Hipótese Gaia

Os antecedentes se remotam à pesquisa de vida primitiva extra-terrestre.

Na pesquisa sobre evidências de vida extra-terrestre, nos planetas mais próximos - Vênus e Marte - financiada pela NASA, o Dr. James Lovelock, um químico inglês especialista em questões atmosféricas, em conjunto com outros pesquisadores, predice a ausência de vida em Marte levando em consideração que a atmosfera desse planeta se encontra no estado de equilíbrio químico. Em contraste, a atmosfera da Terra se encontra em um estado muito longe do equilíbrio.

A composição da atmosfera terrestre é muito diferente da dos outros planetas do sistema solar.

VÊNUS CO2 (95%)
TERRA N (77%), O (21%)
MARTE CO2 (95%)

Pesquisas sobre a análise química das atmosferas destes planetas indicaram as seguntes composições:
Venus: 95-96% dioxido de carbono, 3-4% nitrogênio com traços de oxigênio, argonio and metano.
Marte: 95.3% dioxido de carbono, 2.7% nitrogênio, 1.6% argonio, somente 0.15% oxigênio e 0.03% de água.
Terra: 77% nitrogênio, 21% oxigênio com traços de dioxido de carbono, metano and argonio.
Estalos! ...

A pergunta que Lovelock obviamente se fez ... Porque a atmosfera da Terra era tão diferente? Veja que na nossa atmosfera co-existem de gases muito diferentes que são reativos entre si! - especificamente metano (redutor), nitrogênio (inerte) e oxigenio (oxidante). O que acontece na Terra que permite a existência de uma atmosfera tão diferente? Quais os processos complexos que funcionam na atmosfera terrestre desde alguns bilhões de anos - que explicam este comportamento sem-igual? Como estes processos se desenvolveram e mantem até hoje um equilíbrio meta-estável muito longíquo do equilíbrio químico?

Porque é possível manter uma atmosfera tão diferente assim?
Nos anos 60 Lovelock deu os primeiros passos na solução desta incógnita, considerando o desenvolvimento da vida no planeta Terra. As primeiras formas de vida existiram nos oceanos (ou lugares onde ocorria uma interface (água-sólido-gases) e eram as mais pequenas e simples - ainda algo menor e menos complexo que uma célula. A pesquisa microbiológica contemporânea aponta para o fato de que 3 bilhões de anos atrás, as bactérias e algas com capacidade de fotossíntese começaram a extrair o dióxido de carbono da atmosfera e a liberar oxigênio nela. Gradativamente - em vastos períodos de anos de eras geológicas diferentes - o conteúdo químico da atmosfera foi alterado fugindo do domínio do dióxido de carbono, para a prevalência de uma mistura de nitrogênio e oxigênio - e assim conseguindo estabelecer e manter uma atmosfera que poderia favorecer um maior desenvolvimento da vida orgânica - movida pela combustão aeróbica - tal como ocorre nos animais e seres humanos. A vida na Terra explica o fluxo continuo de consumo e reposição dos gases da atmosfera terrestre, por citar um desses gases reativos, o metano: 500 milhões de toneladas por ano são produzidas pelos micro-organismos anaerobicos e os vulcões, para repor o metano consumido. E a Hipotese Gaia tenta dizer ao Mundo que há um mecanismo de auto-regulação da composição da atmosfera terrestre.

De onde vem o nome da Hipótese Gaia ...
Numa caminhada em Wilshire, Inglaterra, Lovelock descreveu sua hipótese a um vizinho, William Golding (um novelista), e pediu conselho sobre um nome adequado para ela. Golding lembrou o nome de "Gaia" - a deusa da mitologia grega que representa a Terra - e escolhido e usado desde então.
Duas décadas atrás a Hipótese Gaia foi postulada pela primeira vez .... e ainda assim ....

Há uma grande diferença entre postular uma hipótese e ter ela aceita pela comunidade científica tradicional, e, ainda mais, levando em consideração que muito trabalho de pesquisa precisava ser feito para colocar de maneira mais clara e específica o conjunto de processos pelos quais a atual atmosfera planetária evoluiu e continua a evoluir. Nesta tarefa, Lovelock foi apoiado pela Dra. Lynn Margulis, uma microbióloga norteamericana.

Gaia: Um novo olhar sobre a vida na Terra ...
Em 1979 James Lovelock publicou algumas de suas idéias no livro "Gaia: A New Look at Life on Earth" no qual foi postulada de maneira mais definitiva a Hipótese Gaia.
'...as condições químicas e físicas da superfície da Terra, da atmosfera, e dos oceanos tem sido, e continuam a ser, ajustadas (activamente) para criar condições confortáveis para a presença de vida, pelos próprios elementos viventes. Isto se coloca em sentido oposto ao saber convencional que considera ocorrer o contrário, que a vida se adaptou as condições de vida planetárias existentes na Terra e, desde então, ambas evoluiram por caminhos diferentes (sem interações).

'...the physical and chemical condition of the surface of the Earth, of the atmosphere, and of the oceans has been and is actively made fit and comfortable by the presence of life itself. This is in contrast to the conventional wisdom which held that life adapted to the planetary conditions as it and they evolved their separate ways.''

