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Probablemente nunca sepamos cómo comenzó la vida en la Tierra. Quizás en una piscina poco profunda iluminada por el sol. O en las profundidades del océano aplastante millas debajo de la superficie cerca de fisuras en la corteza terrestre que arrojó sopa caliente rica en minerales. Si bien hay buenas pruebas de vida al menos 3.7 hace mil millones de años, no sabemos con precisión cuándo comenzó.

Pero estos eones que pasan han producido algo quizás aún más notable: la vida ha persistido. A pesar del impacto masivo de los asteroides, la actividad cataclísmica de los volcanes y el cambio climático extremo, la vida ha logrado no solo aferrarse a nuestro mundo rocoso sino también prosperar.

¿Cómo pasó esto? Investigación que publicamos recientemente con colegas en Trends in Ecology and Evolution ofrece una parte importante de la respuesta, proporcionando una nueva explicación para la hipótesis de Gaia.

Desarrollado por un científico e inventor James Lovelocky microbiólogo Lynn Margulis, la Gaia hipótesis originalmente propuso que la vida, a través de sus interacciones con la corteza terrestre, los océanos y la atmósfera, produjo un efecto estabilizador sobre las condiciones en la superficie del planeta, en particular la composición de la atmósfera y el clima. Con tal proceso de autorregulación en su lugar, la vida ha sido capaz de sobrevivir en condiciones que lo habrían aniquilado en planetas no reguladores.

Lovelock formuló la hipótesis de Gaia mientras trabajaba para la NASA en los 1960. Reconoció que la vida no ha sido un pasajero pasivo en la Tierra. Más bien ha remodelado profundamente el planeta, creando nuevas rocas como la piedra caliza, que afectan a la atmósfera al producir oxígeno y que impulsa los ciclos de elementos como el nitrógeno, el fósforo y el carbono. El cambio climático producido por los seres humanos, que es en gran medida consecuencia de la quema de combustibles fósiles y la liberación de dióxido de carbono, es la última forma en que la vida afecta el sistema de la Tierra.

Si bien ahora se acepta que la vida es una fuerza poderosa en el planeta, la hipótesis de Gaia sigue siendo controvertida. A pesar de la evidencia de que las temperaturas de la superficie han permanecido, salvo excepciones notables, dentro del rango requerido para el agua líquida generalizada, muchos científicos atribuyen esto simplemente a la buena suerte. Si la Tierra hubiera descendido completamente a una casa de hielo o una casa caliente (piensen en Marte o en Venus), entonces la vida se habría extinguido y no estaríamos aquí para preguntarnos cómo había persistido durante tanto tiempo. Esta es una forma de argumento de selección antrópica eso dice que no hay nada que explicar.

Claramente, la vida en la Tierra ha tenido suerte. En el primer caso, la Tierra se encuentra dentro de la zona habitable: orbita el Sol a una distancia que produce las temperaturas superficiales requeridas para el agua líquida. Hay formas de vida alternativas y tal vez más exóticas en el universo, pero la vida tal como la conocemos requiere agua. La vida también ha tenido la suerte de evitar impactos de asteroides muy grandes. Un trozo de roca significativamente más grande que el que condujo a la desaparición de los dinosaurios hace unos 66m años podría haber esterilizado completamente la Tierra.

Pero, ¿y si la vida hubiera podido empujar hacia abajo en un lado de la balanza de la fortuna? ¿Qué pasa si la vida en algún sentido hizo su propia suerte al reducir los impactos de las perturbaciones a escala planetaria? Esto lleva a la cuestión principal central en la hipótesis de Gaia: ¿cómo se supone que la autorregulación planetaria funciona?

Si bien la selección natural es un poderoso mecanismo explicativo que puede explicar gran parte del cambio que observamos en las especies a lo largo del tiempo, hemos carecido de una teoría que pueda explicar cómo los elementos vivos e inertes de un planeta producen autorregulación. En consecuencia, la hipótesis de Gaia se ha considerado generalmente interesante pero especulativa, y no fundamentado en cualquier teoría comprobable.

Seleccionando para la estabilidad

Creemos que finalmente tenemos una explicación para la hipótesis de Gaia. El mecanismo es "selección secuencial". En principio es muy simple. A medida que la vida emerge en un planeta, comienza a afectar las condiciones ambientales, y esto puede organizarse en estados estabilizadores que actúan como un termostato y tienden a persistir, o desestabilizan estados fugitivos como el eventos de bola de nieve que casi extinguió los comienzos de la vida compleja más de 600m años atrás.

Si se estabiliza, la escena se configura para una mayor evolución biológica que con el tiempo reconfigurará el conjunto de interacciones entre la vida y el planeta. Un ejemplo famoso es el origen de la fotosíntesis productora de oxígeno alrededor de 3 hace mil millones de años, en un mundo previamente desprovisto de oxígeno. Si estas interacciones más nuevas se estabilizan, entonces el sistema planetario continúa autorregulándose. Pero las nuevas interacciones también pueden producir interrupciones y retroalimentaciones fugitivas. En el caso de la fotosíntesis, condujo a un aumento abrupto en los niveles de oxígeno atmosférico en el "Gran evento de oxidación"Alrededor de 2.3 hace mil millones de años. Este fue uno de los raros períodos en la historia de la Tierra donde el cambio fue tan pronunciado que probablemente eliminó gran parte de la biosfera existente, reiniciando de manera efectiva el sistema.

{youtube}3rtNO8O2TKA{/youtube} El mecanismo de selección.

Las posibilidades de que la vida y el medio ambiente se organicen espontáneamente en estados autorreguladores pueden ser mucho más altos de lo que cabría esperar. De hecho, dada la suficiente biodiversidad, puede ser extremadamente probable. Pero hay un límite para esta estabilidad. Empuje el sistema demasiado lejos y puede ir más allá de un punto de inflexión y colapsar rápidamente a un estado nuevo y potencialmente muy diferente.

Este no es un ejercicio puramente teórico, ya que creemos que podemos probar la teoría de diferentes maneras. En la escala más pequeña que implicaría experimentos con diversas colonias bacterianas. En una escala mucho más grande, implicaría buscar otras biosferas alrededor de otras estrellas que pudiéramos utilizar para estimar el número total de biosferas en el universo, y así no solo qué tan probable es que surja la vida, sino también que persista.

La relevancia de nuestros hallazgos para las preocupaciones actuales sobre el cambio climático no nos ha escapado. Cualquiera que sea el ser humano, la vida continuará de una forma u otra. Pero si continuamos emitiendo gases de efecto invernadero y, por lo tanto, cambiamos la atmósfera, corremos el riesgo de producir un cambio climático peligroso y potencialmente fugitivo. Esto podría eventualmente detener la civilización humana que afecta la atmósfera, aunque solo sea porque no habrá civilización humana.

La autorregulación de Gaian puede ser muy efectiva. Pero no hay evidencia de que prefiera una forma de vida sobre otra. Innumerables especies han emergido y luego desaparecido de la Tierra en los últimos 3.7 millones de años. No tenemos razón para pensar que Homo sapiens. son diferentes en ese sentido.

Sobre el Autor

James Dyke, Profesor Asociado de Ciencia de la Sostenibilidad, Universidad de Southampton y Tim Lenton, Director, Global Systems Institute, Universidad de Exeter

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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