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Titolo: Gaia

Qualcuno sa spiegarmi bene (comunque meglio della garzantina) la teoria di 
"Gaia" di Lovelock?
grazie
-- 
dawe
http://digilander.iol.it/daweonline

 grazie
ciao dawe,
anche io mi sono interessato per un po' all'ipotesi gaia, alla quale
secondo me si potrebbe fare riferimento per riconsiderare radicalmente
l'opinione che tutti hanno sulla pratica della clonazione.
ma di questo bisognerebbe parlare in altra sede.
intanto ti invio un'articolo trovato su internet che accenna a
lovelock ed alla sua teoria:
***
L'IPOTESI GAIA
 
In tutte le epoche sono esistiti pensatori e studiosi che hanno
avvertito il mondo naturale e tutti i fenomeni che lo riguardano, come
un "tutto unico", legato da numerose e in gran parte sconosciute
interrelazioni e spesso animato da un particolare "spirito vitale".
All'inizio dell'ottocento Henry D. Thoreau  proponeva una visione
della natura come essere organico animato da un principio vitale.
Più tardi ritroviamo  il concetto di Terra come superorganismo,
nell'opera del russo Vladimir I. Vernadskij (1863-1945) che descrive
la biosfera come la regione occupata dalla vita, quest'ultima  vista
non come un fenomeno esterno o accidentale alla biosfera, ma parte
indissolubile del suo meccanismo.
È in questa tradizione che si inseriscono l'opera e le intuizioni del
chimico inglese James Lovelock e della biologa americana Lynn
Margulis, che agli inizi degli anni Settanta hanno formulato l'ipotesi
Gaia (dal nome greco della dea della Terra) che rappresenta uno degli
approcci sistemici all'ecologia più coerenti e completi.
L'ipotesi di Lovelock e  Margulis concepisce la Terra come un unico
sistema fisiologico, un'entità viva. Secondo questa visione gli
organismi viventi, il clima, l'ambiente terrestre, sono un tutto
integrato, un unico superorganismo in cui l'attività dei viventi
modifica gli aspetti fisici e questi a loro volta influiscono
sull'evoluzione e sul mantenimento della vita sul pianeta.
Gaia può essere definita come un sistema complesso i cui costituenti
sono i viventi e il loro ambiente materiale che comprende l'atmosfera,
gli oceani e la superficie delle rocce.
Si tratta di un sistema che si è sviluppato e continua a svilupparsi
con un processo evolutivo che coinvolge contemporaneamente i viventi e
il loro ambiente.  Gli organismi condizionano l'ambiente e questo
condiziona le forme della vita.
In tale sistema, il clima e la composizione chimica si regolano in
maniera automatica (si autoregolano) per mantenersi sempre in uno
stato favorevole alla vita; questa autoregolazione si realizza man
mano che il sistema si evolve, senza rispondere a nessun progetto
preventivo e senza un fine particolare.  Gaia è un superorganismo
capace di regolare la non-vita per la vita.
Una dimostrazione evidente dell'esistenza di Gaia sarebbe la stessa
atmosfera  definita "improbabile" da Lovelock. L'aria che respiriamo è
infatti una miscela di gas altamente reattivi. Nella sua composizione
è presente l'ossigeno indispensabile alla vita, ma insieme con il
metano, che reagisce con l'ossigeno in presenza della luce solare
formando anidride carbonica  e acqua. Il tasso di metano può rimanere
costante perché questo gas viene reintegrato dagli organismi
metanogeni che ne producono circa 500 milioni di t per anno.
Se la vita scomparisse improvvisamente dalla Terra, tutti gli elementi
chimici che costituiscono la superficie terrestre, gli oceani e
l'atmosfera reagirebbero tra loro fino a esaurire ogni reazione
possibile. Il pianeta diventerebbe troppo caldo, arido e inadatto alla
vita.
Lovelock sostiene che le condizioni fisiche e chimiche della
superficie della terra, dell'atmosfera, e degli oceani  sono state
rese e vengono continuamente rese  adatte alla vita grazie alla
presenza della vita stessa. Quindi l'atmosfera con la sua attuale
composizione può essere considerata un prodotto del metabolismo di
Gaia, il risultato di uno scambio attivo di gas con gli organismi
viventi.
Anche il suolo ha origine dalla vita. In ogni centimetro cubo di
terreno sono presenti miliardi di organismi microscopici: nello strato
superficiale del suolo ci sono batteri fotosintetici e azotofissatori,
funghi,  muffe e una miriade di invertebrati. Senza vita non vi
sarebbe il suolo come lo conosciamo, ma solo inerti corpi rocciosi.
Secondo l'ipotesi Gaia  le grandi strutture della crosta terrestre non
sarebbero soltanto il risultato dei processi endogeni e di quelli
meccanici ma anche di quelli biologici. Da quando si è formata, la
crosta solida viene continuamente rimodellata dall'azione dell'aria e
dell'acqua che si realizza attraverso l'erosione, la sedimentazione e
la formazione di suoli e ghiacci. E questa azione  è influenzata dagli
organismi viventi che per vivere inducono modificazioni nella
composizione e nelle caratteristiche  termodinamiche dell'atmosfera e
degli oceani. Inoltre gli organismi hanno anche un ruolo diretto in
questi fenomeni geologici esogeni.
Per Lovelock e Margulis tutta la materia vivente sulla Terra, dai
virus alle balene e alle sequioe, deve essere  considerata come una
singola entità vivente capace di mantenere l'atmosfera terrestre nelle
condizioni più adatte alle sue necessità.
Tutto ciò contrasta con la visione convenzionale che ipotizza che la
vita si sia adattata alle condizioni del pianeta e che la vita ha
potuto manifestarsi sulla Terra e non altrove nel sistema solare
perché solo sulla Terra esistevano le condizioni adatte.
Per spiegare Gaia il fisico americano Jerome Rothstein è ricorso ad
una analogia con la sequoia gigante (Sequoia gigantea). Questi alberi,
diffusi lungo la costa occidentale dell'America del Nord, sono gli
organismi più grandi e longevi attualmente esistenti: superano spesso
i mille anni di età, sono alti100 m e pesano più di 2000 t. Circa il
97% del loro corpo è però costituito da sostanza non vivente, nel
senso che è già morta, come il legno del tronco e la corteccia. Le
sole parti di una sequoia formate da cellule vive sono il cambio, un
sottile strato anulare che avvolge il legno e si trova sotto la
corteccia, le foglie, i fiori e i semi.
Come una sequoia anche Gaia, cioè la Terra, è costituita da una grande
massa di materia morta con un sottile strato di organismi viventi
racchiusi entro un involucro d'aria.
Nelle loro opere Lovelock e Margulis dedicano una particolare
attenzione alla tendenza dell'uomo a degradare l'ambiente per
soddisfare le proprie esigenze. Gaia reagisce alle modificazioni
indotte dall'azione dell'uomo, ma le sue risposte obbediscono alle
leggi della cibernetica e i tempi di risposta sono quelli dei sistemi
di retroazione, cioè estremamente lunghi.  Una simile lentezza non ci
permette di comprendere abbastanza in fretta se le cose tendono al
peggio. Prima che possiamo rendercene conto, la situazione ambientale
può peggiorare in modo pericoloso e, a causa di questa lentezza
(inerzia) nelle risposte che caratterizza il sistema, non possiamo
fare nulla per rimediare efficacemente in tempi brevi.
Dopo un periodo di indifferenza, a partire dagli anni Ottanta,
l'ipotesi di Gaia ha cominciato ad alimentare  un articolato dibattito
tra gli scienziati, mentre i suoi propugnatori continuano a produrre
prove a sostegno della loro teoria. In ogni caso la teoria di Lovelock
e Margulis ha il merito di aver sollevato una importante questione
fino ad oggi trascurata dagli studi ecologici: il ruolo svolto degli
esseri viventi nella regolazione del loro ambiente.
 
