Gaia y la vida en la Tierra

La idea de que la Tierra se comporta como un gran
ser vivo (o un macroecosistema) no es estravagante.

Por LYNN MARGULIS y DORION SAGAN

Para James E. Lovelock, químico atmosférico independiente, la mejor representación de la vida es un sistema ambiental que se automantiene y que se llama Gaia.

Gaia [o Gea] —nombre dado por el novelista inglés William Golding, respondiendo a solicitud de Lovelock y tomado de la antigua diosa griega de la Tierra— trabaja de manera muy misteriosa. Gaia, el superorganismo constituido por todo el conjunto de la vida en la Tierra, mantiene hipotéticamente la composición del aire y la temperatura de la superficie del planeta, regulando las condiciones para la permanencia de la vida. A pesar de que no se conoce bien la complicada red de relaciones biológicas que la vida utiliza para ello, el hecho de que la biota controle porciones de la superficie del planeta está tan bien establecido como el hecho de que nuestro cuerpo se mantiene a temperatura constante. Gaia, por tanto, se preocupa de que el nitrógeno y el oxígeno de la atmósfera, tan importantes para la vida, no se degraden en nitratos y óxidos de nitrógeno, en sales y gas hilarante, que podrían frenar todo el sistema. Si no hubiera una regeneración del oxígeno, por parte de los organismos fotosintéticos, constante y extendida por todo el planeta, si no se produjera también una liberación de nitrógeno gaseoso por parte de las bacterias respiradoras de nitratos y amoníaco, en poco tiempo nuestra atmósfera se haría inerte y venenosa. Bajo la influencia reactiva de una lluvia de rayos cósmicos que cayeran constantemente sobre ella, la Tierra no sería más acogedora para la vida de lo que pueda serlo el ácido planeta Venus. El medio ambiente de nuestro planeta es producto de la vida y es controlado por ella, en la misma proporción que la vida es producto del medio ambiente y está influenciada por él.

Lo que sorprende de nuestro planeta azul con salpicaduras blancas es que se haya mantenido en él la idiosincrasia de la vida, con su increíble diversidad y su peculiar unidad bioquímica. A los humanos, que estamos obligados a comunicarnos por medio de lenguas estándar, nos resulta difícil captar la idea que define la vida como un sistema autopoyético reproductivo. Sin embargo, según la idea de Lovelock, que él denomina teoría de Gaia, la biota terrestre, en la cual está incluida la especie Homo sapiens, es autopoyética: reconoce, regula y crea las condiciones necesarias para su continua supervivencia.

El registro fósil confirma la idea de que la superficie de la Tierra ha estado regulada continuamente desde el primer momento en que la vida microbiana apareció y empezó a extenderse. La hipótesis de Gaia, según la cual la temperatura y la composición de los gases reactivos de la atmósfera terrestre están regulados activamente por la biota, fue desarrollada por Lovelock cuando trabajaba para la NASA sobre la manera de detectar la existencia de vida en Marte. Vio que en la atmósfera terrestre coexistían gases que, cuando se trabaja con ellos en sistemas químicos sencillos, reaccionan con rapidez, con facilidad y en su totalidad para formar compuestos estables. Esos gases parece que actúen por su cuenta, sin observar aparentemente las leyes que rigen el equilibrio químico estándar. Lovelock observó que el comportamiento químico de la atmósfera terrestre era tan extraño que únicamente podría deberse a las propiedades colectivas de los organismos, es decir, de la biota. Y es que dicha biota, especialmente sus componentes microscópicos, produce constantemente cantidades asombrosas de aquellos gases reactivos. Lovelock creyó que, si buscaba aquellas improbables mezclas de gases en las atmósferas de otros planetas con espectroscopios montados en telescopios, podría detectar biosferas extraterrestres sin moverse de la Tierra. Al dirigir su atención a Marte, descubrió que allí había un equilibrio totalmente comprensible a partir únicamente de la física y la química. Aseguró la ausencia de vida en Marte al observar que allí no se daba el fenómeno de Gaia. Pero en 1975, la NASA, preparada para aterrizar en el planeta rojo, no quiso difundir la sencilla solución que Lovelock había hallado al antiquísimo problema de la existencia de vida en Marte.

