Número 65

100 101 propicias para el desarrollo de Vida, como se consideraba entonces. Al contrario, en sus pa- labras, la Tierra era “una ciudad compleja que implica a la biosfera, atmósfera, océanos y tierra; constituyendo en su totalidad un sistema cibernéti- co o retroalimentado que busca un entorno físico y químico óptimo para la vida en el planeta.” 2 Somos todos, de los humanos a las piedras y de las co- rrientes marinas a los árboles, los que creamos el escenario y lo hacemos propicio. Aún más, su investigación llevó a Lovelock a convencerse de que la Tierra es una especie de superorganismo que emerge de las relaciones entre todo lo que existe sobre la Tierra, entre todos nosotros. A este superorganismo lo llamó Gaïa , igual que la diosa-titán griega de la Tierra, una que no crea al mundo, sino que es creada por el mundo. El lector se dará cuenta de que Lovelock hacía referencia a lo que hoy conocemos como emer- gencia, autoorganización y homeostasis. Y sí, en realidad, el desequilibrio estable es precisamen- te el sello de la homeostasis de los seres vivos. En su momento la teoría Gaïa fue ridiculizada por la comunidad científica, pero con el esta- blecimiento progresivo del marco teórico de la complejidad, hoy se la reconoce como una pione- ra de las Ciencias del Sistema Tierra, un campo de estudio transdisciplinario que busca tratar a la Tierra como un sistema integrado y compren- der cómo los distintos elementos que la confor- man se relacionan entre sí y determinan su pa- sado, presente y futuro. En las últimas décadas nuestra comprensión de las dinámicas y el cam- bio en el Sistema Tierra han avanzado mucho, y hoy es ampliamente aceptado que la Tierra se comporta como un único sistema autorregulado en el que las interacciones y realimentaciones entre las partes son complejas; que las activida- des humanas influyen sobre el medio ambiente de la Tierra de varias formas además del cambio climático antropogénico, a lo que se le denomina Cambio Global; que la actividad humana causa efectos múltiples y en cascada a través del Sis- tema Tierra, mismos que interactúan entre sí 2 Lovelock, James E. (1985). Gaia, una nueva visión de la vida sobre la Tierra. Ediciones Orbis. de maneras complejas, difíciles de comprender y más aún de predecir; y que el Sistema Tierra se caracteriza por presentar umbrales críticos y cambios abruptos que pueden ser detonados por nuestras actividades, alterando y potencialmen- te llevándolo a modos de operación menos hos- pitalarios que pueden ser irreversibles. Merece la pena detenernos un momento en este último punto, el de la presencia de um- brales críticos y cambios abruptos en la con- formación y dinámica del Sistema Tierra. Para explicarlo mejor, lo abordaremos mediante un ejemplo: la eutrofización. Transiciones críticas en los ecosistemas Por motivos históricos, el fenómeno de las tran- siciones críticas tiene nombres distintos según el área en el que se estudie. En la ecología de sistemas, se llama cambio de régimen ecológico o cambio catastrófico , y es un fenómeno que se ha estudiado a fondo en las últimas dos décadas. El cambio de régimen es un fenómeno en el que un ecosistema se reordena bruscamente para convertirse en otro. Quizás el tipo de cambio de régimen más estudiado sea la eutrofización , el proceso mediante el cual un lago de agua clara se convierte en un lago de agua turbia. Los lagos tienden a ser ecosistemas biestables, lo que quiere decir que tienden a adoptar una de dos morfologías diferentes, con una confor- mación estructural y funcional completamente diferente: esencialmente, un lago de agua clara o un lago de agua turbia, ambas consistentes y bien definidas. Un lago de agua clara tiene fun- damentalmente tres cosas: una vegetación com- puesta predominantemente por plantas grandes y sumergidas, una población animal dominada por peces de pequeño tamaño y bajos niveles de nitrógeno y fósforo. La turbidez del agua está de- terminada por el volumen de microalgas y sedi- mentos suspendidos, y en un lago de agua clara los peces pequeños se comen las microalgas y las plantas sumergidas evitan que se levante el sedi- mento del fondo, filtran el agua, producen oxí- geno y proveen refugio para los peces pequeños, todo lo cual ayuda a mantener baja la turbidez. La eutrofización ocurre cuando fósforo y nitrógeno generalmente provenientes de de- tergentes y fertilizantes se filtran a ríos y lagos y nutren a las microalgas, cuya población se dispara. 3 Sin embargo, al principio el aumento progresivo de los nutrientes no afecta mucho la claridad del agua, porque los mecanismos de limpieza del lago están controlando eficazmente la población de fitoplancton: por ejemplo, con las microalgas también aumenta la disponibili- dad de alimentos para los pececitos, cuya po- blación aumenta y mantiene la proliferación de algas a raya. De este modo, esos mecanismos de limpieza funcionan como mecanismos de retro- alimentación negativa. 3 Scheffer, M., Carpenter, S., Foley, J. A., Folke, C., & Walker, B. (2001). Catastrophic shifts in ecosystems. Nature, 413(6856), 591–596. https:// doi.org/10.1038/35098000 Pero, notablemente, parece existir un umbral crítico en el nivel de nutrientes en el lago 3 , más allá del cual los mecanismos de autorregulación del lago se saturan y ocurre una proliferación masiva de microalgas, algunas de las cuales se- cretan toxinas. Súbitamente, el agua se entur- bia, y las plantas sumergidas reciben menos luz solar y mueren. Con las plantas mueren también otras especies que dependen de ellas, como los pececitos, que ya no tienen donde refugiarse y son comidos con facilidad por peces más gran- des. Al nadar por el fondo, éstos levantan sedi- mentos, enturbiando más el agua. La degrada- ción de las microalgas por bacterias consume oxígeno, y en casos severos la degradación de la enorme biomasa de microalgas, asociada a la pérdida de la vegetación productora de oxígeno, puede resultar en el agotamiento del oxígeno en Fig. 4. Eutrofización, un cambio de régimen entre un lago de agua clara y un lago de agua turbia. La intersec- ción de las líneas punteadas marca el umbral crítico de cambio de régimen; se puede observar que el umbral de retorno es más bajo cuando el lago está eutrofizado. Composición propia.