Teoría Gaia: la tierra como un organismo vivo

La definición de “vida” suscita acaloradas discusiones. Algunos académicos la ven como la combinación de ciertos elementos químicos; otros, como un cúmulo de “bacterias”. Pero existe un consenso general en que lo viviente se caracteriza por su capacidad de autorregularse, mantener su estructura interna y autoreplicarse, proceso que Maturana y Varela denominaron “autopoiesis”. Bajo esta mirada surge la teoría Gaia. Su premisa fundamental es impactante: la Tierra está viva.
© Cristian Toro.

Hasta hace algunas décadas, la Tierra era concebida como un planeta que, de manera fortuita, presentaba las condiciones ideales para ser habitado por inesperados pasajeros: los organismos vivos. Sin embargo, la teoría de Gaia propone que la interdependencia de todos los ecosistemas y organismos es la que permite la subsistencia de la vida. Valga la redundancia: la vida permite la existencia de la vida en la Tierra. Esto, a través de una compleja red de procesos físicoquímicos que dependen de lo viviente para su funcionamiento y que, en su conjunto, generan una homeostasis planetaria. Este fenómeno también ha sido llamado “regulación biótica del ambiente”. Y si bien esto es hoy evidente, la aceptación de la controvertida teoría se debe en gran parte a la convicción y tenacidad de un excéntrico científico inglés, James Lovelock.

Este ingenioso químico atmosférico desarrolló, a partir de la cromatografía de gases, el detector de captura de electrones, que identifica moléculas de compuestos presentes en el aire. Alarmado por el libro La Primavera Silenciosa de Rachel Carson –pionera investigación sobre los impactos del DDT–, Lovelock quería medir la presencia de este biocida y de otros elementos en el ambiente. Carson contribuyó a la mirada sistémica de la biosfera al constatar que el DDT utilizado en los campos de América del Norte aparecía en la leche de las madres norteamericanas y en los tejidos celulares de pingüinos en la Antártida. Se sabía de las cadenas alimentarias a nivel ecosistémico, pero no que éstas se “encadenan” entre ellas a nivel global, conformando un sistema interconectado.

En los años 60’ Lovelock fue consultor de la NASA para el desarrollo de técnicas que permitieran detectar la presencia de vida en otros planetas. La mayoría de los científicos estaban dedicados a diseñar robots que pudiesen tomar muestras de suelos y rocas. Lovelock, en cambio, aplicó sus conocimientos de química atmosférica. Sus investigaciones le hicieron ver la inusual inestabilidad química de la atmósfera terrestre, una mezcla turbulenta de gases inflamables y reactivos entre ellos; una mezcla improbable de nitrógeno (78%) con oxígeno (21%) y una bajísima cantidad de dióxido de carbono (0.04%), entre otros gases de misteriosa procedencia, como el metano (CH4).

Lovelock dedujo que en este fenómeno atmosférico intervenía un factor no considerado hasta entonces: la vida. Al respecto, las observaciones de la microbióloga Lynn Margulis permitieron comprender esta anomalía. Margulis describió cómo lo viviente produce CH4 en grandes cantidades, así como oxígeno (O2) fotosintético; además, captura dióxido de carbono (CO2) y fija el nitrógeno (N2) del aire, lo cual permitiría entender la diferencia entre la reactiva atmósfera terrestre, un planeta vivo, y las estables atmósferas marcianas y venusianas (con estratosféricos niveles de CO2 y tan solo trazas de O2). “La vida hizo nuestra atmósfera químicamente reactiva y ordenada, mientras exporta calor y desorden al espacio” (Margulis, L. & Sagan, 2020).

En 1979, Lovelock publicó su seminal y controvertida obra Gaia: A New Look at Life on Earth, donde propone que lo viviente en su conjunto constituye un macro-sistema planetario –la ahora popular biósfera– que, como un organismo individual, es capaz de autorregular el interior de su cuerpo, es decir, mantener su homeostasis planetaria.

A raíz de estas observaciones, Lovelock calificó nuestra atmósfera como entrópica, aludiendo a la segunda ley de la termodinámica que describe la tendencia a la pérdida de organización que exhiben los sistemas emergentes. Así, este investigador aconsejó a la NASA buscar formas de vida en planetas con atmósferas inestables que serían “una construcción biológica (…), una extensión de un organismo vivo diseñada para mantener un ambiente propicio para sí mismo” (Lovelock, 2000). Una atmósfera estable, en descanso termodinámico, indicaría un sistema planetario también en descanso termodinámico, o sea, desprovisto de vida. Así, en forma novedosa, se asoció la vida con la entropía.