Em outra parte do livro, em relação com a definição de Gaia, achamos o seguinte:
"O espectro completo de vida na Terra, de baleias a vírus e de olmos a algas podem ser vistas como partes constitutivas de uma entidade vivente única capaz de manter a composição da atmosfera da Terra adequada a suas necesidades gerais e dotada de faculdades e poderes maiores que a aquelas das suas partes constivas ... [ Gaia pode ser definida como] um ente complexo que inclui a biosfera terrestre, atmosfera, oceanos, e solo; e a totalidade estabelecendo um mecanismo auto-regulador de sistemas cibernéticos com a finalidade de procurar um ambiente físico e químico ótimo para a vida no planeta."

"The entire range of living matter on Earth from whales to viruses and from oaks to algae could be regarded as constituting a single living entity capable of maintaining the Earth's atmosphere to suit its overall needs and endowed with faculties and powers far beyond those of its constituent parts...[Gaia can be defined] as a complex entity involving the Earth's biosphere, atmosphere, oceans, and soil; the totality constituting a feedback of cybernetic systems which seeks an optimal physical and chemical environment for life on this planet."

E, em outra seção, encontramos especulações em relação a Gaia, uma delas com muito apelo para os grupos ecológicos, que, ao mesmo, provocou as mais duras críticas da comunidade cientifica para Hipótese Gaia:
"Até que ponto nossa inteligência coletiva é também uma parte de Gaia? Será que os humanos, como espécie, constiuem um sistema nervoso de Gaia e que uma mente pode conscientemente antecipar mudanças no meio ambiente?
"To what extent is our collective intelligence also a part of Gaia? Do we as a species constitute a Gaian nervous system and a brain which can consciously anticipate environmental changes?"

A Hipótese Gaia foi considerada uma das idéias mais desafiadoras desta segunda metade do século XX, e enquanto lutava para ser admitida formalmente nas cências tradicionais nos anos 70 e início dos 80, certamente consiguiu provocar um bom debate. Durante este período, Lovelock preparou uma segunda publicação.
Um novo livro ("The Ages of Gaia")...

Depois de uma década da publicação do primeiro livro e quase vinte anos depois de que ele meditou, pela primeira vez, sobre a natureza intrínseca dos sistemas vivientes para conseguir colocar claramente em evidência a operação que ocorre dentro dos ecossistemas terrestres, Lovelock publicou um segundo livro com o título "The Ages of Gaia". Nele a apresentação de suas idéias está mais madura, e enriquecida pela pesquisa e informações de outros. E, além do mais, a interconectividade de todos os sistemas naturais terrestres - não apenas a atmosfera - começava a emerger na sua análise das questões originais.

Assim, vemos a Lovelock evoluir e refinar a definição da natureza de Gaia:
"O nome do planeta vivente Gaia, não é um sinônimo para a biosfera - essa parte da Terra onde se pode observar a existência de seres viventes. Também não pode ser confundida com a biota, que é simplesmentes a coleção de todos os organismos viventes individuais. A biota e a biosfera tomadas juntas formam uma parte porém não completam Gaia. Assim como a carapaça é parte do caracol, assim as rochas, o ar e os oceanos são parte de Gaia. Gaia, como iremos ver, possui continuidade, com laços nas origens da vida e no futuro, entanto a vida perssista. Gaia, como um ser planetário, tem propriedades que não são necessariamente discerníveis se continuamos nosso enfoque de ver apenas as partes do sistema sem pensar nas suas interconexões. Não veremos as propriedades de Gaia apenas conhecendo espécies individuais ou populações de indivíduos vivendo juntos ... Especificamente, a Hipótese Gaia diz que a temperatura, oxidação, estado, ácidez, e certos aspectos das rochas e das águas são mantidas constantes, e que esta homeostase é mantida por meio de processos intensos de de retro-alimentação, operados automáticamente e inconscientemente pela biota."

"The name of the living planet, Gaia, is not a synonym for the biosphere - that part of the Earth where living things are seen normally to exist. Still less is Gaia the same as the biota, which is simply the collection of all individual living organisms. The biota and the biosphere taken together form a part but not all of Gaia. Just as the shell is part of the snail, so the rocks, the air, and the oceans are part of Gaia. Gaia, as we shall see, has continuity with the past back to the origins of life, and in the future as long as life persists. Gaia, as a total planetary being, has properties that are not necesarily discernable by just knowing individual species or populations of organisms living together ... Specifically, the Gaia hypothesis says that the temperature, oxidation, state, acidity, and certain aspects of the rocks and waters are kept constant, and that this homeostasis is maintained by active feedback processes operated automatically and unconsciously by the biota."

