axonométrica

Hipótesis Gaia

La ciencia no puede escapar al condicionamiento cultural. Hace ya cincuenta años que surgió un interés particular por una nueva línea de investigación que privilegia un objeto de estudio interdisciplinar: los sistemas complejos.

Se trata de una respuesta al cambio cultural frente a conceptos como los de desorden y caos que estaban desplazados del ámbito de la ciencia clásica, por ser considerados vacíos de significación.

Hoy estos conceptos estructuran toda una manera de entender no solamente el mundo, sino todo el universo desde el punto de vista de la física y que barre desde la macroescala de los años luz hasta la microescala subatómica.

Igualmente, esta estructura conceptual sobrepasa los límites disciplinares de la física, las matemáticas, la química, etc. y se infiltra en campos como la arquitectura entre muchos, precisamente por su condición cultural, producto de un profundo cambio social.

Esto es posible porque independientemente de que el objeto de estudio sean partículas, grupos de personas o modelos de crecimiento, lo que describe esta estructura conceptual son modelos de comportamiento. Sus campos de aplicación se expanden desde el comportamiento de la bolsa, hasta las iteraciones de grupos humanos autoorganizados sobre un tapiz urbano por poner dos ejemplos aparentemente inconexos.

Podríamos decir que un proceso similar pasa en la consideración global de lo que tradicionalmente llamamos naturaleza. La noción cultural de naturaleza ha cambiado radicalmente desde los años 60 a partir de un cierto proceso de retorno y reconsideración de la misma idea de naturaleza.

Las ciencias de la complejidad han hurgado y ayudado a profundizar en esa redefinición de la naturaleza al hablar de la Nouvelle Alliance de Prigogine y uno de los planteos más claros es la hipótesis Gaia de James Lovelock.

La hipótesis de Gaia es un conjunto de modelos científicos, que no una teoría científica, que engloba la biosfera, en la cual se postula que la vida fomenta y mantiene unas condiciones adecuadas para sí misma, afectando y por tanto en interacción constante con el entorno.

Según la hipótesis de Gaia, la atmósfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un todo coherente donde la vida, su componente característico, autorregula sus condiciones esenciales tales como la temperatura, composición química y salinidad en el caso de los océanos. Por tanto esta hipótesis entra de lleno en las teorías que giran alrededor del concepto de autoorganización y descriptivas de un comportamiento complejo.

La hipótesis Gaia, diosa griega de la Tierra, nombre inspirado por el escritor William Golding, afirma que la tierra se comportaría como un sistema dinámico, autoorganizado y autoregulado. Esta hipótesis se anuncia por primera vez en un artículo de la revista Atmospheric Environment núm. 6 [1] en 1972 y posteriormente se amplia y se publica con la colaboración de Lynn Margulis en Gaia, a New Look at Life on Earth [2] en 1979, de nuevo se amplía en The Ages of Gaia, a Biography of our Living Earth [3] en 1988 y finalmente se vuelve a publicar la hipótesis en Gaia, The Practical Science of Planetary Medicine en 1991.[4]

El origen de la hipótesis de Lovelock se sitúa cuando fue llamado por la Nasa en 1965 para participar en el primer intento de descubrir la posible existencia de vida enMarte

participando como asesor de un equipo cuyo objetivo principal era la búsqueda de métodos y sistemas que permitieran la detección de vida en Marte y en otros planetas.

La singularidad extrema de la Tierra en relación a los planetas más próximos a la hora de definir los criterios que deberían seguirse para detectar algún tipo de vida en otros planetas, fue el punto de arranque de una hipótesis que de fondo está interpelando a la bajísima probabilidad de que las condiciones para la vida se mantengan fijas desde hace tantos millones de años de manera casual.

De ahí la idea de que es la biomasa la que autorregula las condiciones del planeta para hacer su entorno físico, especialmente temperatura y química atmosférica, más acorde con las condiciones necesarias para la vida de las especies que conforman la vida en la tierra. La hipótesis Gaia define esta hospitalidad que tiene la tierra consigo misma, como un completo proceso de homeostasis.