Este conjunto de observaciones fundamentaron la visión sistémica de Lovelock, quien conversando con su vecino, el filósofo y escritor William Golding, concibió la idea de que este “ser”, este proceso, evocaba a Gaia, la diosa griega de la naturaleza. Así, en 1979, Lovelock publicó su seminal y controvertida obra Gaia: A New Look at Life on Earth, donde propone que lo viviente en su conjunto constituye un macro-sistema planetario –la ahora popular biósfera– que, como un organismo individual, es capaz de autorregular el interior de su cuerpo, es decir, mantener su homeostasis planetaria.

La gran oxidación

Los científicos de la época, en general, reaccionaron con indignación. Acusaron a Lovelock de proponer una teleología, ya que parecía adscribir conciencia y objetivos a la biosfera, como un ser superior velando por la perpetuación de la vida. Una defensora de la teoría fue la microbióloga Lynn Margulis. Ella argumentó que después del misterioso surgimiento de la vida en la Tierra, hace unos 3.800 millones de años, ésta empezó a poblar el planeta en forma de microorganismos, principalmente bacterias. Durante varios millones de años los únicos habitantes de la Tierra fueron las bacterias arcaicas (ancestros de todos los organismos que pueblan la biosfera actual). En aquel entonces, no existía la atmósfera terrestre que ahora conocemos, sino que los gases de la superficie del planeta eran una mezcla de dióxido de carbono y metano, producto de erupciones volcánicas y procesos metabólicos de las bacterias metanogénicas, respectivamente. Hasta el advenimiento de “la gran oxidación”.

Hace unos 2.8 millones de años, aparecieron las cianobacterias, los primeros organismos capaces de realizar la fotosíntesis oxigénica. © Cristian Toro.

Los primeros organismos fotosintéticos realizaban la fotosíntesis anoxigénica, en la cual no se producía O2. En algún momento, hace unos 2.8 millones de años, aparecieron las cianobacterias, los primeros organismos capaces de realizar la fotosíntesis oxigénica, produciendo O2 en grandes cantidades. La emisión de esta molécula al ambiente provocó, eventualmente, una crisis ecológica para la biodiversidad bacteriana de la época, pues el O2 era tóxico para la mayoría de los microorganismos anaerobios, dominantes de aquel entonces.

Sin embargo, esta transformación también ofreció una nueva oportunidad para la diversificación biológica, puesto que la vida se había mantenido energéticamente limitada. La súbita aparición de una amplia disponibilidad de O2 aumentó en gran medida el suministro de energía para los organismos vivos, produciendo un impacto ambiental global que hasta el día de hoy es evidente en la atmósfera que respiramos, repleta de oxígeno.

Actualmente, es aceptado que tanto la química atmosférica como la oceánica están mediadas por lo viviente. Así, la estabilidad de las cantidades de CO2 y O2 en la atmósfera terrestre, del pH y la salinidad de los mares y océanos, en los rangos necesarios para la perpetuación de la actual biosfera, entre otros procesos terrestres, son el resultado de las interacciones entre todos los seres y fenómenos que conforman la Tierra.

La bomba biótica

La teoría Gaia es la piedra angular de una serie de descubrimientos ecológicos recientes, tales como la bomba biótica. Este fenómeno climático fue descrito el año 2006 por los investigadores rusos Anastassia Makarieva y Víctor Gorshkov, del Instituto de Física Nuclear de San Petersburgo (2007).

La hipótesis postula que los bosques generan una baja presión atmosférica que succiona el aire húmedo desde el océano hacia el interior de los continentes, lo cual permite explicar cómo pueden ocurrir precipitaciones tan abundantes en el interior de las cuenca del río Amazonas en Sudamérica y la cuenca del río Congo en África, cuando la fuente original de agua, el océano, está tan lejos de donde cae la lluvia. Sin una cobertura forestal continua desde la costa hasta el interior, las precipitaciones intracontinentales disminuirían drásticamente. Otro investigador, Dominick Spracklen, demostró que en la mayor parte de los trópicos el aire que ha pasado sobre zonas con vegetación, produce al menos el doble de lluvia que aquel que ha pasado sobre zonas con poca vegetación, demostrando el efecto inmediato que puede tener la deforestación sobre la pluviometría (2012).

