apareció después de muchos millones de años- éstas comenzaron a acumular un nuevo tipo de material combustible sobre el piso, ligero pero más compactado. Las hojas al incendiarse producirían llamas más cortas, aunque emitirían más calor al suelo, a la base de las plantas y a sus partes subterráneas, originando mayor mortalidad. La evolución a especies más altas, de tipo arbóreo, marcó el inicio de los incendios de copa. Dicha evolución de las plantas para alcanzar varios metros de altura, a partir de unos cuantos centímetros, fue lenta. El proceso estuvo acompañado por los incendios forestales. De esta forma, los incendios tendían a consumir combustibles más y más altos y a ser más intensos, debido también a la creciente disponibilidad de oxígeno. En áreas poco densas y ante la continuidad vertical de combustibles, los incendios fueron pasivos. En áreas densas, donde las frondas se entrelazaban, surgieron los incendios activos de copa.

Si se considera a la leñosa Cooksonia como un primer arbusto, a pesar de su pequeña altura, la quema de sus comunidades fue entonces por incendios enanos de copa. Durante la separación de lo que serían los árboles y las plantas más bajas, llegó un punto en que los incendios de baja intensidad no consumieron a las plantas más altas, pero sí al nuevo sotobosque. Habían nacido entonces los incendios superficiales bajo el dosel de los ancestros de los árboles.

Los fósiles más antiguos de árboles pertenecen al periodo Devónico y al género Wattieza, con altura de 12 m y con un fenotipo similar al de una palma (385 Ma). Después aparece Archaeopteris, progimnosperma con apariencia entre árboles y helechos arborescentes, ramificado, alcanzó 8 m de altura y diámetros de hasta 1.5 m. Hay evidencia de que mudaba frondas completas periódicamente, habitó suelos inundables y fue el árbol dominante de su tiempo (Burnie et al., 2011) (Figura 1C). En bosques densos, las frondas debieron formar camas de combustibles que alimentaron incendios de poca intensidad, ante la baja concentración de oxígeno atmosférico de ese tiempo. El árbol también existió durante periodos con más oxígeno, implicando incendios más intensos y severos.

En Pensilvania, en un corte de carretera, fueron localizadas capas de carbón intercaladas con fósiles de Rhacophyton, indicando que quizás hubo incendios frecuentes y de baja intensidad durante la época de sequía. Al parecer algunas gimnospermas tempranas y Gillespiea, seguidas por Rhacophyton, colonizaban áreas incendiadas (Cressler, 1999).

Las primeras semillas pertenecían a plantas de hace 385 a 365 Ma conocidas como "helechos con semillas", aunque no eran helechos y este grupo se extinguió. Las semillas más antiguas que se han encontrado estaban protegidas por una cápsula y pertenecían a Elkinsia polymorpha (University of California, 2001), pero también se han encontrado en Archaeosperma, Lagenostoma, Moresnetia y Lyginopteris, todas de la misma época (Leubner, 2009; Linkies et al., 2010). Con la aparición de las semillas, la recolonización de áreas quemadas por este medio se comienza a erigir como una adaptación más al fuego. Las semillas al principio eran relativamente pequeñas, por lo que el viento pudo ayudar en alguna medida en su dispersión. La evolución continuó y en otros periodos hubo semillas aún más pequeñas o aladas, lo que facilitó su dispersión anemófila y la repoblación de áreas incendiadas. Las semillas más grandes arribaban a las áreas quemadas por gravedad (en áreas aledañas).

 

CLÍMAX DE LOS BOSQUES DEL CARBONÍFERO Y SUS INCENDIOS FORESTALES

Hace unos 380 Ma, los incendios eran escasos por las condiciones húmedas y los bajos niveles de oxígeno que alcanzaron un marginal de 13 %. Conforme el Carbonífero avanzó, los niveles de oxígeno se hicieron cada vez más altos, hasta que a finales de este periodo llegaron a 35 % (Glasspool & Scott, 2010; Scott & Glasspool, 2006)

