Gaia, una visión holística de la Tierra

El 20 de julio de 1976 el mundo entero asistió asombrado al aterrizaje en suelo marciano de la nave espacial Viking 1. Mes y medio más tarde la hazaña era repetida por su hermana Viking 2. La misión de ambas expediciones no era baladí: nada menos que determinar la presencia de vida en nuestro vecino planeta, para lo cual habían sido dotadas del más sofisticado material analítico y de las técnicas de detección más avanzadas. Mientras tanto, en una remota aldea del condado de Devonshire (Inglaterra), un individuo con aspecto de granjero movía la cabeza con gesto desaprobador. “Millones de dólares gastados”, se decía a sí mismo, “para perseguir una quimera. Si me hubiesen hecho caso se habrían convencido de que en Marte no puede haber vida.” Lamentablemente, los hechos iban a darle la razón. Pese al gran número de ensayos efectuados no pudo detectarse la menor traza de actividad biológica en Marte, ni siquiera en su forma más primitiva.

A James Lovelock, que así se llama nuestro personaje, se le conoce mundialmente por ser el padre de la teoría Gaia, una nueva y revolucionaria forma de entender la relación de la vida con el medio físico que la rodea. Todo empezó en 1961 cuando Abe Silverstein, a la sazón director de operaciones de los vuelos espaciales de la NASA, le invitó a colaborar en el proyecto Surveyor, cuyo objetivo era diseñar experimentos para detectar vida en otros planetas. Nuestro hombre aceptó encantado, pero pronto su entusiasmo inicial se fue trocando en un creciente desencanto. Mientras que la NASA se decantaba por una vía analítica, diseñando instrumentos que sirvieran para buscar señales de metabolismo microbiano, Lovelock escogió un enfoque holístico. Para él era un error buscar vida en otro planeta mandando naves espaciales que analizasen el terreno. Incluso en la misma Tierra, razonaba, una de tales naves daría un resultado negativo si, por casualidad, se posara en el centro de la Antártida. En su lugar proponía estudiar la atmósfera del planeta en cuestión desde la Tierra y buscar allí la huella de la vida. Si el planeta careciese de actividad vital, la composición de su atmósfera estaría determinada por las leyes de la física y se encontraría en equilibrio con la litosfera, como sucede con el resto de los planetas del sistema solar. Si por el contrario albergase vida, ésta se reflejaría como un espejo en el manifiesto no equilibrio de su química atmosférica.

En cualquier caso, su experiencia como colaborador de la NASA tuvo un resultado inesperado. A partir de las discusiones con sus colegas fue gestándose en su mente la idea de una nueva forma de entender las relaciones de los seres vivos con el ambiente. Hoy en día estas ideas están revolucionando el mundo de la ecología.

En 1964 Lovelock tomó una decisión sin precedentes en el burocratizado mundo científico contemporáneo: decidió cambiar la seguridad de la investigación oficial subvencionada por la vida en el campo y así fue como se instaló primero en Wiltshire y luego en el pequeño pueblo de St. Giles on the Hath (Devonshire), donde mantiene a su familia con los derechos que generan las patentes de sus inventos. Con la franqueza que le caracteriza, explica a sus múltiples visitantes: “trabajo en mi casa manteniéndome a mí y mi familia con cualesquiera medios que llegan a mi mano. No es una penitencia sino una deliciosa manera de vivir que los pintores y los novelistas siempre han conocido”. Desde su retiro en este bucólico paraje, Lovelock defiende a los cuatro vientos la sensatez de su decisión: “La ciencia moderna,” escribe, “se ha convertido en algo tan profesional como la industria publicitaria. (...) Podría pensarse que el científico académico es tan libre como el artista independiente. Pero, de hecho, casi todos los científicos son empleados de una gran organización, como un departamento gubernamental, una universidad o una compañía multinacional.”

