Sobre la hipótesis Gaia
Deducen cómo la evolución puede operar para mantener las condiciones de habitabilidad de la Tierra.
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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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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Gráfico: Timothy M. Lenton y colaboradores/ Cell.
13 Comentarios
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lunes 9 julio, 2018 @ 1:52 am
Buen estudio obviamente la relación entre la biosfera, le evolución de especies y la geología forman un sistema autorregulado por parámetros, proporciones y patrones, antes que por el mítico azar. No es un diseño perfecto inmutable, sino un macro sistema dinámico.
martes 10 julio, 2018 @ 2:19 pm
Saludos Alejandro.
«Este investigador (Lenton) dice que podemos aprender lecciones de Gaia sobre cómo crear un futuro estable y sostenido para cuando haya mucha más población.» No dudo que podamos aprender lecciones, pero dudo mucho que las apliquemos. Por lo menos estos estudios nos ayudan a saber con más detalle qué es lo que estamos haciendo mal como especie y como miembros de Gaia.
miércoles 11 julio, 2018 @ 9:31 am
¿»Un futuro estable y sostenido para cuando haya mucha más población»? ¿Cuanta más? Eso es una entelequia; no se sostiene.
Vale, RicardM, aprendamos que es importante.
viernes 13 julio, 2018 @ 12:20 am
Efectivamente, querido Tomás, y gracias también, querido RicardM, por destacar la frase de Lenton que también califico como muy desafortunada.
Abrazos.
viernes 13 julio, 2018 @ 1:20 pm
El termostato biológico que me viene a la mente sería el de oxígeno y dióxido de carbono.
Si las plantas se multiplican en demasía reduciendo el co2 y llenando de oxígeno la atmósfera esta mayor concentración de o2 la haría más susceptible a incendios forestales…
Si crecen muy poco aumentaría los niveles de co2 lo cual sería un incentivo para que crezcan más..
Es lo único que me viene a la mente como para para servir de termostato
sábado 14 julio, 2018 @ 7:28 am
Sí, JavierL, parece el más evidente, pero ha de haber varios más. El ciclo del nitrógeno, por ejemplo, puesto que toda la biomasa lo contiene en forma de algún compuesto, diría que como nitratos, nitritos, amonio y, aparte, el dióxido atmosférico, y que en primera instancia ha sido tomado del N atmosférico y de las rocas -este se meteoriza por erosión-. Después, en general, ya sabemos la labor de las bacterias del suelo, que transforman el amonio en nitratos y nitritos. Posteriormente, la biomasa, lo devuelve en forma de amoniaco, urea, etc. Es más o menos lo que puedo recordar. Su fijación en la vegetación influye, como sabes, en el ciclo del C y Co2.
Un abrazo.
sábado 14 julio, 2018 @ 1:18 pm
Sin embargo amigo tomas, para que funcionará como termostato debería aumentar la fijación de nitrógeno al aumentar la temperatura. Y reducirse al disminuir.
domingo 15 julio, 2018 @ 7:46 am
Quizá menos aparente e intuitivo, pero, a más temperatura, mayor meteorización y mayor capacidad de combinación del N atmosférico, y en realidad de cualquiera de sus combinaciones. Además de la influencia en el ciclo del C. Yo diría que hay relaciones mutuas entre diversos ciclos, aunque, seguramente, no todos colaboren en funcionar como termostato. Si te apetece el tema podríamos investigar un poco por internet, que algo encontraremos.
domingo 15 julio, 2018 @ 10:40 am
Estimado Tomás:
La meteorización tiene más que ver con el CO2 que con el N. El N es un gas bastante inerte, por eso se necesita de bacterias fijadoras.
domingo 15 julio, 2018 @ 6:45 pm
El nitrógeno también puede fijarse a través de las descargas eléctricas, aunque las cifras son muy pequeñas. Aunque hubiese la fiesta Zeus & Thor y empezara a descargar a lo fin del mundo de la Sibila, seguramente la fijación de nitrógeno seguiría siendo residual para el volumen requerido (aunque es así como pensaban, y aún se cree, que se podrían formar determinadas moléculas). Ahora, si esto tiene alguna relación (cuantitativa) con el megabuffer, obviamente ni idea. No sabemos qué papel guarda el aparato eléctrico aparte de descargar y provocar incendios forestales, ni cómo la actividad biológica influye. En realidad todo el tema de rayos y truenos tiene muchas lagunas. Porque efectivamente la molécula de nitrógeno es más inerte que algún gas noble (triple enlace), sin embargo si tocamos el tema del ozono ahí ya la mano de baraja cambia completamente.
Hablando un poco más en general, la homeostasis (autorregulación por retroalimentación) nació como un concepto para los seres vivos, y ha ido cundiendo, al margen de que «Gaia» pueda considerarse un metaorganismo (en realidad un metaórgano), la homeostasis pasó a describir sistemas de ingeniería e incluso una sociedad humana se considera un sistema homeostático. Esto es un poco liante, porque un sistema físico inerte (el Sol, pues mira) puede caber dentro del concepto de homeostasis, pero tiene la ventaja de abrir perspectivas. Los sistemas homeostáticos pueden morir, evidentemente (los seres vivos lo hacen, por definición son los únicos que pueden hacerlo), pero usualmente, si no mueren, lo que hacen es trasladarse a otros parámetros de equilibrio, que pueden parecerse a los previos poco o menos todavía. Precisamente, la historia de las biosfera. Es como un balancín, sube por un lado y baja por el otro, y repetimos, pero amplitud, frecuencia y demás armonías son totalmente sujetas a variación. Y no es lo mismo sentarse en una mecedora que en una catapulta.
lunes 16 julio, 2018 @ 8:46 am
Querido Neo: Al parecer, un 26 % del nitrógeno disponible para las plantas proviene de las rocas -según Science-, lo cual ha de influir en el ciclo del C.
miércoles 18 julio, 2018 @ 8:50 pm
Sí, lo vimos por aquí:
http://neofronteras.com/?p=6073
El problema del nitrógeno es que no puede ser usado directamente. A diferencia de otros elementos, se necesita la mediación de bacterias que lo fijen. Si esas bacterias podría haber mucho más N que daría igual.
jueves 19 julio, 2018 @ 8:41 am
Pues ese artículo no está tan lejos como para que se me haya pasado; trata exactamente lo que yo quería escribir. La mediación de las bacterias es cosa tan sabida que no me pareció necesario decirlo.