Los grandes bosques se formaron hace 350 Ma, durante el Carbonífero, con clima templado en casi todo el mundo. La vida se diversificó, hubo licopodios con 40 m de altura, helechos de 25 m y colas de caballo que alcanzaron 15 m. También había musgos en estos bosques que, enterrados en las orillas de grandes lagos, formaron los yacimientos de carbón mineral que actualmente son explotados (Elsom, 1992; Farb, 2004). Aunque en parte de la Era Paleozoica (355-295 Ma) prevaleció un clima cálido y húmedo en el planeta, Falcon-Lang (2000) ofrece unas de las más antiguas evidencias de dos regímenes de fuego contrastantes para el periodo Carbonífero (345 Ma). Dicho autor estimó, a partir de la estratificación vertical de capas de carbón fosilizado, que los incendios en bosques de progimnospermas pudieron ocurrir cada 3-35 años, cuando prevalecía un clima estacional tropical. También considera que el ambiente de dichos bosques pudo ser similar al de las sabanas actuales. El fuego también afectó vegetación de pantanos con lepiendroides, pteridospermas y coniferópsidas, con frecuencias estimadas de 105 a 1,085 años. El autor refiere partes aéreas quemadas de esos especímenes, evidenciando incendios de copa. De acuerdo con Pausas y Keeley (2009), algunos de los regímenes antiguos de fuego fueron equiparables a los modernos. Belcher et al. (2010), simularon la inflamabilidad de combustibles modernos en ambientes con diferentes concentraciones de oxígeno y, con base en ello, estimaron la inflamabilidad en diferentes épocas. Como resultado hallaron que el fuego reduce mucho su actividad con menos de 18.5 % de oxígeno y que bajo 16 % no hubo fuego, pero su actividad se promovió a partir de 19-22 %, concluyendo que la actividad de los incendios debió ser alta en el Carbonífero (350-300 Ma).

Los helechos fueron un combustible superficial común, que ante la todavía lejana existencia de pastos, representaron otra piedra angular para los incendios. Si las propiedades de inflamabilidad de los helechos eran similares a las actuales (por ejemplo, Pteridium spp.) y si se suman los niveles altos de oxígeno, momentos de sequía o localidades con un umbral de humedad permisible para la producción de fuego, el resultado sería el de fuegos superficiales rápidos e intensos, en especial si eran alimentados por el viento. Tal vez, los fuegos no fueron muy severos para los helechos que rebrotaban después de ser quemados, como ocurre actualmente, y así cumplían un ciclo de autofavorecimiento y asociación con el fuego, cuyo peligro se reducía en tanto los rebrotes ganaban tamaño (Figuras 3A y 3B). En la sequía, los helechales pudieron quemarse periódicamente con un régimen de fuego destructivo y frecuente o relativamente frecuente, según las condiciones de humedad lo permitiesen, semejante al de los modernos palmares. Además de la rebrotación, las esporas representaron un medio para recolonizar estos helechales incendiados.

 

DECLINACIÓN TEMPORAL DEL FUEGO EN EL PÉRMICO Y EL TRIÁSICO

En el Pérmico aumenta el frío a escala global y las zonas de vegetación quedan atrapadas entre hielos. Los bosques de helechos, colas de caballo y licopodios desaparecen. En este periodo dominan las coníferas, que se hicieron árboles hace 280 Ma. A partir de las simulaciones a diferentes concentraciones de oxígeno en combustibles modernos, Belcher et al, (2010), coincidiendo con Pyne (2001), señalan que la actividad de los incendios debió ser intermedia en el Pérmico (299-251 Ma) y el Triásico (285-201 Ma), y muy baja o carente a mediados de esta última etapa (250-240 Ma) (Figura 1D).

 

FLORECEN LOS DINOSAURIOS Y RESURGE EL FUEGO

En la Era Mesozoica (Triásico, Jurásico y Cretácico) predominan condiciones cálidas y húmedas, con levantamientos generalizados de montañas que implicaron climas más fríos y secos. También hubo zonas desérticas y se presentaron glaciaciones (Pearl, 1979; Pelt et al., 2001; Rodd & Stackhouse, 2008). En el Jurásico había parientes de las magnolias, sicomoros y lauráceas. Un ancestro de la araucaria fue el árbol de mayor altura jamás hallado. Su tronco fósil incompleto tiene una longitud de 116 m y se estima que tuvo una longitud de 140 m, mayor a cualquier árbol conocido. Se han localizado sitios fósiles de la época con 60 % de las especies correspondientes a pequeñas plantas con flores, pero su abundancia fue menor de 15 %, igual que en otras localidades. En el Jurásico dominaban también los helechos, cícadas y coníferas. Se han encontrado restos de bosques de coníferas con un sotobosque de helechos, todos con un clima similar al del Triásico (Horner & Lessem, 1994; Wicander & Monroe, 1993). Durante el Cretácico prevalecen árboles perennes como araucarias, secoyas, cipreses de los pantanos con hojas o con acículas, además de ginkgos, cicadáceas, magnolias con flor, y encinos, sobre un estrato herbáceo de helechos y juncos. En el Cretácico aparecen árboles caducifolios que se mezclan con ancestros de las sequoias (Pearl, 1979; Pelt et al., 2001; Rodd & Stackhouse, 2008).

