(L121) Las edades de Gaia (1988) - 1



James E. Lovelock, Las edades de Gaia (1988)

El ambiente terrestre, en vez de ser un mundo físico regulado por leyes autónomas propias, es una parte de un sistema evolutivo que contiene la vida y que debe a los fenómenos vitales parte de sus reglas, sus mecanismos y sus componentes. Los seres vivos, conectados entre sí y a la atmósfera, a la hidrosfera y a la litosfera, fabrican y mantienen de continuo su ambiente, formando un “todo” a nivel planetario. Al contrario de lo que pensábamos antes de las aportaciones de James E. Lovelock (1919), no es que las condiciones especiales de la Tierra hayan permitido el desarrollo y evolución de la vida sobre ella, sino que es la vida quien ha determinado el desarrollo y evolución de las condiciones adecuadas para la vida sobre la Tierra.

El desarrollo industrial, la tecnología, los avances científicos que, por una parte, contribuyen al bienestar de la humanidad, están al mismo tiempo perjudicando al cuerpo planetario que nos alberga. Haciendo una analogía con un ser vivo, Gaia[1] está enferma: el calentamiento por el efecto invernadero es considerado como un acceso febril; la lluvia ácida, un problema digestivo; la disminución de la capa de ozono, una afección dermatológica; el consiguiente aumento de la radiación ultravioleta, un accidente de graves repercusiones. Gaia con su capacidad de homeostasis, puede superar todas estas enfermedades y achaques en un tiempo que, comparado con su longeva edad, no será muy grande. Pero las nuevas condiciones que lleven al equilibrio podrían no ser las adecuadas para la persistencia de la especie humana en el planeta.

Esta es la tesis que sostiene en su libro Las edades de Gaia (Ages of Gaia, 1988), del que os vamos a hacer un resumen lo más clarificador posible. Cuento con la estimable ayuda de J.M. Bayona (1956), Doctor en Ciencias Químicas, especialista en Química Ambiental, quien ha revisado el texto-resumen y también nos hará una aportación final. También agradezco el breve comentario del traductor del libro Joan O. Grimalt (Palma, 1956) Doctor en Ciencias Químicas y Director del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua.

Prefacio

La teoría de Gaia supone una perspectiva planetaria. Lo que importa es la salud del planeta, no la de algunas especies individuales. La salud de la Tierra está fundamentalmente amenazada por los cambios a gran escala de los ecosistemas naturales. La agricultura, la industria forestal, y en menor medida, la pesca aparecen como las causas más importantes de este tipo de daño, junto con el incremento inexorable de los gases responsables del efecto invernadero, dióxido de carbono, metano y otros que se describirán a continuación. Los geofisiólogos no ignoran el problema de la disminución de la capa de ozono o el de la lluvia ácida.

1.- Introducción

Hemos aceptado que el Sistema Solar es yermo. Ahora nos damos cuenta de que nuestro planeta es muy diferente de sus dos homónimos muertos, Marte y Venus. La idea de que la Tierra está viva probablemente es tan antigua como la humanidad. La primera expresión de ello como un hecho científico fue de James Hutton en 1785. La palabra biosfera procede de Eduard Suess en 1875, esta idea la desarrolló Vernadsky en 1911.

La teoría de Gaia predice que el clima y la composición química de la Tierra se conservan homeostáticamente durante largos períodos hasta que algún conflicto interior o fuerza externa provoca un salto a un nuevo estado estacionario.

2.- ¿Qué es Gaia?

¿Qué es la vida? A lo largo de la evolución, nuestra supervivencia consistía en la distinción instantánea entre un predador y una presa, un familiar y un enemigo, y el reconocimiento de una pareja potencial. No podíamos permitirnos el retraso en el pensamiento consciente, esta es la razón por la que conocimos de manera intuitiva lo que es la vida: es comestible, simpática y mortal. (p. 30). La vida es social. Es imposible medir la temperatura o la presión de una molécula individual. Los físicos dicen que temperatura y presión son propiedades coligativas de un número suficiente de moléculas. Nosotros y algunos animales mantenemos la temperatura constante cualquiera que sea la temperatura de nuestro alrededor. La tendencia a la constancia se llamo homeostasis. Fue necesario ver la Tierra desde el espacio para que nos diera la sensación de un planeta vivo en el que las cosas vivas, el aire, el océano y las rocas se combinan en una sola entidad como Gaia. (p. 32)

