Número 65

98 99 de adaptarse y corregir daños o desviaciones en su estructura. De esta manera, los sistemas com- plejos desarrollan mecanismos de autorregula- ción para mantener estable su estructura frente a cambios súbitos e impredecibles en el medio ex- terno e interno, lo que se conoce como homeos- tasis . Pero también desarrollan la capacidad de modificar paulatinamente su estructura y sus funciones para adaptarse a cambios sostenidos en el tiempo y evolucionar. Sin embargo, cuando la reserva homeostática y la capacidad adaptativa se ven rebasados por la magnitud o velocidad de los cambios internos o externos, muchos siste- mas complejos presentan transiciones críticas, con cambios bruscos en su estructura o funcio- namiento. Estos cambios, lejos de ocurrir gra- dualmente, suelen darse de manera abrupta e im- predecible cuando se rebasa un umbral crítico en algún parámetro clave del sistema. A lo largo de este artículo revisitaremos va- rias veces estos cuatro fenómenos emergentes de los sistemas complejos ( autoorganización, homeostasis, adaptación y transiciones críticas ), explorando la relación que guardan con el Co- lapso. Pero el presente artículo trata sobre un sistema muy especial: el Sistema Tierra. Y para ello, hay que empezar por mencionar el trabajo pionero de James Lovelock y la teoría Gaïa. Gaïa: El Sistema Tierra En la década de los 1960s, el químico británico James Lovelock trabajaba para la NASA investi- gando si había vida en Marte. Como no podía ir hasta allá se propuso comparar la composición química de Marte con la de la Tierra, buscando algún patrón que indicara la presencia de vida. Observó que la atmósfera marciana estaba com- puesta principalmente por dióxido de carbono, lo cual no era sorprendente porque se trata de un gas poco reactivo que tiende a acumularse como producto de reacciones químicas como la combustión. Como en la atmósfera marciana ya ocurrieron las reacciones químicas posibles, se dice que está en equilibrio termodinámico. Por el contrario, en la Tierra tenemos una at- mósfera dominada por nitrógeno y oxígeno. Es- tos dos son elementos muy reactivos y tienden a consumirse, así que el equilibrio natural sería que estuvieran en concentraciones mínimas. Por tanto, la atmósfera terrestre no está en equili- brio termodinámico , lo cual llamó la atención de Lovelock. Esta debería ser una condición muy inestable, pero a pesar de eso, la composición química de la Tierra se mantenía constante. La atmósfera terrestre se encontraba en un desequi- librio termodinámico, sí, pero en un desequili- brio estable. ¿Cómo era esto posible? Como quizás resulte evidentemente, la cau- sante del desequilibrio termodinámico de la atmósfera terrestre era la vida. Los organismos fotosintéticos de la Tierra consumen dióxido de carbono y producen como subproducto oxíge- no. Luego, los organismos aerobios consumimos oxígeno, estabilizando así sus niveles en la at- mósfera. Para el nitrógeno existen ciclos simila- res a los del oxígeno. Lovelock se percató de que los distintos seres vivos interactuamos con los sistemas geofísicos de la Tierra para regular una composición at- mosférica que está lejos del equilibrio, pero que le es favorable, y que lo mismo estaba ocurrien- do con otros parámetros de la Tierra, como su temperatura o la salinidad de los océanos. Así pues, para Lovelock el desequilibrio estable del planeta era un sello distintivo de la vida en ella, y la conclusión de su informe para la NASA fue sencilla pero elegante: el equilibrio termodiná- mico de la atmósfera marciana era prueba de su falta de actividad biológica. Pero Lovelock tuvo otras conclusiones más personales: la Tierra no era solamente un es- cenario con las condiciones químicas y físicas Fig. 2. James E. Lovelock, c.1960 Fig. 3. Una cara de Gaïa: las corrientes eólicas transportan la arena del Sahara a través del Atlántico para fer- tilizar el Amazonas. Allá al fondo se observa cómo la evapotranspiración de la vegetación amazónica crea las nubes de lluvia que bañan el continente americano desde la Patagonia hasta California. Fuente: NASA, 2014