Hacia el Mesozoico (Jurásico y Cretácico), la concentración de oxígeno y la actividad del fuego volvió a ser importante, aumentando del Jurásico (201-145 Ma) al Cretácico (145-65 Ma) según la estimación de los depósitos de carbón (Scott, 2000). Esto se sustenta con simulaciones de inflamabilidad (Belcher et al., 2010). Durante el Jurásico y Cretácico aparecen hierbas semejantes a las que conocemos actualmente (Oparin, 1975) y los incendios comienzan a parecerse a los de hoy en día (Figura 3).

En los polos se han encontrado fósiles de helechos y coníferas, lo que evidencia que no siempre fueron tan fríos. Los investigadores teorizan que el cambio de clima ocurrió hace 200 Ma, cuando se comenzó a separar el supercontinente Pangea que dio lugar a los continentes contemporáneos. Un ancestral océano Pacífico estabilizaba el clima, pero tal separación implicó cambios radicales en los patrones de corrientes de aire, flujo circumpolar y corrientes marinas, comenzándose a producir el patrón actual de los climas (Ley, 2003; Wicander & Monroe, 1993).

En el Cretácico, inicia la zonación de climas de Norte a Sur, aunque todavía no de forma marcada. El clima se hace más estacional y frío a fines del periodo. Las angiospermas evolucionan y se diversifican (Wicander & Monroe, 1993). De esta manera, la temporada de incendios se comienza a gestar, determinada por la época seca del año en diversas regiones del globo terráqueo. Además, las zonaciones climáticas iniciaron su ruta hacia donde hoy se encuentran y marcaron áreas más proclives al fuego; por ejemplo, las futuras regiones templadas con climas estacionales. En estas regiones, la mayor frecuencia de incendios favorecería la selección de especies tolerantes y resistentes al fuego, y el desarrollo de más adaptaciones a este factor.

Los ancestros del orden Cycadales datan del Cretácico. La investigación de especies de tal orden, como Macrozamia spp., puede dar pista de cómo aquellas plantas respondían al fuego. Acorde con Asmussen (2009), en Australia los adultos de Macrozamia spp. resisten al fuego y, en las áreas quemadas, emiten rebrotes de hojas y pueden presentar regeneración por semilla. En las áreas quemadas se reduce la competencia, aumenta la radiación y hay mayor mineralización de nitrógeno (Figura 4), propiciando el crecimiento de Macrozamia spp.

Respecto a las adaptaciones al fuego en esa época, Pausas y Keeley (2009) señalan que hay evidencia fósil de restos de conos quemados, presumiblemente serótinos, del Cretácico (Allen et al., 1998). Anteriormente se pensaba que los pastos, que hoy son un combustible forestal común en las zonas templadas, semiáridas y tropicales del planeta, sólo habían existido desde hace unos 40-50 Ma (Elsom, 1992). Sin embargo, hallazgos recientes en la India demuestran que estas monocotiledóneas convivieron con los dinosaurios hace 70 Ma. En dicho lugar se encontraron coprolitos de dinosaurios conteniendo fitolitos, los cuales son cristales microscópicos de sílice de las células vegetales, con formas típicas para las distintas especies. Estos fitolitos son como los de las gramíneas modernas, y se piensa que los dinosaurios pudieron tener a los pastos como parte de su dieta alimenticia, y que quizás tuvieron varios metros de altura. Debido a esta evidencia, junto con el hallazgo de polen de pastos de la misma época, se comienza a considerar que este tipo de plantas ya existía en el Cretácico (Prasad et al., 2005).Estos pastos también alimentaron incendios.