Una prueba de que las condiciones de habitabilidad del planeta forman parte de un proceso de auto-regulación constante es la composición química de la atmosfera. Actualmente esta está compuesta por un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y tan solo un 0,03% de dióxido de carbono.

Esta composición química, que permite la vida sobre la superficie del planeta, contradice la segunda ley de la termodinámica según la cual un sistema cerrado tiende a la máxima entropía.[5]

En el caso del planeta tierra, esto debería significar que se halla en equilibrio químico, es decir todas las posibles reacciones químicas ya se habrían producido y por tanto la atmosfera de planeta debería estar compuesta mayoritariamente por CO₂. Según Lovelock: Parece posible que sin la interferencia de la vida, el dióxido de carbono se hubiera acumulado en el aire hasta niveles peligrosos.[6]

La Hipótesis Gaia rompe esencialmente con el supuesto de que la vida, una vez aparecida en la tierra, se fue adaptando a las condiciones existentes, así como a los cambios que se producían en esas condiciones.

Para Gaia, lo que ocurre es totalmente lo contrario, una vez aparecida la vida en la tierra y a partir de unas condiciones iniciales que lo hicieron posible, ha sido la propia existencia de la vida la que ha ido modificando a su favor esas condiciones iniciales y por tanto las condiciones resultantes son responsabilidad y consecuencia de la vida que habita en el planeta.

La hipótesis Gaia dice que la temperatura, el estado de oxidación, de acidez y algunos aspectos de las rocas y las aguas se mantienen constantes en cualquier época, y que ésta homeostasis se obtiene por procesos cibernética [7] llevados a cabo de manera automática e inconsciente por el biota. La biota se refiere al conjunto de organismos vivos que habitan en la tierra y es diferente a la biosfera que se definiría como la parte de la tierra en que normalmente existen los seres vivos. La biota y la biosfera tomadas conjuntamente forman parte de Gaia.

La energía solar sustenta estas condiciones favorables para la vida. Estas condiciones son sólo constantes a corto plazo y evolucionan en sincronía con los cambios requeridos por el biota a largo de su evolución. La vida y su entorno están tan íntimamente asociados que la evolución afecta a Gaia, no a los organismos o al medio ambiente por separado.

La hipótesis Gaia no sólo contradecía la mayor parte de los postulados científicos precedentes y ponía patas arriba los modelos teóricos anteriormente aceptados, sino que ponía en entredicho la teoría de la evolución de Darwin [8]: la vida se ha ido adecuando a las condiciones del entorno fisicoquímico. La hipótesis Gaia defendía justamente lo contrario: la biosfera es la encargada de generar, mantener y regular sus propias condiciones medioambientales, de forma que se produce una coevolución entre lo biológico y lo inerte.

Existen dos reparos principales a Gaia; el primero, como ya se ha dicho es que se trata de un concepto teleológico, y que para la regulación del clima y de la composición química a escala planetaria hace falta una especie de capacidad de predicción, de clarividencia. El segundo reparo, expresado de forma muy clara por Stephen Schneider, se refiere a que la regulación biológica sólo es parcial, y que el mundo real es el resultado de una coevolución de lo vivo y lo inorgánico.

Cuando la Hipótesis Gaia empezó a introducirse a principios de los años 70, atrajo la atención de los teólogos interesados en la posibilidad que la tierra controlara su propio ambiente a voluntad, lo que provocó innumerables implicaciones teleológicas, y por tanto no científicas, de aquellos que buscaban la unicidad de la naturaleza, e igualmente, de manera cínica, de representantes de las industrias contaminantes, para los cuales la Hipótesis Gaia proporcionó una excusa conveniente por el que un cierto sistema colectivo de procesos naturales compensaría en gran parte cualquier daño potencial que la actividad humana infringiera a los sistemas naturales de la tierra, aunque como indican Stephen Schneider y Penelope Boston en el resumen del libro Scientists on Gaia [9]: Si bien no se subrayaran ninguno de estos aspectos en el trabajo científico de Lovelock y de Margulis, estos problemas laterales no-científicos divirtieron la atención de la comunidad científica, y los mantuvo lejos de un análisis serio de la hipótesis de Gaia y de sus implicaciones.