Daisyworld, el mundo
de las margaritas
En el año 1972, con la bióloga Lynn Margulis como aliada, Lovelock presentó la hipótesis Gaia con estas palabras: “La vida, o la biosfera, regula o mantiene por sí misma el clima y la composición atmosférica en un punto óptimo.” La expresión “por sí misma” no gustó nada a la comunidad científica y pronto cayó sobre ella el sambenito de que era teleológica, porque suponía a la biosfera una capacidad de planificación de la que no existe ninguna prueba. Desde diversos ámbitos surgieron voces airadas que clamaban contra el carácter acientífico de la hipótesis. “Creación mítica pseudocientífica”, sentenciaba categórico el biólogo británico John Postgate. El también biólogo Richard Dawkins opinaba que se trataba de una idea sesgada, lo que le “habría sido evidente en el acto (a Lovelock) si se hubiera preguntado por el nivel de selección natural exigido para producir las supuestas adaptaciones de la Tierra. Como sólo hay un planeta Tierra, no hay posibilidad de competencia con otros cuerpos similares a él y, por lo tanto, es inviable el proceso de selección que podría dar lugar al mecanismo homeostático propuesto por Lovelock.” En la misma línea se expresaba el genético Ford Doolittle al afirmar: “No es nuevo sugerir que la vida ha cambiado profundamente la Tierra, pero sí es nuevo y atrevido sugerir que lo ha hecho de un modo adaptativo aparentemente deliberado, con el fin de asegurar su propia existencia.”
Aquel aluvión de críticas era más de lo que Lovelock podía digerir. “Las críticas de Doolittle y Dawkins me arredraron”, afirmó con posterioridad. “Estuve deprimido durante un año.” Y súbitamente, en las Navidades de 1981, un fogonazo de inspiración le permitió desarrollar un elegante modelo que iba a enterrar para siempre las acusaciones del carácter teleológico de la hipótesis. Había nacido Daisyworld, el mundo de las margaritas.

Lo que Lovelock pretendía con este modelo era verificar la posibilidad de que una biocenosis pudiera regular una característica de su entorno físico, tal como la temperatura, sin ninguna premisa teleológica. Los astrónomos saben que conforme una estrella envejece su luminosidad aumenta y por ello, cuando empezó la vida –hace unos 3.800 millones de años– el Sol era alrededor de un 30% menos luminoso que ahora. Sin embargo, el registro fósil muestra que la temperatura atmosférica terrestre no ha sufrido variaciones apreciables durante ese tiempo, ni es de esperar que lo haga en el futuro, pese a que la luminosidad solar va a seguir aumentando. ¿Podría Gaia explicar esta constancia térmica?
Lovelock suponía que el secreto residía en la actividad de los seres vivos y para comprobarlo ideó un modelo muy simple: imaginó un planeta poblado sólo de margaritas, que podían ser blancas o negras. Las margaritas blancas reflejarían la luz solar y se enfriarían tanto ellas mismas como posteriormente al suelo y la atmósfera. Por el contrario, las margaritas negras, al absorber la luz solar, favorecerían un aumento de la temperatura. En un principio, cuando la luminosidad de su sol fuese muy baja, predominarían las margaritas negras, pues las blancas, al reflejar la escasa luz incidente, morirían de frío. Pero con el tiempo la luminosidad empezaría a aumentar, lo que provocaría un incremento progresivo de las flores blancas, en detrimento de las negras, hasta que al final todo el planeta estaría cubierto de flores blancas.

Al hacer correr el sistema de ecuaciones, Lovelock pudo confirmar su conjetura inicial de que la proporción de flores de un color u otro en cada momento era suficiente para mantener constante la temperatura del planeta imaginario. Este sencillo modelo demostraba que un sistema ecológico podía mantener una cierta homeostasis en sus condiciones por dinámica propia, sin la intervención de ninguna fuerza misteriosa correctora. Es más, al aumentar la complejidad del sistema (incrementando las clases de margaritas o introduciendo herbívoros y depredadores) la estabilidad no disminuía, al contrario de lo que sucede en los modelos clásicos de ecología teórica.

Gaia, la Tierra como
superorganismo
Con su modelo Daisyworld, Lovelock tenía la pieza que le faltaba para montar el rompecabezas que le rondaba por la mente. En palabras de su autor, Gaia se define “como una entidad compleja, que comprende la biosfera terrestre, los océanos y la tierra; el conjunto constituye un sistema de feedback o cibernético que busca un entorno físico y químico óptimo para la vida en este planeta. La preservación de condiciones relativamente constantes por un control activo podría ser descrita de manera satisfactoria por el término homeóstasis”.