La hipótesis de Gaia postula que la temperatura, el estado de oxidación, acidez y algunos aspectos de las rocas y las aguas se mantienen constantes en cualquier época, y que esta homeostasis se obtiene por procesos cibernéticos llevados a cabo de manera automática e inconsciente por la biota[2]. La energía solar sustenta estas condiciones favorables para la vida. La vida y su entorno están íntimamente asociados a la evolución que afecta a Gaia, no a los organismos o al medio ambiente por separado. (p. 33)

Las ciencias para comprender mejor la vida son: la biología molecular, la fisiología y la termodinámica. El primer principio de la termodinámica postula que la energía siempre se conserva y que, independientemente de lo lejos que se disperse, la suma total siempre permanece constante. El segundo principio se centra en la asimetría de la naturaleza. Cuando el calor se transforma en trabajo siempre se desperdicia algo. La redistribución de la cantidad total de energía en el universo tiene una dirección, siempre se mueve pendiente abajo. Los objetos calientes se enfrían, pero los fríos nunca se calientan espontáneamente. Los procesos naturales siempre se mueven hacia un incremento del desorden que se mide por la entropía, la cantidad que siempre e inexorablemente aumenta. La entropía está conectada desde un punto de vista cuantitativo con el desorden de las cosas. A mayor orden más baja es la entropía. Me gusta pensar que la entropía muestra la propiedad más auténtica de nuestro universo: su tendencia a declinar, a consumirse. Otros la ven como la dirección de la fecha del tiempo. Sin el declive general del universo no podría haber existido el Sol y, sin el consumo superabundante de su reserva de energía, la luz que nos permite existir. (p. 34-36)

Para Schrödinger[3] la propiedad más sorprendente de la vida es su capacidad de desplazarse hacia arriba contra el flujo del tiempo. La vida es una contradicción de la segunda ley que establece que todo se mueve hacia abajo, hacia el equilibrio y la muerte. La vida no tiene manera de violar la segunda ley, ha evolucionado con la Tierra como un sistema estrechamente acoplado para asegurarse la supervivencia. (p. 37)

Shannon[4] desarrollo la teoría de la información. Cuando se envía un mensaje a un destinatario se pierde información. Esto se parece a la entropía de los físicos. A menor ignorancia menor es la entropía. “Disipación de entropía” es una forma elegante de expresar excremento y polución. Nosotros los animales contaminamos el aire con dióxido de carbono y la vegetación contamina con oxígeno. La contaminación de uno es el alimento del otro. Gaia es más sutil, hasta que aparecieron los seres humanos, sólo contaminó con un suave calentamiento consistente en radiación infrarroja.

Prigogine[5] nos habla de “estructuras disipativas”, se disipan cuando el suministro de energía se acaba. Los organismos vivos son sistemas abiertos en el sentido de que toman y excretan energía y materia. En teoría son tan abiertos como los límites del universo. ¿Cómo se puede identificar la vida en otro planeta? Se comparan las atmósferas de Marte y Venus (predominio de dióxido de carbono) con la de la Tierra (predominio de nitrógeno y oxígeno), en las primeras toda la energía se ha agotado. (p. 40-42). Existen dos objeciones a Gaia: el primero que se trata de un concepto teleológico y que para regular el clima hace falta una capacidad de predicción. El segundo se refiere a que la regulación biológica solo es parcial, ya que el mundo real es el resultado de una “coevolución” de lo vivo y lo inorgánico. (p. 47-48)


