Prefacio
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Capítulo XXXII LOS ATOMOS EN LA CELULA VIVAA simple vista puede verse que los carbones se componen de restos vegetales. Los restos fósiles de conchas de moluscos marítimos crean con frecuencia capas calizas. Pero si observamos al microscopio las calizas, la creta, la diatomita y muchas otras rocas de las llamadas sedimentarias, veremos que con frecuencia están constituidas en su totalidad por restos de esqueletos de organismos de dimensiones microscópicas.
La sustancia viva toma más o menos parte en los procesos geoquímicos tales como formación de rocas, concentración o dispersión de distintos elementos químicos, precipitación de substancias del agua, formación de calizas a base de los esqueletos calcáreos de los organismos. Pero no todos los organismos marinos tienen el esqueleto de cal. En algunos, por ejemplo, en las esponjas, el esqueleto es de sílice. Pero lo más esencial es que en el proceso vital todos los organismos de la Tierra, vegetales y animales, extraen, absorben o se alimentan y de nuevo desprenden una cantidad enorme de diversas substancias. La velocidad de este proceso es especialmente grande en los organismos más diminutos: bacterias, algas simples y otros organismos inferiores. Esto está en relación con la gran velocidad de su multiplicación. Se subdividen cada cinco o diez minutos. Pero su vida es de corta duración. El cálculo muestra que en este proceso de multiplicación de células interviene una cantidad de sustancias mayor en muchos miles de veces que la cantidad contenida en cada momento dado en todos los organismos de la Tierra, plantas y animales, o, como se dice, en toda la substancia viva del planeta. Recordemos que las plantas verdes expuestas a la luz desprenden oxígeno de sus hojas y absorben anhídrido carbónico. El oxígeno del aire, creado de tal modo, oxida los restos vegetales y a ciertos minerales y es absorbido por los animales a través de la respiración.
En las plantas, el anhídrido carbónico se transforma en hidratos de carbono, proteínas y otros compuestos. Figurémonos por un momento que desapareciesen los organismos de la superficie terrestre, de sus mares y océanos, en los valles y las montañas. ¿Qué ocurriría? El oxígeno se ligaría a los restos de sustancia orgánica y desaparecería de la atmósfera. La composición de ésta sería diferente.
La actividad geoquímica de los organismos es extraordinariamente variada. Organismos diversos pueden participar en los procesos más diferentes. Para poner en claro el papel geoquímico que desempeñan los organismos hay que conocer antes que nada su composición química. Los organismos construyen su cuerpo a base de las sustancias extraídas de una a otra forma, del medio que les circunda, del agua, del suelo y del aire. Desde hace mucho quedó establecido que el componente principal de los organismos es el agua, H 2 0, en término medio el 80%, algo más en las plantas y un poco menos en los animales. Por eso el elemento oxígeno ocupa el primer lugar (en masa) en los organismos. Un papel exclusivo juega el carbono en la construcción del cuerpo de los organismos. El carbono origina muchos miles de compuestos diversos con el hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo, de los cuales se componen a su vez las proteínas, grasas, hidratos de carbono y el cuerpo de los organismos. En la sustancia viva, la fuente principal para la formación de estas combinaciones carbonadas es el anhídrido carbónico, Además, los organismos contienen una cantidad considerable de nitrógeno, fósforo y azufre en forma de complejas combinaciones orgánicas. Finalmente, en los organismos siempre hay calcio, sobre todo en los esqueletos, potasio, hierro y otros elementos. Al principio se suponía que para todos los organismos tienen una importancia exclusiva los diez o doce elementos que se encuentran en ellos en mayor proporción. Pero más tarde resultó que existen organismos que, aparte de estos diez o doce elementos químicos más frecuentes, acumulan hierro, manganeso, bario, estroncio, vanadio o muchos otros elementos químicos raros. Así, por ejemplo, se descubrió que el silicio desempeña un papel importante en la villa de las esponjas silíceas, de los microscópicos radiolarios y algas diatomeas, cuyos esqueletos se forman de óxidos de silicio, Las bacterias de hierro concentran este elemento en sus cuerpos. Se han descubierto bacterias que acumulan de manera análoga el manganeso y el azufre. En los esqueletos de ciertos organismos marinos se ha hallado, en vez de calcio, bario y estroncio. Algunos organismos, por ejemplo, los capsulógenos marinos invertebrados, seleccionan y concentran átomos de vanadio del agua marina y del limo marino, en los que existen sólo indicios insignificantes de este elemento. Al morir estos organismos, el vanadio, en forma concentrada, se acumula en los sedimentos marinos. Otros, como por ejemplo, las algas, extraen del agua del mar el yodo, existentes aquí en millonésimas por ciento. Después el yodo, junto con los residuos de las algas marinas, pasa al fondo del mar. En las rocas que más tarde se forman a base de este fondo, se originan aguas mineralizadas yodadas. Y nosotros obtenemos el yodo de las capas acuosas subterráneas, taladrando profundamente las rocas allí donde en sus tiempos hubo un mar. La importancia geoquímica de tales organismos concentradores es enorme. Cuanto más se perfecciona la técnica de investigación de la composición de los organismos, tanto mayor es el número de elementos químicos que encontramos en ellos, cierto es que en cantidades muy pequeñas. Hubo un tiempo en que se consideraba que la plata, rubidio, cadmio y otros elementos químicos hallados en los organismos, eran simplemente impurezas casuales, pero hoy se ha establecido con toda firmeza que en la composición de los organismos prácticamente intervienen todos los elementos químicos. La cuestión consiste en determinar qué cantidad de cada uno de ellos contienen los distintos organismos. En la actualidad es precisamente este problema el que ocupa a los científicos.