Lovelock continua, dizendo ...
"Você pode achar difícil de engulir a noção que uma coisa grande aparentemente inanimada como a Terra está viva. Por suposto, você pode dizer, a terra é quase toda ela rocha, e maior parte dela incandescente. A dificuldade pode ser diminuida se você permite que a imagem de um árvore grande (como a sequoia) entre na sua mente. A árvore esta, sem dúvida, viva, ainda que 99% dela este morta. A enorme arvore é uma sucessão de anéis cilíndricos de material lenhoso morto, feito de lignina e celulose pelos ancentrais de uma camada muito fina de células viventes que constituem a cortiça da árvore. De esse mesmo modo podemos perceber que muitos dos atomos das rochas que estão lá embaixo no magma foram um dia parte da vida na superfície terrestre, a fina camáda de vida, em continua evolução, da qual todos vemos."

"You may find it hard to swallow the notion that anything as large and apparently inanimate as the Earth is alive. Surely, you may say, the Earth is almost wholly rock, and nearly all incandescent with heat. The difficulty can be lessened if you let the image of a giant redwood tree enter your mind.The tree undoubtedly is alive, yet 99% of it is dead.The great tree is an ancient spire of dead wood, made of lignin and cellulose by the ancestors of the thin layer of living cells which constitute its bark. How like the Earth, and more so when we realize that many of the atoms of the rocks far down into the magma were once part of the ancestral life of which we all have come."

Enquanto as comunidades científicas continuavam a debater o nível de aceitabilidade da Hipótese Gaia, a perspectiva global ou holística do conceito capturava a imaginação das pessoas de diversos locais e campos de atuação. O conceito colocado na Hipótese Gaia nutriu e deu suporte aos paradígmas da "Nova Era". As culturas indígenas que olham a natureza da Terra como um espíritu sagrado, e outros que percebiam ou intuiam uma "unidade" na natureza, aqueles preocupados com o meio ambiente - as árvores, os rios e os oceanos, aqueles que buscam idéias com conteúdo revolucionário, aqueles que buscam um marco de referência religioso criaram uma audiência multicultural e multidisciplinar sempre crescente.

As aplicações não-científicas do conceito floreceram por toda parte, e elas tendiam a reduzir, em muito, o interesse nas questões científicas originais da hipótese, suas análises e as implicações da mesma.

Ainda que, estes mal entendidos eram inevitáveis nas colocações iniciais para especificar a hipótese, devido a sua natureza holística intrinsica e ao alcance do conceito global que intenta mostrar. Não obstante, fico evidente que o conceito era de interesse (prático e teórico) de muitas disciplinas e motivo de projetos inter-disciplinares. O problema era ganhar especificidade necessária.
Os céticos arguiam (e ainda o fazem) que Gaia tinha uma abordagem teleológica - que supõe um designo manifesto ou propósito na natureza da biosfera - em particular a administração - e isto era contrário a a posição aceita pela maioria - partidários da doutrina Darwiniana que apoia a seleção natural. A Dra. Lynn Margulis tinha sempre muito que dizer neste particular, sobretudo em relação a sistemática da evolução Darwiniana nos menores e mais antigos seres viventes na Terra. Na sua pesquisa e na publicação citada, Lovelock combata a postura Darwiniana tradicional com considerações ecológicas:
"A teoria ecológica aumentou seu escopo e profundidade. Tomando as espécies e seu ambiente juntos como um sistema unitário podemos, por primeira vez, construir modelos ecológicos que são matemáticamente estáveis e incluir grande número de espécies competidoras. Nestes modelos uma maior diversidade conduz a uma melhor regulação."
"Theoretical ecology is enlarged. By taking the species and their physical environment together as a single system, we can, for the first time, build ecological models that are mathematically stable and yet include large numbers of competing species. In these models increased diversity among the species leads to better regulation."
E, depois, en alguma página do livro "The Ages of Gaia" ...
"Quando a atividade de um organismo favorece o ambiente tanto quanto ao próprio organismo, então sua proliferação será favorecida, eventualmente, o organismo e mudança ambiental associada a ele pasa a ter uma extensão maior ou global. O inverso também é verdadeiro e qualquer espécie que afete de maneira adversa o ambiente está destinada ao fracaso (como espécie); porém a a vida continuará."
"When the activity of an organism favors the environment as well as the organism itself, then its spread will be assisted; eventually the organism and the environmental change associated with it will become global in extent. The reverse is also true, and any species that adversely affects the environment is doomed; but life goes on."

De fato o que descobrimos é que a partir da análise do comportamento sistémico de nosso planeta, evidência-se a possibilidade da Terra de manter sua temperatura global razoavelmente constante no decorrer do tempo a pesar de um tremendo fornecimento de energia de seu sol e decontar com uma grande energia no interior do globo, graças aos mecanismos cibernéticos de fluxo, conversão de energia e retro-alimentação, nos quais todos os seres viventes participam e os micro-organismos e as plantas desenvolvem um papel muito importante, muitas vezes negado.
No último livro de James Lovelock (GAIA. Uma ciência para curar o planeta, 1992), ele aponta também sintomas de mal-funcionamento do sistema e a necessidade de um processo de remediação para preservar as espécies ameaçadas de extinção entre as quais pode-se incluir a humana.

Fonte:

- Texto extraído da Internet – www.unicamp.br/fea/ortega/ealatina/home.htm