LA DAISYLANDIA DI LOVELOCK
Daisylandia è un ipotetico pianeta, immaginato da Lovelock, con le
stesse dimensioni della Terra e orbitante intorno ad una stella che si
trova alla stessa distanza che separa il sole dalla terra. Questo
pianeta è popolato esclusivamente da tre tipi di margherite: nere,
bianche e grigie. Come il nostro Sole, la stella che riscalda e
illumina Daisylandia ha aumentato progressivamente nel corso del tempo
la sua luminosità, irradiando sempre più calore. Tuttavia la
temperatura della superficie del pianeta si è mantenuta costante per
gran  parte della sua storia. E questo grazie all'influenza della
biosfera di Daisylandia costituita, come abbiamo detto, dai tre tipi
di margherite. Le margherite influenzano la temperatura della
superficie semplicemente attraverso il loro potere riflettente
(albedo): le margherite nere assorbono la maggior parte delle
radiazioni che le colpiscono, le margherite bianche riflettono la
maggior parte delle radiazioni e quelle grigie assorbono e riflettono
le radiazioni in misura uguale.
Ma come può il potere riflettente delle margherite influenzare la
temperatura globale?
Per rispondere a questa domanda dobbiamo tornare molto indietro nel
tempo a quando il sole di Daisylandia era ancora giovane e quindi
relativamente freddo. Allora le margherite nere erano la specie più
adatta, perché piccoli gruppi di queste, assorbendo il calore,
creavano delle zone più tiepide che favorivano la crescita di altre
margherite. Gradualmente il pianeta si coprì di margherite nere e il
loro effetto collettivo fu quello di far aumentare la temperatura
globale facendola arrivare a valori superiori a quelli che sarebbero
stati raggiunti in assenza di vita.
Una volta che le margherite nere ebbero realizzato condizioni di vita
confortevoli, cominciarono a trarne vantaggio anche le grigie e le
bianche.
Inizialmente le margherite grigie si trovarono più a loro agio delle
bianche perché anche in piccoli gruppi riuscivano a creare condizioni
locali di temperatura sufficientemente utili alla loro sopravvivenza.
Intanto la radiazione solare riscaldava soprattutto le zone della
superficie non coperte dalle margherite nere e grigie.
A questo punto le margherite bianche cominciarono ad essere la specie
più adatta perché piccoli gruppi di esse creavano zone più fredde che
favorivano la crescita delle stesse margherite. Aumentando di numero
si diffusero in tutto il pianeta producendo l' effetto di abbassare la
temperatura globale fino a farle raggiungere valori inferiori a quelli
che si sarebbero avuti in assenza di ogni forma di vita.
Infine il calore prodotto dal sole, intanto cresciuto, divenne così
intenso che nessuna specie di margherita fu più in grado di moderare
la temperatura e tutte le specie scomparvero dal pianeta.
 