Hace 64 Ma, un aerolito con 10 km de anchura impactó el planeta en lo que hoy es la península de Yucatán y formó un gigantesco cráter, el de Chixkulub, pequeño pueblo pesquero en la zona del impacto. El bólido generó lluvia de materiales candentes, incendios forestales globales, tsunamis, y levantó nubes de polvo que tardaron meses en volver a tierra. Todo esto mató directamente o colapsó las poblaciones de los dinosaurios (Álvarez, 1998). Venkatesan y Dahl (1989) encontraron hidrocarburos policíclicos aromáticos en la frontera K/T, lo cual evidencia combustión de materiales orgánicos al impacto. A su vez, Wolbach et al. (2002) hallaron carbono elemental en varias partes del planeta, principalmente en forma de hollín aparentemente procedente de un solo incendio global. El hollín se encontró en la capa de iridio, cuya fuente fue el aerolito. Acorde con Durda y Kring (2004), la cantidad global de hollín derivada del fenómeno alcanzó 70,000,000 t. Junto con las otras catástrofes generadas por el impacto, estos incendios globales han sido los más devastadores que ha visto el planeta y, sin embargo, a pesar de las numerosas extinciones producidas, la vida continuó. Las plantas se recuperaron, lo que evidencia la valía de las adaptaciones al fuego. La recolonización de inacabables extensiones debió comenzar lentamente, quizá casi al ritmo en que las plantas se adentraron en la tierra cuando la conquistaron. Este proceso lo llevaron a cabo especies adaptadas al fuego, probablemente con mayor rapidez, como las no adaptadas a este factor, más lentamente, al avanzar la sucesión ecológica.

 

LOS INCENDIOS LUEGO DE LA DEBACLE DE LOS DINOSAURIOS

Después de la catástrofe de Chixculub se abrió el nicho ecológico para los mamíferos, que de ser unos pequeños animales semejantes a musarañas, se diversificaron y numerosas especies alcanzaron enormes proporciones. Ahora el mundo estaba dominado por los mamíferos (Wicander & Monroe, 1993). En la Era Cenozoica (cuya última etapa es el periodo Cuaternario), se levantan abundantes cordilleras, con lo que el clima se hace variado en el planeta. En muchas zonas de esos tiempos prevalecen los climas cálidos y húmedos. El acontecimiento más significativo para el mundo vegetal de esta Era aconteció en el Mioceno, cuando los pastos y cereales se expanden por todo el orbe. Estos redujeron la erosión y suministraron alimento a los mamíferos, como los marsupiales, primates, roedores, caballos enanos, rinocerontes gigantes, camellos y mamuts, entre muchos otros (Pearl, 1979). Acorde con Pausas y Keeley (2009), la diversificación y dominio del planeta por las plantas C4 y los pastos, definirían los nuevos regímenes de fuegos superficiales frecuentes.

La extinción masiva del Pérmico-Triásico implicó reducción en el oxígeno atmosférico, pero en el Mesozoico (Triásico y Jurásico) hubo oscilaciones, y en el Cretácico se presentó otro máximo durante unos 100 Ma. Desde entonces, la concentración de oxígeno descendió y se ha mantenido estable en 21 % durante los últimos 40 Ma (Glasspool & Scott, 2010), suficiente para favorecer una amplia presencia de incendios forestales.

 

EL HOMBRE RECONFIGURA LOS REGÍMENES DEL FUEGO

La humanidad ha tenido un largo linaje. En su peregrinar evolutivo pasó por un desconocido eslabón perdido entre los primates y los antepasados humanoides. Los ancestros del hombre utilizaron el fuego: Homo erectus, el hombre de Cromagnón (H. sapiens), así como sus extintos hermanos el hombre de Neanderthal (H. neander-thalensis) y los diminutos H. floresiensis en Java. Probablemente, el antepasado inmediato de H. erectus, el H. habilis que hacía herramientas de piedra rudimentarias, tomó alguna rama ardiendo de un área incendiada y, por curiosidad y con asombro, la aplicó a la vegetación aledaña produciendo otro incendio forestal. Si podían labrar piedras, tenían el potencial para tomar una rama ardiendo y transmitir el fuego. Quizá, estén pendientes los descubrimientos de fósiles del uso del fuego por H. habilis. La vegetación en la que habitaban estos ancestros, los tipos de clima existentes en el planeta, la topografía, así como la concentración de oxígeno atmosférico, en general, eran similares a los de nuestros tiempos, como semejantes eran los incendios forestales a los actuales.