Podemos decir de antemano que la composición de los organismos no coincide con la del medio circundante: rocas, agua y gases tomados en conjunto. Por ejemplo, los terrenos y rocas contienen en proporción considerable titanio, torio, bario y otros elementos químicos, en tanto que la cantidad de titanio existente en los organismos es decenas de miles de veces menor que en el suelo.
Por el contrario, en los terrenos y aguas hay poco carbono, fósforo, potasio y otros elementos químicos que se concentran en los organismos en cantidades considerablemente mayores. Desde el punto de vista geoquímico, en la actualidad queda claro que la masa fundamental del cuerpo de los organismos se compone de aquellos elementos químicos que en las condiciones de la superficie de la Tierra, o biosfera (región en que habitan los organismos de nuestro planeta), crean combinaciones móviles o gases. En efecto, el CO 2 , N 2 , O 2 , H 2 O, son gases o líquidos dotados de gran movilidad, asequibles para los organismos en el proceso de su vida. El yodo, potasio, calcio, fósforo, azufre, silicio y muchos otros forman con facilidad combinaciones solubles en el agua.
En los organismos también hay poca cantidad de aquellos elementos insuficientes en la biosfera como, por ejemplo, radio y litio. Los elementos químicos que se encuentran en los organismos en cantidades muy pequeñas (del orden de centésimas por ciento o menos) suelen denominarse microelementos. En la actualidad se reconoce que el papel fisiológico de los microelementos es muy importante.
Muchos microelementos entran en la composición de sustancias fisiológicamente importantes de los organismos, de modo análogo a cómo el hierro forma parte de la hemoglobina de la sangre, el yodo entra en la composición de la hormona de la glándula tiroides de los animales, y el cobre y el zinc en la de los fermentos de los animales y plantas. Podría componerse el mapa de la construcción anatómica de los organismos con indicación de dónde, en qué órganos y tejidos se concentran los elementos químicos. Pero a nosotros ahora nos interesa sólo el papel geoquímico de los organismos. Debemos reconocer que los distintos organismos cumplen diversas funciones geoquímicas en dependencia de su capacidad de concentrar uno a otro elemento químico, o sea, dicho de otro modo, según sea su composición elemental química. Los organismos "cálcicos", de cuyos esqueletos se originan las calizas, participan en la historia geoquímica del calcio y en la biosfera; los organismos que concentran silicio, vanadio y yodo juegan un papel importante en la historia de estos átomos. Ante nosotros se plantea la tarea de estudiar la influencia de los organismos en la historia geoquímica de los distintos átomos en la biosfera, apreciar esta influencia y utilizarla. Actualmente es ya posible hallar yacimientos de metales, observando el carácter de la vegetación del lugar dado y encontrando plantas conocidas concentradoras de estos metales. El mineral existente bajo el suelo contagia todo el terreno. En tales terrenos aumenta el contenido de níquel, cobalto, cobre y zinc y, en consecuencia, se eleva su contenido en las plantas. Por esto ahora se analiza el contenido de estos elementos en las plantas. Si es elevado, se cavan zanjas y se perforan los pozos de sondeo. Así fueron descubiertos algunos yacimientos de cinc, níquel, molibdeno y otros.
Todo esto muestra la estrecha relación de dependencia existente entre la naturaleza llamada muerta y la sustancia viva. Las liga entre sí, la historia común de los átomos de los elementos químicos. Y cuanto mejor y más detalladamente conozcamos la historia de las mutaciones y desplazamientos que experimentan los elementos químicos, los átomos, en la Tierra, con tanta mayor claridad y precisión podremos representar la actividad geoquímica de los organismos vivos, para lo cual antes que nada es necesario conocer su composición química elemental cuantitativa. |
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En una palabra, en la Geología hace mucho que se reconoce el inmenso papel de
los organismos que pueblan la esfera terrestre en todos los procesos que se
verifican en la superficie de la Tierra.
No existirían los organismos marinos microscópicos con sus esqueletos
calcáreos, dejarían de formarse, por consiguiente, los estratos de calizas y
creta, cesarían de elevarse las montañas de creta. La faz de la Tierra
cambiaría por completo y sería diferente.
En cambio, el titanio, bario, circonio y torio, a pesar de encontrarse en
cantidad suficiente en los suelos y rocas, no forman en la biosfera compuestos
fácilmente solubles en el agua y, por tanto, privados de movilidad. Son menos
accesibles o totalmente inaccesibles para los organismos que no los concentran.
Se hallan en ellos en cantidades desproporcionadamente pequeñas.
Los organismos, vegetales y animales, están "habituados" a una determinada
concentración de unos a otros elementos químicos en su medio (agua, suelo,
rocas). Allí donde se hallan en cantidad mayor o, al contrario, menor, los
organismos responden con cambios en su forma o tamaño. La escasez de
yodo en las aguas, terrenos y productos alimenticios en ciertas regiones
montañosas provoca en los hombres y animales el bocio endémico y la
insuficiencia de calcio es causa de la fragilidad de los huesos, etc.
