La Hipótesis Gaia

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La Hipótesis Gaia
El libro que disparó la Hipótesis Gaia.

La Hipótesis Gaia es una de las ideas científicas más provocadoras de la segunda mitad del siglo XX. 

Apoyada y combatida a partes iguales, en parte por sí misma y en parte por sus tenebrosas conexiones con el submundo del misticismo New Age, se transformó para bien o para mal en parte del paisaje científico de comienzos del siglo XXI. 

Y todo empezó con un libro del científico James E. Lovelock, publicado en 1979, llamado "Gaia: Una nueva visión de la vida sobre la Tierra".

En el libro, refiere Lovelock la manera en que llegó a concebir la Hipótesis Gaia. Esta teoría se refiere al planeta Tierra, pero irónicamente, partió un poco más lejos, concretamente con el planeta Marte. 

En la década de 1960, en los ratitos libres que les dejaba la carrera a la Luna, la NASA empezaba a desarrollar ideas para detectar vida en Marte. 

En caso de que la hubiera, por supuesto. Los experimentos para detectar dicha supuesta vida se basaban, claro está, en la química de la vida terrestre, por ser el único ejemplo conocido, a lo cual Lovelock, que prestaba labores de asesoría para el proyecto, se hizo la gran pregunta: ¿y si la vida marciana no sigue los patrones biológicos terrestres, sino que se sustenta en patrones propios? 

La idea era de una lógica meridiana, claro está, pero destrozaba la labor experimental proyectada hasta el minuto, y obligaba casi a definir lo que era la vida, o lo esencial en la vida, para buscarla cualesquiera fuera la forma que pudiera asumir.

Lovelock describe de manera divertida sus esfuerzos en su libro: "(...) dedicaba muchos ratos a leer y a reflexionar sobre la auténtica naturaleza de la vida y sobre cómo podría renocérsela con independencia de lugares y de formas. 

Confiaba en que, revisando la literatura científica, terminaría por encontrar en alguna parte una definición de la vida como proceso físico que pudiera servir de punto de partida para diseñar experimentos encaminados a detectarla; para mi sorpresa pude comprobar que era muy poco lo escrito sobre la naturaleza misma de la vida. 

El interés actual por la ecología y la aplicación del análisis de sistemas a la biología estaba en mantillas; en aquellos días, sobre las ciencias de la vida pesaba un academicismo inerte y polvoriento. 

Eran incontables los datos acumulados sobre prácticamente cualquier aspecto de las distintas especies de seres vivos, pero el aluvión de hechos ignoraba la cuestión central, la vida misma"... (Esto fue escrito en los '70s, y honradamente ignoro si hoy en día las ciencias biológicas están un poco mejor).

Con todo, Lovelock observó el significativo detalle de que la vida opera creando orden a partir del desorden (creando moléculas complejas a partir de elementos simples, por ejemplo), y que para eso necesitaba tomar materiales (alimentarse) y expulsarlos (excretar).

La vida debía, por lo tanto, servirse de sistemas fluídicos (atmósferas, océanos, etcétera) como correa transportadora de dichos materiales. 

La Hipótesis Gaia

Esto, a su vez, debía impactar en esos sistemas fluídicos, lo que tendría una gran consecuencia: la atmósfera de un planeta con vida sería netamente distinta a la de un planeta inerte. La atmósfera de un planeta inerte estaría en equilibrio químico absoluto, mientras que la atmósfera de un planeta vivo no podría estar en ese punto de equilibrio. 

Por ejemplo, en la atmósfera terrestre (planeta vivo) coexisten el metano y el oxígeno.

Químicamente, ambos reaccionan para transformarse en dióxido de carbono y vapor de agua. Si la Tierra fuera un mundo muerto, hacía mucho tiempo que eso había pasado, y todo el metano habría desaparecido.

¿De dónde sale el metano entonces? De la actividad fisiológica de los seres vivientes. 

Un observador externo a la Tierra tendría entonces una pista de que la Tierra sostiene la vida, basado en que coexisten el metano y el oxígeno en la atmósfera planetaria terrestre.

El libro está dedicado en su mayor parte a mostrar cómo la Tierra es un enorme sistema viviente cibernético, es decir, que funciona por principios de retroalimentación positiva (procesos que se potencian a sí mismos) o negativa (procesos que se extinguen a sí mismos), guiados por la vida. 

Donde antes se concebía a la vida como adaptándose al medio ambiente, Lovelock mostró que la vida y lo inerte eran parte de un gigantesco esquema planetario en que la vida no sólo reaccionaba al medio ambiente, sino que también lo modificaba.

De hecho, Lovelock tenía en mente algún nombre como "Sistema de Homeostasis y Biocibernética Universal" para su monstruito, hasta que el escritor William Golding (conocido por "El señor de las moscas" y "Los herederos") le apuntaló señalándole que en los mitos griegos, la diosa de la Tierra se llamaba Gaia, y con ese nombre pasó a los anales de la ciencia. 

Para bien o para mal, porque parte del descrédito contra el cual la Hipótesis Gaia debió luchar, radica en que coincidió con el auge ochentero de la New Age, que tomó lo que en el principio era una hipótesis bioquímica o ecoquímica o geoquímica (a según), y lo convirtió en un baturrillo de ideas pseudoindigenistas, misticismo holístico y neopaganismo de mall, que muy poco tiene que ver con los planteamientos de Lovelock...

