Las regiones polares tienen, desde hace algunos cientos de años, gran interés económico y científico. Las flotas de barcos de Europa y Estados Unidos destinadas a la captura de ballenas y a la pesca comenzaron a hacer sus incursiones en estas zonas a partir del siglo XVIII. En el siglo XIX la Marina Real realizó varios intentos para encontrar el Paso del Noroeste. Del lado de Rusia también se vieron exploraciones con fines geográficos y económicos. Por otra parte, el período comprendido entre 1950 y 1970 marcó el interés por la búsqueda de petróleo y minerales no ferrosos. Las décadas del 80 y 90 marcaron una tendencia a la protección y conservación de la vida silvestre, el bienestar de las poblaciones aborígenes y los asuntos relacionados con el cambio climático, tales como calentamiento global, reducción de la capa de ozono, contaminación de ecosistemas y biodiversidad, según David Briggs, Peter Smithson, Kennet Addision y Ken Atkinson en Fundamentals of the Physical Environment.

Características generales de las regiones polares

Estas regiones están caracterizadas por la ausencia de árboles debido a que las bajas temperaturas no permiten el crecimiento de este tipo de vegetación. Las clases de plantas que se encuentran en estas zonas son pastos, juncos, arbustos de baja altura, musgos y líquenes. La tundra muestra una mayor presencia en el hemisferio norte. Las regiones árticas de Eurasia y América del Norte cuentan aproximadamente con 10 millones de km cuadrados comparados con los solamente 50.000 de las regiones antárticas. Por otra parte, las montañas presentan alrededor de 10 millones de km cuadrados de este bioma, según expresan David Briggs, Peter Smithson, Kennet Addision y Ken Atkinson en Fundamentals of the Physical Environment.

El clima de las regiones polares es frío y seco. Solamente durante el corto verano pueden presentarse algunas masas de aire húmedo y algo templado provenientes del mar. Esto se puede apreciar en el noroeste de Norteamérica, donde el aire cálido es transportado desde las templadas aguas de las corrientes de Japón en el Pacífico hasta la parte continental. Dicho fenómeno lleva el nombre de advección. Las temperaturas suben por encima del punto de congelamiento durante unos pocos meses en el año y la marca térmica promedio es menor de 10ºC en el mes más cálido. Por otra parte, la radiación solar y la duración del día son muy distintas en el invierno y en el verano. A pesar de que el verano es corto, la radiación neta puede ser alta. Por ejemplo, la radiación neta en la zona del Ártico canadiense es alrededor de 109 watts/m2/día en julio, mientras que en la frontera entre Estados Unidos y Canadá es de 133 watts/m2/día, agregan los autores.

Las precipitaciones exhiben niveles bajos, generalmente alrededor de 250 mm anuales. Esto se debe a que el aire frío retiene poca humedad y a pesar de que la humedad relativa puede ser alta, la humedad absoluta siempre es baja. Además, la nieve es una característica muy importante de estas zonas ya que alrededor del 60% de la precipitación total presenta esta forma, menciona Fundamentals of the Physical Environment.

Vegetación adaptada al frío

Según explica Neil A. Campbell en Biology, uno de los problemas que tienen las plantas cuando la temperatura del ambiente que las rodea disminuye demasiado es el cambio en la fluidez de la membrana plasmática. La disminución en la temperatura de esta estructura hace que los lípidos presentes se compacten dentro de estructuras cristalinas debido a la disminución de fluidez. Esto altera el transporte de sustancias sólidas a través de la membrana y el funcionamiento de las proteínas que se encuentran en ella. Para contrarrestar esta situación, las plantas modifican la composición lipídica de sus membranas. Por ejemplo, los lípidos de la membrana incrementan la proporción de sus ácidos grasos insaturados, los cuales poseen formas que permiten que la membrana mantenga fluidez a bajas temperaturas ya que impiden la formación de estructuras sólidas.

Además de lo mencionado, las plantas pueden vivir situaciones más riesgosas cuando están expuestas a temperaturas bajo cero. En estos casos se forman cristales de hielo en las plantas, que dentro de los protoplastos perforan orgánulos matando a las células. Algunas plantas como los robles, los arces, las rosas y los rododendros han desarrollado estrategias para sobrevivir a temperaturas de congelamiento. Una de ellas consiste en cambios en la composición de los solutos de las células que permiten que el citosol alcance un punto de sub enfriamiento sin que se forme hielo, complementa el autor citado.

Animales capaces de vivir a bajas temperaturas

Los animales que viven en el agua pueden obtener ventajas de las características que ésta presenta. El agua en estado sólido posee grandes espacios intermoleculares, lo cual le confiere una densidad menor que en estado líquido. De esta manera, cuando la superficie de un lago se congela en invierno, el hielo flota en su superficie. Así, la vida acuática que se encuentra por debajo está protegida, explica Martin Silberberg en Chemistry.

Los peces que viven en regiones polares han desarrollado compuestos especiales para sobrevivir a las bajas temperaturas. De esta forma pueden nadar en mares cuya marca térmica es de -1,8ºC. La explicación de esta situación extraña radica en la composición de la sangre y los fluidos de los tejidos de estos peces, que contienen compuestos anticongelantes, los cuales disminuyen el punto de congelamiento. Se trata de una glicoproteína que actúa previniendo el agregado de moléculas de agua a la estructura cristalina del hielo, inhibiendo, por lo tanto, la formación de cristales de hielo, comenta Knut-Schmidt Nielsen en Animal Physiology.

Los cetáceos poseen un tejido graso debajo de la piel que actúa como aislante, ya que tiene una conductividad térmica más baja que el agua. Además, debido a que los tejidos grasos tienen un metabolismo muy poco activo, requieren un mínimo aporte sanguíneo, que en condiciones normales transportaría calor que se perdería a través de la parte superficial de la piel, explican David Randall, Warren Burggren y Kathleen French en Animal Physiology.