Entre los efectos positivos de la Hipótesis Gaia destaca el nacimiento del Earth System Science, Sistema de las Ciencias de la Tierra, que si bien estos estudios no son enteramente equivalentes a la Hipótesis Gaia, ambos cuerpos de conocimiento mantienen un acercamiento interdisciplinar para estudiar cómo operan los sistemas naturales a una escala planetaria. Los estudios relacionados con el Sistema de las Ciencias de la Tierra intentan entender las transferencias de la masa y de energía entre los componentes que obran recíprocamente entre los sistemas naturales como la biosfera, hidrosfera, la geografía, la atmósfera, y la troposfera.

No hace falta comentar que actualmente este tipo de estudios están en pleno apogeo con todas aquellas materias que supuestamente tienen algún tipo de influencia sobre el calentamiento global del planeta y los intensos estudios que se están desarrollando sobre la influencia de la actividad humana en el cambio climático. A título de ejemplo es interesante ver el tipo de estudios relacionados con una manera sistémica de entender el planeta que se desarrollan en el ESSP Earth System Science Partnership donde en su página web [10] describen sucintamente su actividad como un conjunto unificado de componentes, procesos e interacciones físicos, químicos, biológicos y sociales que en conjunto determinan el estado y la dinámica del planeta tierra, incluyendo tanto la biota como a los humanos. La ESSP es el estudio del Sistema Tierra, con especial énfasis en la observación, entendimiento y predicción de los cambios del medioambiente global que implican la interacción entre la tierra, la atmosfera, el agua, el hielo, la biosfera, la sociedad, las tecnologías y la economía.

Toda una declaración de principios de la lógica de la complejidad.

[1] LOVELOCK, James, “Gaia as seen through atmosphere”, Atmospheric Environment núm. 6, 1972, pp. 579-580.

[2] LOVELOCK, James y MARGULIS, Lynn, Gaia, a New Look at Life on Earth, Oxford University Press, Oxford, 1979.

[3] LOVELOCK, James, The Ages of Gaia, a Biography of our Living Earth, W. W. Norton & Company, Nueva York, 1988.

[4] LOVELOCK, James, Gaia, The Practical Science of Planetary Medicine,Gaia Books Ltd., Londres, 2000.

[5] Op. Cit., LOVELOCK y MARGULIS, 1979, p. 117.

[6] Ibídem, p. 76.

[7] Es especialmente interesante el capítulo Cybernetics en Op. Cit., LOVELOCK y MARGULIS, 1979,pp. 44 a 58.

[8] En el artículo escrito por James W. Kirchner del Department of Earth and Planetary Science de la Universidad de Berkeley, titulado “The Gaia Hypothesis: Fact, Theory and Wishful Thinking” y publicado por la revista Climatic Changes, núm. 52,el año 2002 pp. 391-408, se pondera la supuesta influencia anti-darwiniana de la hipótesis Gaia de la siguiente forma: “los retornos –feedbacks– de la hipótesis Gaia pueden evolucionar por la vía de la selección natural y a la vez generar retornos anti-Gaia. El modelo Gaia asume que cualquier retorno que produce una especie y provoca la mejora de su entorno está creando una ventaja reproductiva al propio portador de la mejora –respecto a otros organismos que comparten el mismo ambiente-. En el mundo real, por el contrario, la selección natural favorece cualquier rasgo que dé a sus portadores una ventaja reproductiva sobre sus no-portadores, tanto si mejora o degrada el ambiente -y por tanto beneficia u obstaculiza tanto a sus portadores como a los no-portadores de la misma forma-. Así las reacciones a favor de Gaia y las reacciones anti-Gaia son ambas probables de que se desarrollen en otros organismos que compartan el mismo ambiente”.

[9] Extracto de Scientist on Gaia en:

Haz clic para acceder a GAIA_hypothesis.pdf

BOSTON, Penelope, SCHNEIDER, Stephen, Scientists on Gaia, MIT Press, Cambridge, 1993.

[10] http://www.essp.org/