Daisylandia è un modello che mostra in che modo uno stato omeostatico
può essere mantenuto da organismi che agiscono soltanto nel loro
proprio interesse costringendo il sistema globale a mantenersi entro
un arco di temperature ragionevoli.
La crescita competitiva dei tre tipi di margherite innesca un feedback
negativo: in prossimità del limite inferiore di tolleranza la
temperatura della superficie del pianeta è resa più alta di quanto
sarebbe in assenza di fiori, mentre viene abbassata quando il
riscaldamento è maggiore. In questo modo si protrae nel tempo il
raggiungimento del limite oltre il quale non è possibile la vita.
***
attendo tuoi commenti, emiliano

Grazie, ora mi leggo tutto.
-- 
dawe
http://digilander.iol.it/daweonline

Recentemente ho scritto una relazione sulla teoria di Gaia: magari può
interessarti!
Teoria di Gaia
Le ricerche di frontiera sembrano spingersi, negli ultimi anni, ad
analizzare quello che, indubbiamente, rappresenta l'evento più complesso
verificatosi nell'Universo: la vita. E il campo di indagine si sposta sempre
più al di là dei confini della Terra, alla ricerca di tracce di vita su
altri corpi celesti, più o meno lontani. Ma, a mio avviso, si commette
spesso un errore nelle premesse: si ritiene compatibile la vita solo con
quei sistemi  che presentino condizioni simili a quelle della Terra (acqua
allo stato liquido, range di temperatura ristretti, etc.), delineando solo
pochissime zone abitabili circumstellari all'interno di precisi spazi di una
galassia, escludendo che la vita possa nascere o evolversi in sistemi con
condizioni diverse da quelle a noi note. Si trascura però il fatto che molti
parametr,i tipici sulla Terra, sono il frutto di un'attiva regolazione,
durata miliardi di anni, che il vivente ha esercitato fin dalla sua
comparsa.
Il termine "Gaia" richiama il concetto di una Terra generatrice e nutrice
per eccellenza.
L'ipotesi Gaia fu formulata nel 1965 da James Lovelock, biofisico e chimico,
assunto dalla N.A.S.A., in un gruppo di ricerca , per studiare la
possibilità dell'esistenza di forme di vita al di là della Terra. Egli
sostenne che dalla sola analisi dell'atmosfera di un altro pianeta fosse
possibile stabilire la presenza di tale complesso fenomeno.
Infatti, la vita su un pianeta deve utilizzare necessariamente l'atmosfera e
l'oceano per il trasporto dei materiali grezzi e per l'eliminazione dei
prodotti metabolici: ciò cambierebbe la composizione chimica dell'atmosfera,
rendendo manifesta la presenza della vita.
Alla base di questa idea c'è la convinzione che la vita non possa esistere a
"macchia di leopardo"; non può cioè limitarsi a pochi casi, se non all'
inizio o alla fine della sua storia. La vita è un fenomeno planetario.
L'analisi dell'atmosfera marziana rivelò la presenza di biossido di
carbonio, soprattutto, ed una composizione vicino all'equilibrio
termodinamico. Non così risulta l'atmosfera terrestre: ciò bastò a fargli
affermare l'assenza di vita su Marte.
Questa ricerca fu solo lo spunto per la formulazione della ipotesi di Gaia:
non solo la vita evolve in conseguenza a risposte ambientali, ma essa, una
volta comparsa in un insieme di condizioni ambientali chimiche e fisiche
uniche, ha modificato l'ambiente stesso.
L'atmosfera, gli oceani, il clima e la crosta terrestre si mantengono in
condizioni idonee alla vita grazie ad un'omeostasi svolta automaticamente ed
inconsapevolmente dal biota.
Gaia è un superorganismo (senza cadere in mistificazioni di tipo new age),
inteso come livello di organizzazione non finalistico, tra vivente e non
vivente.
I viventi ed il substrato ad essi esposto formano un sistema unico ad alto
potere tamponante: può definirsi un sistema omeorretico, che mantiene le
condizioni entro un range accettabile nel tempo, adattandosi via via.
La teoria ha permesso di affrontare misteri classici. Il primo riguarda l'
aumento dell'emissione radiativa del Sole, dalla comparsa della vita sulla