El ancestro H. erectus tomó el fuego del incendio forestal en una sabana africana (Figura 5) y, finalmente, logró trasladarlo para prender una fogata en su caverna, hace más de un millón de años (Hilton-Barber & Berger, 2004). El poderoso elemento ahuyentaría a los depredadores y la lumbre también alejaría la oscuridad. Junto al fuego, estos antiguos hombres pudieron comunicar las anécdotas del día a señas o con un rudimentario lenguaje, planificar, asar sus alimentos, y gradualmente fue desarrollando actividades mentales más complejas y un lenguaje. El fuego apoyó la evolución de la inteligencia de estos antiguos hombres, la misma que les permitió visualizar que la lumbre aplicada sobre la vegetación produciría un incendio, que avanzaría con el viento y que les podía ayudar para acorralar animales y cazarlos. Las garrapatas se reducían en la sabana quemada, donde era más fácil y seguro desplazarse, pues los depredadores o las víboras no podían ocultarse en las áreas quemadas y el forraje de dichas áreas atraía a los animales de caza.

 

Poco a poco, el fuego antrópico ganó terreno el nomadismo del hombre y el aumento de su población; el descubrimiento de la agricultura; la aplicación del fuego en la misma; el establecimiento de poblados, zonas agrícolas y el usufructo de los bosques. El ser humano intercaló sus propios regímenes de fuego, establecidos de manera intencional (con un propósito o no); accidental o negligente; con los regímenes naturales de incendios; incrementando su cantidad, extensión y frecuencia; cambiando su época de ocurrencia; alterando los combustibles y la vegetación mantenida o sensible al fuego.

Más recientemente, el hombre excluyó el fuego de ecosistemas que lo requieren con la prevención y el combate, y generó el cambio climático global con sus industrias y actividades, dando paso con estos dos últimos cambios a mayores superficies afectadas, e incendios más intensos y severos. De esta manera, comenzaron los regímenes de fuego antrópicos que en la actualidad dominan el planeta.

 

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo es parte del Proyecto Ajusco de la Universidad Autónoma Chapingo, sobre ecología del fuego, manejo integral del fuego y restauración de áreas incendiadas.

 

REFERENCIAS

Agee, J. K. (1993). Fire ecology of the Pacific Northwest. Washington, D.C.: Island Press.         [ Links ]

Allen, P., Alvin, K. L., Andrews, J. E., Batten, D. J., Charlton, W. A., Cleevely, R. J., . . . Banham, G. H. (1998). Purbeck-Wealden (early Cretaceous) climates. Proceedings of the Geologists' Association, 109(3), 197-236. doi: 10.1016/s0016-7878(98)80066-7        [ Links ]

Álvarez, W. (1998). T. rex and the crater of doom. New York, USA: Vintage books.         [ Links ]

Asimov, I. (1988). Las fuentes de la vida. México, D. F.: Limusa.         [ Links ]

Asmussen, B. (2009). Another burning question: Hunter-gatherer exploitation of Macrozamia spp. Archaeology Oceanica, 44, 142-149.         [ Links ]

Belcher, C. M., Yearsley, J. M., Adden, R. M., McElwain, J. C., & Rein, G. (2010). Baseline intrinsic flammability of Earth's ecosystems estimated from paleoatmospheric oxygen over the past 350 million years. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107(52), 22448-22453. doi: 10.1073/pnas.1011974107        [ Links ]

Burnie, D., Cleal, C., Crane, P., & Thomas, B. A. (2011). Devónico. In P. G. Mendiola (Ed.), Prehistoria (pp. 108-139). Londres, UK: D. K.         [ Links ]

Corliss, J. B., Baross, J. A., & Hoffmann, S. E. (1981). A hypothesis concerning the relationship between submarine hot springs and the origin of life on Earth. Oceanologica Acta, Special number, 59-69. doi: citeulike-article-id:6493049        [ Links ]

Cressler, W. L. (1999). Site-analysis and floristic of the late Devonian Red Hill locality, Pennsylvania, and Archaeopteris-dominated plant community and early tetrapod site. Ph. D. Dissertation, University of Pennsylvania. Pennsylvania, United States.         [ Links ]

Durda, D. D., & Kring, D. (2004). El episodio de impacto de Chicxulub. Scientific American. Latinoamérica, 19, 24-31. Obtenido de http://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=786068        [ Links ]

Elsom, D. (1992). Earth. New York, USA: MacMillan Pub. Co.         [ Links ]

Falcon-Lang, H. J. (2000). Fire ecology in the Carboniferous tropical zone. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 164, 355-371. doi: 10.1016/s0031-0182(00)00193-0        [ Links ]

Farb, P. (2004). El bosque. México, D.F.: Time-Life.         [ Links ]

Glasspool, I. J., Edwards, D., & Axe, L. (2004). Charcoal in the Silurian as evidence for the earliest wildfire. Geology, 32, 381-383. doi: 10.1130/G20363.1        [ Links ]