¿Es la homeostasis una predicción razonable de la teoría Gaia? Luché con el problema de reducir la complejidad de la vida y el medio ambiente a un esquema simple. El mundo de las margaritas era la respuesta. Dibujamos un planeta similar a la Tierra pero que tiene más área continental y menos océano, pero bien provisto de agua. En el planeta solo hay margaritas pero de diferente tono de color: oscuras, claras, neutras. Y una estrella que calienta nuestro planeta, a medida que este sol envejece aumenta su emisión de energía. Cuando la vida empezó en la Tierra hace unos 3.800 millones de años el Sol era un 30 por ciento menos luminoso que ahora. Dentro de unos cuantos miles de millones de años será tan terriblemente caliente que la vida que conocemos morirá o deberá encontrar otro planeta que le sirva de hogar. El mundo de las margaritas está simplificado del siguiente modo: una sola variable, temperatura y una sola especie de margaritas. Por debajo de 5ºC, las margaritas no crecerán; su temperatura óptima se sitúa alrededor de 20ºC. Si pasa los 40ºC se marchitarán y morían. La temperatura media resulta del calor recibido de la estrella y el calor perdido. Para simplificar asumimos que tiene una cantidad constante de dióxido de carbono que no interfiere en el clima, no hay nubes y llueve de noche. La temperatura viene determinada por el color del planeta, más oscuro absorbe más sol y más claro lo rechaza a la atmosfera. Imaginemos una temperatura de 5ºC, en la región ecuatorial más caliente germinarían las margaritas, imaginemos que en una proporción semejante de colores. Las margaritas oscuras se verían favorecidas en su crecimiento al retener más calor, las claras se hubieran encontrado en desventaja, hubieran palidecido y muerto al reflejar la luz del sol y bajar de la temperatura crítica de 5ºC.

En la estación siguiente predominarían las margaritas oscuras, pero a media que aumentara el calor del planeta y llegará a niveles por encima del óptimo para el crecimiento, las producción de semillas caería y el crecimiento y extensión de las margaritas blancas se vería favorecido por su capacidad natural para mantener el clima frío. Cuando la estrella que da calor envejece y se hace más caliente, la proporción variará a favor de las blancas, hasta que finalmente el flujo de calor es tan grande que ni las margaritas blancas pueden mantener el planeta por debajo del límite superior a 40ºC. En ese momento el planeta se vuelve yermo de nuevo. El mundo de las margaritas muestran que una propiedad del medio ambiente, la temperatura, es regulada de manera efectiva en un intervalo amplio de luminosidad sin necesidad de suponer ninguna capacidad de predicción o planificación. (p. 49-53)

Si el mundo real en el que vivimos se autorregula de manera semejante al mundo de las margaritas y el clima y el ambiente es la consecuencia de un sistema automático, aunque no intencionado, de statu quo, entonces Gaia es la manifestación mayor de vida. Gaia incluye: 1.- Organismos vivos. 2.- Organismos sujetos a las leyes darwinianas de la selección natural. 3.- Organismos que afectan a su ambiente físico-químico (animales que toman oxígeno y exhalan dióxido de carbono y plantas y algas que realizan el proceso inverso). 4.- La existencia de limitaciones o ataduras que establezcan los límites de la vida. Puede hacer demasiado calor o demasiado frío. Demasiada acidez o demasiada alcalinidad; es preferible la neutralidad. (p. 53)

La vida es un sistema abierto que contiene una serie de límites. El límite exterior es el borde de la atmósfera terrestre con el espacio. Dentro de la frontera planetaria las entidades disminuyen, pero crecen incluso más intensamente cuando la progresión va desde Gaia a los ecosistemas, a las plantas y a los animales, a las células y al ADN. Entonces la frontera planetaria circunscribe un organismo vivo, Gaia, un sistema constituido por todos los organismos vivos y el medio ambiente. (p. 54)



[1] Gea o Gaya (en griego antiguo Γαα Gaĩa o Γαη Gaĩê, ‘suelo’ o ‘tierra’) es la diosa primordial que personifica la Tierra en la mitología griega.
[2] En su uso más habitual, el término biota designa al conjunto de especies de plantas, animales y otros organismos que ocupan un área dada. El concepto puede extenderse para designar al repertorio de especies de un compartimento del ecosistema, como el suelo, la rizosfera o el fondo en un ecosistema acuático.
[3] Erwin Schrödinger, ¿Qué es la vida? Editorial Tusquets, Barcelona.
[4] Claude Elwood Shannon (Míchigan, 30 de abril de 1916 - 24 de febrero de 2001), ingeniero electrónico y matemático estadounidense, recordado como «el padre de la teoría de la información». Su principal obra es Una Teoría Matemática de la Comunicación (1948).
[5] Ilya Prigogine (25 de enero de 1917 Moscú - 28 de mayo de 2003, Bruselas) fue un físico, químico, sistémico y profesor universitario belga de origen ruso, galardonado con el Premio Nobel de Química del año 1977. Es recomendable la lectura de El nacimiento del tiempo en la editorial Tusquets.



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