Terra (circa 3.8 miliardi di anni fa) ad oggi, di almeno il 30%, mentre
invece la temperatura sulla Terra è rimasta costante.
Occorre innanzitutto osservare che la presenza di acqua su un pianeta
abbassa la temperatura. Se la temperatura di un pianeta asciutto aumenta
linearmente, ove sia presente acqua aumenta l'albedo (cui contribuisce il
ghiaccio o le nuvole, a seconda della condizioni), causando una deviazione
negativa dalla linearità supposta. Come modellizzazione dell'effetto
tamponante della vita sulla temperatura fu costruito, nel 1982, "Daisy
 World", un pianeta ideale, che imitasse le stesse condizioni astronomiche
della Terra. Due varietà di margherite, bianche e nere, rappresentano le
uniche forme di vita.
L'ambiente è ridotto ad una sola variabile, la temperatura:
- fino a 5°C le margherite non crescono
- 20°C è la temperatura ottimale
- oltre i 40°C le margherite muoiono.
La temperatura media di Daisy World è determinata unicamente dal colore
medio del pianeta (e di conseguenza dall'albedo). A 5°C risulta favorita la
presenza delle margherite nere (assorbono maggiore quantità di radiazione),
che esercitano un'azione positiva sulla colonizzazione del pianeta. Superata
la temperatura ottimale, le margherite bianche nascono ed entrano in
competizione con le nere, essendo più tolleranti allo stress termico. Via
via che aumenta il flusso termico del Sole, aumenta la proporzione di
margherite bianche sulle nere, fin quando la temperatura non supera i 40°C e
la vita si estingue.
Anche da un modello così semplice si può analizzare l'effetto di regolazione
della temperatura planetaria esercitato dalla vita: rispetto alla linearità,
si osserva un intervallo stabile di condizioni per un lungo periodo, non
ascrivibile a nessun altro fattore. Il modello è stato poi complicato con la
presenza di consumatori primari e secondari (pecore e volpi.) e sembra
proprio che il potere tamponante aumenti con la complessità.
Il secondo aspetto della questione affrontato è la composizione dell'
atmosfera terrestre che, contrariamente agli altri pianeti del sistema
solare, è dominata da azoto e ossigeno, presenta tracce di biossido di
carbonio e gas instabili (come il metano), che reagiscono velocemente con l'
ossigeno. Poiché:
CH4 + 2 O2                CO2 + 2 H2 O
Si deve supporre la produzione annua di 1.000.000.000 di tonnellate  di
metano e 2 di ossigeno. L'ossigeno libero deriva in minima parte dalla fuga
di H nello spazio a causa della fotolisi dell'acqua, ma soprattutto dal
seppellimento di carbonio e zolfo (che danno poi combustibili fossili)
organici. Il metano è prodotto soprattutto da alcuni gruppi di microrganismi
metanogeni (Archea).
Una terza argomentazione riguarda le perturbazioni catastrofiche (impatti
meteorici, sconvolgimenti geofisici, ecc.) che sembrano rivelare la forza di
resistenza del sistema Gaia.
L'ultimo problema affrontato riguarda il ciclo dello zolfo: c'era un mistero
relativo allo zolfo mancante (fondamentale nella chimica della vita), in
quanto nessuna fonte terrestre sembrava soddisfare tale richiesta. Anche la
concentrazione atmosferica di acido solfidrico non era sufficiente. Lovelock
pensò al dimetilsolfuro, prodotto negli oceani da alghe (laminaria) e
protozoi, la cui concentrazione ne avallò il ruolo vettore nell'importante
ciclo.
La teoria di Gaia è stata, pertanto, accettata dalla comunità scientifica,
sebbene ancora criticata in molti aspetti per la sua non testabilità in
molte affermazioni (che qui sono state vergognosamente riassunte, ma che
affrontano problemi relativi al ruolo dei batteri nella deriva dei
continenti, alle correlazioni non lineari tra habitat e viventi, ecc.).
Mi sembra, però, doveroso accennarla a chi possa esserne minimamente
interessato, con l'idea  di stimolare qualche curiosità, ricambiando il
favore che il mio professore di Zoologia, Nicola Ricci, mi ha fatto, prima
di lasciarci.