Por ejemplo, la teoría Gaia explica el mecanismo real (margaritas aparte) que regula la constancia de la temperatura de la atmósfera terrestre mediante el siguiente proceso homeostático: el elemento clave lo constituye el plancton marino y su capacidad para emitir azufre en forma gaseosa, el sulfuro de dimetilo (DMS), que se oxida fotoquímicamente en dióxido de azufre (SO2). En los años 1971 y 1972 Lovelock se embarcó en el buque de investigación Shackleton y, con la ayuda de un aparato de medida diseñado por él mismo, pudo confirmar la presencia de DMS por todo el océano. Este resultado dio pie a que el geofísico Glen Shaw postulase que las emisiones de DMS por el plancton marino sería responsable de la formación de aerosoles de sulfato, formados por gotas microscópicas, que podrían actuar como núcleos de condensación del vapor de agua encima del océano. De esta manera, si por cualquier razón se generase un aumento de la temperatura, se induciría un incremento en la productividad del plancton, lo que repercutiría en una mayor formación de DMS y, consecuentemente, habría más nubes. Este aumento de la nubosidad incrementaría el albedo, es decir, la luz reflejada por la atmósfera, y traería como consecuencia evidente una disminución de la temperatura terrestre.

Un mecanismo análogo se emplea para explicar la concentración de oxígeno en la atmósfera terrestre, que se ha mantenido en el 21% durante los últimos 400 millones de años. De acuerdo con la explicación de Lovelock, si la concentración de oxígeno se situara por encima del 25% aumentaría la tasa de incendios, lo que automáticamente generaría un descenso del nivel de oxígeno. Si por el contrario la concentración de oxígeno se situase por debajo del 15%, se produciría la muerte por asfixia de buena parte de la población animal, lo que a su vez provocaría un aumento del oxígeno atmosférico.

Voces críticas
Por alguna razón, la teoría Gaia y el mundo de las margaritas han cautivado la imaginación del público en general y, en particular, de los seguidores del movimiento New Age. Pero esta misma popularidad ha desatado la suspicacia de la comunidad científica, que no ha dudado en poner de manifiesto varios puntos oscuros de su argumentación. Por ejemplo, los geoquímicos discrepan del modelo homeostático propuesto para mantener constante la temperatura planetaria por la emisión de DMS del plancton marino y postulan en su lugar una hipótesis alternativa, más simple, según la cual la elevación de la temperatura favorece la evaporación, la formación de nubes y el aumento de las lluvias. A su vez, la lluvia disuelve el dióxido de carbono (CO2), que retorna al océano haciendo que disminuya el efecto invernadero. Es más, en contra de lo sugerido por Lovelock, la productividad del plancton parece depender más de la aportación de nutrientes que de la temperatura y, de hecho, hay evidencias de que la actividad biológica aumentó durante el último periodo glaciar debido a que los vientos favorecieron la emergencia de nutrientes. Los matemáticos, por su parte, han demostrado que los modelos basados en el mundo de las margaritas conducen a sistemas caóticos (1), lo que pone en duda la elevada estabilidad del modelo de la que hace gala su creador.

Desde hace unos años, Lovelock se ha embarcado en una cruzada a favor de la energía nuclear, para desesperación de los movimientos New Age que hasta hace poco le idolatraban. De hecho, la defiende como la única fuente de energía realista para evitar el efecto invernadero. “Una de las grandes causas del calentamiento global es la quema de carbón” declaraba recientemente al diario La República, de Montevideo. “Y existe una horrible cantidad de carbón a nuestro alrededor. Si hay un incremento en el uso del carbón el problema empeoraría más y más. (...) No hay duda de que las plantas nucleares conllevan un riesgo, pero no hay sistema energético que no lo haga. Hay grandes represas que estallan muy a menudo pero nunca decimos que no usemos la hidroelectricidad porque una represa podría reventar. Las energías solar y eólica no son salidas realistas. La energía nuclear es la única solución práctica real, pero ha habido una reacción histérica al respecto.”
Estemos de acuerdo o no con él, Lovelock es desde luego una fuente permanente de debate, ya sea por sus opiniones meramente científicas o por su encendida defensa de las bondades de la energía nuclear. Si se me permite una pequeña acotación personal, confieso que con el tiempo yo también me he ido haciendo cada vez más partidario de esta fuente de energía maldita, la misma que hace años combatía con todo el apasionamiento de mi primera juventud. ¿Qué opinan los lectores?