Glasspool, I. J., & Scott, A. C. (2010). Phanerozoic concentrations of atmospheric oxygen reconstructed from sedimentary charcoal. Nature Geoscience, 3, 627-630. doi: 10.1038/ngeo923        [ Links ]

Hilton-Barber, B., & Berger, L. R. (2004). Field guide to the cradle of humankind: Sterkfontein, Swartkrans, Kromdraai & Environs World Heritage Site. Singapore: Struik Publishers.         [ Links ]

Horner, J. R., & Lessem, D. (1994). The complete T. rex. New York, USA: Simon and Schuster.         [ Links ]

Leubner, G. (2009). The seed biology place. Freiburg: University of Freiburg. Consultado 10-10-2011 en www.seedbiology.de/evolution.asp#fossils        [ Links ]

Ley, W. (2003). Los polos (2a ed.). México, D.F.: Time-Life.         [ Links ]

Linkies, A., Graeber, K., Knight, C., & Leubner-Metzger, G. (2010). The evolution of seeds. New Phytologist, 186 , 817-831. doi: 10.1111/j.1469-8137.2010.03249.x.         [ Links ]

Miguasha National Park. (2011). Consultado 10-09-2011 en http://www.miguasha.ca/mig-fr/archaeopteris.php        [ Links ]

Oparin, A. I. (1975). El origen de la vida. México, D.F.: Grijalbo.         [ Links ]

Palmer, D. (2011). La tierra primitiva. In P. G. Mendiola (Ed.), Prehistoria (pp. 10-47). Londres, UK: D.K.         [ Links ]

Pausas, J., & Keeley, J. E. (2009). A burning story: The role of fire in the history of life. BioScience, 59(7), 593-601. doi: 10.1525/bio.2009.59.7.10.         [ Links ]

Pearl, R. M. (1979). Geología. México, D.F.: CECSA.         [ Links ]

Pelt, J. M., Mazoyer, M., Mond, T., & Girardon, J. (2001). La historia más bella de las plantas. Barcelona, España: Ed. Anagrama.         [ Links ]

Prasad, V., Strömberg, C. A. E., Alimohammadian, H., & Sahni, A. (2005). Dinosaur coprolites and the early evolution of grasses and grazers. Science, 18(5751), 1177-1180. doi: 10.1126/science.1118806        [ Links ]

Pyne, S. J. (2001). Fire. A brief history. Seattle, USA: University of Washington Press.         [ Links ]

Rodd, T., & Stackhouse, J. (2008). Árboles. Monterrey, México: Milenio.         [ Links ]

Scott, A. C. (2000). Pre-Quaternary history of fire. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 164, 297-345. doi: 10.1016/s0031-0182(00)00192-9        [ Links ]

Scott, A. C., & Glasspool, I. J. (2006). The diversification of Paleozoic fire systems and fluctuations in atmospheric oxygen concentration. Proceedings of the National Academy of Sciences, 103, 10861-10865. doi: 10.1073/pnas.0604090103        [ Links ]

Shlisky, A., Waugh, J., González, P., González, M., Manta, M., Santoso, H.,... Fulks, W. (2007). Fire ecosystems and people: Threats and strategies for global biodiversity conservation. Arlington, VA, USA: The Nature Conservancy.         [ Links ]

The Field Museum. (2011). Fire and atmospheric oxygen. Consultado 14-09-2011 en http://fieldmuseum.org/explore/fire-and-atmos-pheric-oxygen        [ Links ]

University of California. (2011). Seed plants: Fossil record. Consultado 18-11-2011 en www.ucmp.berkeley.edu/seedplants/seedplantsfr.html        [ Links ]

Venkatessan, M. I., Dahl, J. (1989). Organical geochemical evidence for global fires at the Cretaceous/Tertiary boundary, Nature, 338, 57-60. doi:10.1038/338057a0        [ Links ]

Waring, R. H., & Running, S. W. (1998). Forest ecosystems (2a ed.). San Diego, USA: Academic Press.         [ Links ]

Whelan, R. J. (1997). The ecology of fire. United Kingdom: Cambridge University Press.         [ Links ]

Wicander, R., & Monroe, J. S. (1993). Historical geology (2a ed.). USA: West Publishing Co.         [ Links ]

Wolbach, W. S., Gilmour, I., Anders, E., Orth, C. J., & Brooks, R. R. (2002). Global fire at the Cretaceous-Tertiary boundary. Nature, 334, 665-669. doi: 10.1038/334665a0        [ Links ]