¿Qué es Gaia?

Gea "planeta viviente"

En 1965 el químico James Lovelock fue llamado por la NASA para participar en el primer intento de descubrir la posible existencia de vida en Marte. Participó 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. Uno de los problemas a resolver sería el encontrar los criterios que deberían seguirse para lograr detectar cualquier tipo de vida. A Lovelock le llamó la atención las radicales diferencias que existían entre la Tierra y los dos planetas más próximos, fue la singularidad de las condiciones de la Tierra lo que le llevó a formular su primera hipótesis.

Marte, valle Marineris

La hipótesis de Gaia es un conjunto de modelos científicos de la biosfera en el cual se postula que la vida fomenta y mantiene unas condiciones adecuadas para sí misma, afectando al entorno. La atmósfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un todo coherente donde la vida, su componente característico, se encarga de autorregular sus condiciones esenciales tales como la temperatura, composición química y salinidad en el caso de los océanos. Gaia se comportaría como un sistema auto-regulador (que tiende al equilibrio). La teoría fue ideada por Lovelock en 1969 fué apoyada y extendida por la bióloga Lynn Margulis. Lovelock estaba trabajando en ella cuando se lo comentó al escritor William Golding, fue éste quien le sugirió que la denominase “Gaia”, diosa griega de la Tierra (Gaia, Gea o Gaya).

Lovelock definió Gaia como: 

"una entidad compleja que implica a la biosfera, atmósfera, océanos y tierra; constituyendo en su totalidad un sistema cibernético o retroalimentado que busca un entorno físico y químico óptimo para la vida en el planeta."

Con su hipótesis inicial, Lovelock afirmaba la existencia de un sistema de control global de la temperatura, composición atmosférica y salinidad oceánica. Sus argumentos eran:

1. La temperatura global de la superficie de la Tierra ha permanecido constante, a pesar del incremento en la energía proporcionada por el Sol.
   
2. La composición atmosférica permanece constante, aunque debería ser inestable.
   
3. La salinidad del océano permanece constante.

Según la segunda ley de la termodinámica un sistema cerrado tiende a la máxima entropía. En el caso del planeta Tierra su atmósfera debería hallarse en equilibrio químico, todas las posibles reacciones químicas ya se habrían producido y su atmósfera se compondría mayoritariamente de CO2 (Se estimó que la atmósfera debería componerse de, aproximadamente, un 99% de CO2) sin apenas vestigios de oxigeno y nitrógeno. Según la teoría de Gaia, el que al día de hoy la atmósfera la compongan un 78% de nitrógeno, 21% de oxigeno y apenas un 0,03% de dióxido de carbono se debe a que la vida, con su actividad y su reproducción, mantiene estas condiciones que la hacen habitable para muchas clases de vida.

Valores de gases atmosféricos en diversos planetas:

• CO2: Marte 95%, Venus 98%, Tierra (sin vida) 98%, Tierra (con vida) 0.03%.
  
• O2: Marte 0,13%, Venus trazas, Tierra (sin vida) trazas, Tierra (con vida) 21%.

Con anterioridad a la formulación de la Hipótesis de Gaia se suponía que La Tierra poseía las condiciones apropiadas para que la vida se diese en ella, y que esta vida se había limitado a adaptarse a las condiciones existentes, así como a los cambios que se producían en esas condiciones. La Hipótesis de Gaia lo que propone es que dadas unas condiciones iniciales que hicieron posible el inicio de la vida en el planeta, ha sido la propia vida la que las ha ido modificando, y que por lo tanto las condiciones resultantes son consecuencia y responsabilidad de la vida que lo habita. Para explicar cómo la vida puede mantener las condiciones químicas de Gaia, Margulis ha destacado la gran capacidad de los microorganismos para transformar gases que contienen nitrógeno, azufre y carbono.

La hipótesis de Gaia puede ayudar a entender la historia de la biota así como prever cambios futuros, pudiendo llegar a ser de gran ayuda en todo lo relacionado con la ecología.

Gaia también ha sido considerada una teoría metafísica al presentar a la Tierra como un organismo vivo, algo de lo que Margulis se defiende:
"Se ha llamado Gaia a la diosa de la Tierra o a la Tierra considerada como un organismo. Es mucho más apropiado decir que Gaia es un sistema interactivo cuyos componentes son seres vivos."

Entrevista a James Lovelock por Eduard Punset

Selección Natural y Gaia no son Compatibles
Por Carlos de Castro Carranza

El descubrimiento más importante que a mi entender ha hecho la Ciencia a lo largo de su historia se puede enunciar de una forma muy simple: ¡El Universo evoluciona!.

¿En qué sentido digo que evoluciona?

Partiendo de una sopa más o menos informe de energía y materia se han creado estructuras complejas como las galaxias y los planetas; y en un rinconcito de este Universo, al menos, ha evolucionado uno de las estructuras más complejas que conocemos: la Biosfera, o si se quiere, Gaia. Este es un hecho, una observación. El Universo se ha complicado al menos en algunos de sus puntos. Ha evolucionado.

En la superficie de la Tierra ha habido un proceso similar al del Universo. Se ha complicado en algunos de sus puntos. Debemos reflexionar porqué la tendencia hacia lo complejo se ha ignorado desde Darwin en las ciencias biológicas. De hecho, tanto en Cosmología como en Biología, se prefiere incluso negar algo que es tan obvio.

Además, la evolución biológica no paró con las arqueas, bacterias, ni con las células eucariotas, ni con los primeros pluricelulares. Para todos es obvio que una célula de mi cerebro es más compleja, midamos como midamos la complejidad, que una bacteria. Y para todos es obvio que una medusa es menos compleja que una rana o el bosque que la acoge. Y la evolución biológica tampoco se da sólo en lo que denominamos organismos. ¿Qué pasa con los ecosistemas? Recordemos que fueron considerados por los primeros ecólogos como organismos o super-organismos.