Gaia, considerada como sistema viviente es termodinámicamente un sistema cerrado y solo intercambia energía con el exterior pero no materia.

El resto de seres vivos que lo componemos somos sistemas abiertos. una persona que consuma 2 litros de agua al día y 2 Kg de alimentos y que viviera unos sesenta años, metaboliza al cabo de su vida unos 87000 kg de masa, sin contar con la cantidad de aire que respira. 

Esto supone mas de 1400 veces su peso y solo hablamos de alimento y bebida. Es curioso, como hasta la teoría Gaia, se consideraba que los seres vivos se adaptaban al medio, pero apenas se tenían en cuenta las modificaciones que los seres vivos realizaban en él.

Gaia es termodinámicamente hablando, mucho mas evolucionada que cualquier otra forma de vida.

De ahí las acusaciones frecuentes y los malentendidos acerca de si Gaia es efectivamente una especie de super organismo viviente, si los seres humanos con su red computacional están dotando a Gaia de un sistema nervioso planetario, si los planes para terraformar Marte son una especie de esfuerzo de Gaia por reproducirse (y nosotros seríamos sus "gametos"...). 

La Hipótesis Gaia

Son ideas interesantes y provocativas, y creo que estamos muy lejos de haber agotado todo lo que la Hipótesis Gaia puede hacer por la investigación biológica y geológica.

Se calcula que la vida en la Tierra comenzó hace unos 3800 millones de años. Desde entonces nuestro planeta parece que ha mantenido las condiciones para la vida.

Sin embargo, las condiciones a las que ha estado sometido nuestro planeta han cambiado en este tiempo.

Así, el Sol era mucho más débil hace miles de millones de años. Es lo que se ha llamado la paradoja del Sol joven. También ha habido impactos de meteoritos o vulcanismo que han cambiado el clima momentáneamente y este ha vuelto a la normalidad transcurrido un tiempo.

Por tanto, existe un termostato, una homeostasis, que mantiene las condiciones de temperatura más o menos constante de tal modo que el agua está principalmente líquida, lo que es imprescindible para la vida tal y como la conocemos.

James Lovelock propuso en los años setenta del pasado siglo a la propia vida de este planeta como un todo que era la responsable de mantener esas condiciones. Es lo que se denominó hipótesis Gaia. El nombre procede de la madre Tierra o de la naturalezadiosa según la mitología griega clásica.

Más tarde se descubrió que el gran responsable de este termostato no parecía ser la biología, sino la geología.

El gran ciclo del carbono permitía explicar, al menos en gran parte, esta estabilidad. Una mayor cantidad de dióxido de carbono calienta el planeta y cambia el clima de tal modo que se incrementa la meteorización de las rocas. Esto permite un mayor fijado del carbono en rocas calcáreas sedimentarias. Menor cantidad de dióxido de carbono reduce el efecto invernadero que reduce la actividad meteorológica y reduce la meteorización de las rocas.

El hielo también reduce ese fijado de dióxido de carbono y aumenta el albedo. Si se entra en una etapa de hielo global entonces los volcanes son los encargados de aportar dióxido de carbono, que se acumula por falta de meteorización, lo que aumenta el efecto invernadero que eleva la temperatura.

Los seres vivos modulan este ciclo. Así, algunos organismos marinos fijan carbono en carbonatos. También las plantas ayudan a la meteorización de las rocas, fijan carbono en la madera o cambian el albedo del planeta.

Pero la hipótesis Gaia, el papel de la vida en esta estabilización, no es fácil de establecer. El principal problema es que la la evolución mediante selección natural no parece que pueda explicar cómo el planeta al completo terminó estableciendo propiedades a lo largo del tiempo geológico.

Ahora, unos investigadores de University of Exeter han propuesto una solución a este dilema. Según ellos, la estabilidad puede venir de una selección secuencial en la que situaciones en donde la vida que desestabiliza el ambiente tiende a durar poco y da lugar más tarde a cambios hasta que la situación estable emerge de nuevo y tiende a persistir.

Una vez que esto sucede, el sistema tiene más tiempo para adquirir más rasgos que ayudan a estabilizarlo y mantenerlo. Según Tim Lenton (University of Exeter), ahora se puede explicar cómo la Tierra ha ido acumulando mecanismos de estabilización en los pasados 3500 millones de años.

Por tanto, existiría un sistema de filtrado por estabilidad, consistente con los ciclos de retroalimentación terrestres, que estaría situado entre la innovaciones evolutivas más importantes y su persistencia en la biosfera. Este filtro iría secuencialmente seleccionado configuraciones estables que persistirían en la biosfera y que aumentarían la probabilidad de adquirir más adelante propiedades persistentes a través de la selección y basándose en la supervivencia por sí sola.

Estos investigadores muestran que al menos dos mecanismos simples operan a la vez para proporcionar al planeta propiedades de autoestabización.

Es interesante tener en cuenta este tipo de mecanismo para calcular la probabilidad de vida compleja en el Universo. Pero, también, es importante aquí en la Tierra y ahora, pues los mecanismos que se han identificado con este estudio pueden ser cruciales en la comprensión de cómo nuestro mundo responde a cambios, como los que está introduciendo el ser humano en la actualidad.

El hallazgo de soluciones a los cambios que los humanos están causado es un tema clave del Instituto de Sistemas Globales de University of Exeter que dirige Lenton. Este investigador dice que podemos aprender lecciones de Gaia sobre cómo crear un futuro estable y sostenido para cuando haya mucha más población.

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