Nuevas investigaciones han revelado que los bosques también cumplen un papel clave para que el vapor de agua conforme nubes y lluvia (Sheil, D., 2014). Los árboles emiten aerosoles que contienen diminutas partículas biológicas –esporas fúngicas, polen, microorganismos y desechos biológicos en general– que son elevadas a la atmósfera. La lluvia puede caer solo cuando el agua de la atmósfera se condensa en gotas, y estas diminutas partículas facilitan este proceso al proporcionar superficies para la condensación del agua. Algunas de estas sustancias vegetales incluso permiten que las moléculas de agua se congelen a temperaturas más altas, algo fundamental para la formación de nubes en zonas templadas. A partir de este y otros recientes descubrimientos, la teoría de Gaia ha engrosado sus pilares científicos.

Teoría de la bomba biótica (1). Bajo pleno sol, la gran evaporación de los bosques genera una baja presión atmosférica que
succiona el aire húmedo desde el océano hacia el interior de los continentes. (2) Con la pérdida de bosques, la evaporación sobre la tierra disminuye y se vuelve insuficiente para contrarrestar la evaporación océanica: el aire fluirá
hacia el mar y la tierra se volverá árida e incapaz de sostener la vida. Adaptación de las ideas presentadas en Makarieva y Gorshkov (2007). © Cristian Toro.

Bio-lógica gaiana

Nos falta mucho por conocer de Gaia. Desde antaño, en muchas culturas ya existían intuiciones similares, pero para la ciencia occidental la teoría Gaia equivale a un giro copernicano. Esta teoría cambió nuestra visión de la Tierra: de una roca inerte cubierta de una pasiva capa de vida, a un macro ecosistema autoorganizado. En este sentido, nos preguntamos si el insistente deseo humano de “terraformar” Marte no es más que un impulso gaiano de autorreproducirse. Gaia, la vida en la Tierra, busca replicarse en otros planetas. Una visión que abre múltiples ecologías futuristas.

Sin embargo, al hacernos cargo de nuestro único cuerpo planetario, del cual formamos parte aquí y ahora, es evidente que Gaia atraviesa un periodo de graves crisis ecológicas. Recientemente, James Lovelock aplicó su marco analítico al cambio climático y concluyó su inevitabilidad (2006). El derretimiento del Ártico y la desintegración del continente antártico proyectan un aumento de los niveles oceánicos, arriesgando la supervivencia de millones de seres humanos y de otras formas de vida. En el presente siglo, muchas ciudades costeras, así como gran parte de las tierras cultivables del mundo, podrían desaparecer bajo las crecientes aguas oceánicas. Esto se adhiere a muchos otros procesos entrópicos similares en curso, catalizados principalmente por las prácticas asociadas al colonialismo y la modernidad occidental (Funes, 2022). Si bien la autorregulación de la biosfera impone límites a la acción humana, si desestabilizamos la fina homeostasis del sistema gaiano, esta se reajustará de maneras que no tendrán consideración con nuestro frágil bienestar. Ser parte de Gaia implica que la humanidad es parte de un sistema mayor que no puede controlar, y menos aún dominar.

La teoría de Gaia cambió nuestra visión de la Tierra: de una roca inerte cubierta de una pasiva capa de vida, a un macro ecosistema autoorganizado.

Los hallazgos visionarios de los autores mencionados, una vez percibidos, parecen de sentido común: de simple “bio-lógica”. Así, son más bien diversos velos epistemológicos e ideológicos los que nos han impedido verlo con claridad. Esto no es trivial, puesto que percibir correctamente que somos parte de una Tierra viva que autorregula las condiciones para su supervivencia -y, por tanto, la nuestra-, debiera llevarnos a cambios radicales en nuestra forma de convivir y cohabitar este mundo vivo.

Bibliografía

Andrulis, E. (2011). Theory of the Origin, Evolution, and Nature of Life. Life 2012, 2(1): 1-105.
Margulis, L. & Sagan, D. (2000). What is Life? Los Angeles: University of California Press.
Maturana, H. & Varela, F. (1984). El Árbol del Conocimiento. Santiago: Editorial Universitaria.
Margulis, L. & Sagan, D. (2000). What is Life? Los Angeles: University of California Press.
Lovelock, J. (2000). Gaia, A New Look at Life on Earth. Oxford: Oxford University Press.
Makarieva, A. & Gorshkov, V. (2007). Biotic pump of atmospheric moisture as driver of the hydrological cycle on land. Hydrology and Earth System Sciences 11: 1013-1033.
Spracklen, D. et al. (2012). Observations of increased tropical rainfall preceded by air passage over forests. Nature, 489: 282-286.
Sheil, D. (2014). How plants water our planet: advances and imperatives. Trends in Plant Science, 19(4): 209-211.
Lovelock, J. (2006). The Revenge of Gaia. New York: Basic Books.
Funes, Y (2022). Yes, Colonialism Caused Climate Change, IPCC Reports. Atmos Magazine.

Imagen de Portada: ©NASA

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