Ejercicio resuelto de Impacto humano y sostenibilidad · Biología

Según el sexto informe de evaluación del Panel Intergubernamental de Expertos en Cambio Climático (IPCC), las emisiones de gases de efecto invernadero que provienen de las actividades humanas han contribuido en torno a 1,1°C al calentamiento global desde principios del siglo XX. Estas actividades incluyen, por ejemplo, la quema de carbón, petróleo y gas, la deforestación y la agricultura.

La infografía muestra las emisiones de gases de efecto invernadero en la Unión Europea (UE) en 2022 desglosadas por principales sectores de origen. El suministro de energía fue responsable del 27,4% de las emisiones ese año, mientras que el transporte nacional representó el 23,8%. Las emisiones de la industria fueron del 20,3%, las actividades residenciales y comerciales, del 11,9% y la agricultura, del 10,8%.

El uso de la tierra y la formación de bosques ayudan a reducir las emisiones. El impacto positivo de este sector ascendió al 7% de las emisiones totales.




Un incremento en los niveles atmosféricos de $\text{CO}_{2}$:

a) ¿Cómo crees que afectaría al desarrollo de las plantas? (0,25 puntos)
b) ¿Y qué consecuencias tendría para los seres humanos? Razona la respuesta en base a tus conocimientos sobre los procesos metabólicos. (0,5 puntos)
c) Describe los conceptos autótrofo y heterótrofo. (0,25 puntos)

$\textbf{a) ¿Cómo crees que afectaría al desarrollo de las plantas? (0,25 puntos)}$

En principio lo favorecería, al menos hasta cierto punto. El $\text{CO}_2$ es el sustrato que la rubisco fija en el ciclo de Calvin, y a la concentración atmosférica actual esa enzima no está saturada; si aumenta la concentración, aumenta la tasa de fotosíntesis y con ella el crecimiento. Es lo que se conoce como efecto fertilizante del $\text{CO}_2$, y es la razón por la que se enriquece la atmósfera de los invernaderos.

Ahora bien, el efecto tiene un límite: llega un momento en que la rubisco se satura y el factor limitante pasa a ser otro —la luz, el agua o los nutrientes minerales—. Y el aumento de $\text{CO}_2$ va acompañado de calentamiento y de sequía, que perjudican a las plantas mucho más de lo que las beneficia esa fertilización.

$\textbf{b) ¿Y qué consecuencias tendría para los seres humanos? Razona la respuesta en base a tus conocimientos sobre los procesos metabólicos. (0,5 puntos)}$

A las concentraciones atmosféricas de que se habla, la consecuencia para el ser humano no es metabólica directa, sino climática: el $\text{CO}_2$ es un gas de efecto invernadero y su aumento provoca el calentamiento global, con la consiguiente alteración de los ecosistemas, de la producción de alimentos y de la distribución de las enfermedades.

Desde el punto de vista metabólico, sin embargo, sí puede razonarse lo que ocurre en un ambiente cerrado y muy cargado de $\text{CO}_2$. El $\text{CO}_2$ es el producto final de la respiración celular, que se transporta en la sangre disuelto y como bicarbonato: al aumentar su presión en el aire inspirado, el organismo no puede eliminarlo con la misma eficacia en los pulmones y se acumula en la sangre.

Como el $\text{CO}_2$ forma ácido carbónico con el agua, ese exceso desplaza el equilibrio del tampón bicarbonato y hace descender el pH sanguíneo: es la acidosis respiratoria, que altera la conformación de las proteínas y la actividad enzimática. El organismo responde aumentando la frecuencia respiratoria y cardíaca, y si la situación se agrava aparecen cefalea, somnolencia y pérdida de conciencia.

$\textbf{c) Describe los conceptos autótrofo y heterótrofo. (0,25 puntos)}$

Un organismo autótrofo es el que fabrica su propia materia orgánica a partir de materia inorgánica —fundamentalmente $\text{CO}_2$, agua y sales minerales— utilizando una fuente externa de energía, que es la luz en los fotoautótrofos y la oxidación de compuestos inorgánicos en los quimioautótrofos. Son los productores del ecosistema.

Un organismo heterótrofo es el que no puede realizar esa síntesis y necesita tomar la materia orgánica ya elaborada por otros seres vivos. Son los consumidores y los descomponedores: animales, hongos, la mayoría de las bacterias y muchos protistas.