Pero la batalla no estaba perdida. La nave espacial Viking se lanzó en 1975 y llegó a Marte en 1976, donde realizó dos vuelos orbitales y dos aterrizajes. Los experimentos bilógicos que se llevaron a cabo a bordo y en el suave aterrizaje en la superficie de aquel planeta tuvieron un éxito espectacular, mostrando en definitiva que no existen pruebas de la existencia de vida en el planeta rojo. El trabajo de Lovelock proporcionó la base para la comprensión de los resultados. Además, el análisis que hizo condujo a una nueva visión de la biosfera. Tan grande como el misterio de la vida en la Tierra. ¿Por qué tiene nuestro planeta una atmósfera que dista tanto de lo que cabría esperar basándose en la química? Dado que el oxígeno gaseoso constituye el 20 por ciento de la composición de la atmósfera, el relativo desequilibrio de metano, amoníaco, gases sulfurados, cloruro de metilo y yoduro de metilo entre otros, es enorme. A partir de los cálculos químicos, las cantidades de todos esos gases, que tan fácilmente reaccionan con el oxígeno, deberían ser mínimas e imposibles de detectar. Pero ahí están y se las encuentra en cualquier parte que se busque. Lo cierto es que la cantidad de gas metano presente en la atmósfera terrestre supera en 10³⁵ (¡un uno seguido de 35 ceros!) veces la que cabría esperar si se considera la cantidad de oxígeno disponible para reaccionar con dicho gas. Otros gases tales como el nitrógeno, el monóxido de carbono y el óxido nitroso sólo son diez mil millones, diez y diez billones de veces, respectivamente, más abundantes de lo que deberían ser si se tiene en cuenta sólo la química.

Lovelock hace 50 años tuvo esta genial idea,
aunque con el tiempo haya reculado hacía el dogma
neodarwinista imperante en las ciencias biológicas.

Otro enigma está relacionado con la temperatura de la Tierra. A partir de las leyes de la física parece ineludible que la luminosidad total del Sol, es decir, su producción de energía en forma de luz, ha aumentado en los últimos 4.000 millones de años tal vez hasta un cincuenta por ciento. Sin embargo, las pruebas que se han obtenido a partir del registro fósil indican que la temperatura de la Tierra ha permanecido relativamente estable, manteniéndose el valor medio alrededor de los 22 grados centígrados (como la temperatura normal de una habitación), a pesar de las bajas temperaturas extremas que cabría esperar con aquel endeble Sol primitivo. Parece como sí, además de la regulación que la vida ejerce en la composición de los gases a escala planetaria, existiera también un control continuo de la temperatura de la Tierra. ¿Cuál es ese termostato oculto?

Rechazando soluciones místicas, Lovelock lanzó la teoría de que la biota, y especialmente el microcosmos bacteriano, debe de haber regulado el medio ambiente a escala planetaria desde su aparición en la Tierra. Las formas de vida reaccionan para perturbar las crisis geológicas y cósmicas; resisten los ataques a su integridad individual tanto como les es posible; y aquellas acciones individuales llevan a un mantenimiento general de las condiciones que son favorables para la supervivencia colectiva. (Esto no significa que no se hayan dado nunca fluctuaciones, porque las hubo. Por ejemplo, a juzgar por la amplia extensión de los bosques tropicales fósiles del Cretácico, el planeta era sensiblemente más cálido en tiempos de los dinosaurios y, antes y después de aquel periodo, extensas capas de hielo cubrieron parte del planeta. Pero entre estas fluctuaciones periódicas y después de ellas, el planeta se estabilizó y nunca llegó a las altas temperaturas de venus o a las bajísimas de Marte.)

Si la biota no hubiera respondido a importantes perturbaciones externas tales como el aumento de la luminosidad solar o los impactos de meteoritos, tan devastadores como las bombas nucleares, nosotros no estaríamos aquí ahora. Lovelock llegó a la conclusión de que la vida no está rodeada por un medio esencialmente pasivo al cual se ha adaptado, sino que se va construyendo una y otra vez su propio ambiente. La atmósfera, como una colmena o el nido de un pájaro, forma parte de la biosfera. Puesto que el dióxido de carbono se transforma dentro de las células y puede ser utilizado para controlar la temperatura del aire, parece probable que una de las maneras en que la vida regula la temperatura del planeta consista en modular el nivel atmosférico de dióxido de carbono.

Microcosmos

(1995)