¿Qué es una colonia de abejas, de hormigas o de termitas? ¿A caso no es la propia colonia una especie de organismo? Desde el darwinismo, ¿Qué se selecciona, a las abejas o a la colmena? ¿A caso no son las abejas como células de la colonia? ¿No trabajan e incluso se sacrifican por el bien de la colonia? ¿Quien se reproduce, la abeja obrera -estéril- o la colmena? ¿Quién, pues, evoluciona? Yo diría que evoluciona la colonia y con ella los insectos que la forman. De igual forma que diría que el ser humano ha evolucionado desde el simio y con él las células que lo forman.

Por otro lado, tenemos a la teoría Gaia. La idea o hipótesis inicial de Lovelock, desde el punto de vista metafórico al menos, era ver a la Tierra, o mejor, a la zona de influencia de la vida sobre la Tierra, como si de un organismo vivo se tratase, capaz de regular sorprendentemente bien la composición de la atmósfera, los océanos y la litosfera. A ese ente lo llamó Gaia.

Pero Gaia no podía ser un producto de la teoría de Darwin y algunos científicos neodarwinistas hicieron críticas a Gaia, por ejemplo, Gaia, como organismo, tenía que haber sido seleccionada entre otras Gaias bajo competencia. Sin embargo, Lovelock se resistió desde el principio a subsumir a Gaia dentro de Darwin, para él de hecho es una ampliación del darwinismo. Y lleva ya cerca de 40 años tratando de hacer compatible su teoría con la de Darwin. sin conseguirlo. El problema es que lo que hace Gaia es contrario a lo que se supone que hacen los organismos desde el darwinismo.
Los organismos se adaptan a su medio ambiente por medio de la competencia y la selección natural según Darwin. Pero Gaia lo que hace es adaptar el medio ambiente para sí misma (y para los organismos que habitan en la biosfera), con lo que son dos fuerzas diametralmente opuestas. Si te adaptas no tienes que adaptar el medio. Si adaptas el medio ya no hay necesidad de adaptación.

Lovelock, tratando de defender su teoría de las críticas neodarwinistas, creo un modelo de ordenador que llamó Daisyworld (el mundo de las margaritas), en él se regulaba la temperatura sin que existieran propiedades orgánicas y, en principio, compatible con margaritas darvinistas. Pero el caso es que cuando se hace a Daisyworld compatible con el darwinismo, simulando la entrada de individuos “tramposos” y la capacidad de adaptación a la temperatura simultáneamente, el planeta pierde su capacidad de regulación de la temperatura, que es el rasgo “gaiano” que se pretendía reproducir. La razón, una vez más, es que el darwinismo no sólo no conduce a la coordinación necesaria para llegar a un ente como Gaia, sino que sería inevitable la entrada de organismos egoístas, que no se coordinarían con los demás y que se aprovecharían de la coordinación de los demás, es decir, medrarían a costa de la propia Gaia, destruyéndola.

El resultado final es que Selección natural y Gaia no son compatibles. Ante esta contradicción la primera posibilidad sería descartar la teoría Gaia. Sin embargo, el darwinismo no puede explicar algunos hechos muy claros (entre muchos otros):

Las aportaciones de la propia teoría Gaia no tendrían una explicación teórica y tendríamos que concluir que la Tierra es un planeta absolutamente único en nuestro gigantesco Universo; pues sólo un tremendo conjunto de casualidades habría permitido el desarrollo de una vida con la complejidad que observamos. Nuestra propia existencia sería un puro milagro.
El darwinismo no puede explicar el hecho de que a lo largo de la historia de la vida aparezcan cada vez más deprisa organismos cada vez más complejos.

Para resolver el problema la única salida es precisamente una “huída hacia delante”, hay que hacer a Gaia mucho más fuerte que lo que se ha atrevido a hacer de ella el mismo Lovelock (quien ha ido reculando poco a poco en estas últimas cuatro décadas).

La intuición inicial de Gaia, como organismo, resulta ser la que a mi modo de ver mejor encaja con los hechos observacionales (del evolucionismo y de la ecología). Es decir, Gaia es un organismo evolutivo de pleno derecho, como lo puede ser una colmena o un termitero. Y lo que hará chirriar a más de uno, como tal organismo es un ser teleológico, es decir, que posee propósitos. Igual que decimos que una cigüeña recoge ramas con un propósito muy claro (hacer un nido para criar), igual que decimos que la colmena fabrica jalea real con un propósito muy claro, e igual que identificamos propósitos en todos los seres vivos (conscientes de sus actos o no), lo mismo pasará con un ser como Gaia con todas las propiedades esenciales que identificamos con un ser vivo, con un organismo.

Bibliografía:

• "Hipótesis Gaia". Wikipedia
  
• “El Origen de Gaia”. de Carlos de Castro Carranza. Editorial Abecedario (2008).
• "Gaia, una nueva visión de la vida sobre la Tierra". J. Lovelock. Ediciones Orbis (1985)
• "Gaia. Implicaciones de la nueva biología". J. Lovelock, Lynn Marguilis, H. Atlan, F. Varela, H. Maturana y otros. Editorial Kairós. 1989
• "Las edades de Gaia". J. Lovelock. Editorial Tusquets. 1993
• "Una revolución en la evolución". Lynn Margulis. COLLECCIÓ HONORIS CAUSA. UNIVERSITAT DE VALENCIA. 2003
• "La venganza de la tierra. La teoría de Gaia y el futuro de la humanidad". J. Lovelock. Editorial Planeta 2007
• "Homenaje a Gaia". La vida de un científico independiente . J. Lovelock. Editorial Laetoli 2005