El sistema planeta Tierra
Podemos considerar la Tierra como un sistema abierto que recibe un flujo continuo de radiación solar (entrada de energía en forma de radiación electromagnética), y que emite al espacio calor (salida de energía en forma de luz infrarroja). Dentro del sistema terrestre podemos diferenciar varios subsistemas que interaccionan: atmósfera (envoltura gaseosa), geosfera (la tierra sólida formada por las rocas), hidrosfera (aguas continentales, mares y océanos) y biosfera (todos los organismos vivientes sobre el planeta). También posee subsistemas cibernéticos, con sus puntos de partida y bucles de retroalimentación.
El máximo grado de relación lo tiene en la biosfera respecto a todos los demás subsistemas, ya que integra todos los seres vivos, el medio físico en que habitan y el conjunto de relaciones que se dan entre ellos. La geosfera proporciona el sustrato y la fuente de nutrientes inorgánicos a los ecosistemas terrestres; la hidrosfera, a los acuáticos; y la atmósfera interacciona con la biosfera en lo que a intercambios gaseosos se refiere. Pero no solo la vida depende del ambiente físico: han sido precisamente los procesos biológicos los que han modificado drásticamente las características del medio (como la composición de la atmósfera, que debe su oxígeno a la fotosíntesis, o diversas características de los océanos, como su contenido en bicarbonato).
Todos los componentes del sistema Tierra se relacionan de una u otra forma en un equilibrio dinámico, de manera que el cambio en un subsistema repercute sobre los demás. Esto se puede ilustrar con algunos ejemplos:
• La regulación del clima terrestre, en la que intervienen todos los subsistemas, pero especialmente la atmósfera y la hidrosfera. Las alteraciones provocadas por el aumento del efecto invernadero demuestran hasta qué punto interaccionan todos los componentes terrestres.
• El ciclo del agua, que recorre la atmósfera, la hidrosfera, la geosfera y la biosfera mediante sucesivos cambios en su estado físico.
• Los ciclos biogeoquímicos. en los que los elementos como el carbono, el nitrógeno o el fósforo van pasando de unos subsistemas a otros, ya que forman parte de moléculas que permanecen estables durante cierto tiempo en cada etapa.
Algunos autores, principalmente J. Lovelock, han desarrollado un modelo de la Tierra conocido como "hipótesis de Gaia", en alusión a la diosa griega Madre Tierra. Según este modelo, la Tierra es un superecosistema con numerosas funciones que interaccionan, y con mecanismos de retroalimentación, que moderan las temperaturas extremas y mantienen relativamente constante la composición química de la atmósfera y de los océanos. En palabras de Lovelock, "la biosfera es una entidad autorregulada con capacidad para mantener a nuestro planeta sano mediante el control del ambiente físico-químico".
Dado que el ser humano no ha construido este sistema, no lo comprende totalmente. Queda aún mucho que aprender sobre los entramados del océano, sobre la dinámica de los suelos y los sedimentos que determinan cuándo y en qué proporción se reciclan los nutrientes, etc. La Tierra (y fundamentalmente la biosfera) proporciona el sustento de vida para la humanidad: los alimentos, el agua, el oxígeno que respiramos, incluso los artefactos que hacen nuestras vidas más confortables. Si queremos seguir disfrutando de todos estos bienes y servicios de calidad que se nos ofrecen "gratuitos", tendremos que conservar, mantener y reparar la biosfera. De ella depende nuestra supervivencia como especie.
La hipótesis de Gaia
El científico James Lovelock propuso que la vida en su conjunto ejerce una acción global que contribuye a mantener sobre el planeta las condiciones adecuadas para su desarrollo, reaccionando ante los desequilibrios y transformando activamente el planeta. Esta visión contrasta con la tradicional, que analiza el fenómeno de la vida como el resultado de unas condiciones excepcionales que permitieron su desarrollo y evolución.
Muchos científicos son escépticos respecto a que los ecosistemas y la biosfera realmente funcionen como un sistema cibernético, aunque la mayoría acepta el concepto de que los organismos desempeñan un papel en el control químico de la atmósfera y los océanos (Kerr, 1988). El hecho es que de vez en cuando han ocurrido sucesos catastróficos, tales como choques de cometas contra el planeta, erupciones volcánicas y cósmicos, y la vida no solo ha persistido sino que continúa diversificándose y por sí sola desempeña un papel importante en la restauración de las condiciones favorables. No obstante, a pesar de que la biosfera ha exhibido en tiempos geológicos pasados una estabilidad flexible para recuperarse, no es razón para estar satisfechos con la flexibilidad de nuestros actuales sistemas vitales.
