Teoría de la información aplicada a la ecología de Ramón Margalef López

Teoría de la información aplicada a la ecología
Ramón Margalef López

Introducción al curso "Creación de modelos de simulación en ecología y medioambiente"
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LA ECOLOGIA, LA TIERRA Y LA VIDA

En los últimos tiempos, la palabra ecología ha rebasado su contexto original y se usa con una reiteración inusitada. Más urgente que introducir el tema con una definición de ecología sería quizá contemplar lo que no es o no era ecología. Afortunadamente, la lengua española acoge los dos términos ecólogo y ecologísta, con su distinto significado: el de ecologísta, infiltrado de barbarismo, lleva un matiz de utilización y barbarismo, ausente en ecología y en ecólogo. Un ecólogo se puede sentir incómodo en sus contactos, a derecha e izquierda, con otros elementos de la sociedad. Los políticos y burócratas hablan de la planificación ecológica, de ecodesarrollo. Los populizadores tremendistas amenazan a la humanidad con los más graves castigos, haga o no haga cualquier cosa, y su emotividad resulta contagiosa en un medio social poco favorable al pensamiento libre. La ecología, en realidad, no tiene tantas pretensiones. Trata de comprender cómo los organismos, que otras ramas de la biología estudian uno por uno, se insieren en el mundo real. Estos conocimientos pueden ser interesantes para el hombre, como especie biológica. En todo caso, las decisiones hay que tomarlas en otro nivel: el ecólogo aspira a ser oído, pero su opinión personal no tiene más valor que la de otro ciudadano cualquiera.

Dentro de otra dimensión, ya más relacionada con la tradición científica, la ecología oscila entre dos tendencias, que, más que opuestas son complementarias. De una parte está la visión muy analítica de los fenómenos, el deseo de reducirlo todo a medidas y cifras, en un enfoque preciso, pero que abarca un área muy pequeña. Por otro lado se encuentra la tendencia a buscar regularidades muy amplias y construir modelos o teorías para explicarlas, tarea que puede ser arriesgada si fía demasiado a la intuición y se despega excesivamente de una realidad que es de complejidad abrumadora.

Algunas de las vaguedades que confunden a la ecología actual y el sentido de milicia que infecta a algunos de sus cultivadores se comprenden si se consideran las raíces históricas del pensamiento ecológico.

Es obvio que los más remotos antepasados del hombre, anteriores a la revolución del neolítico, los pueblos cazadores y recolectores, lo mismo que los grupos humanos que aún hoy conservan dicho género de vida, conocían bien el funcionamiento de la naturaleza. Sólo así podían tener éxito en sus empresas de caza, anticipar el cambio de las estaciones y sobrevivir. La naturaleza resulta demasiado complicada para ser descrita y explicada de manera racional, por composición de mecanismos físicos elementales, y los conocimientos necesarios para la supervivencia adquirieron la forma de tradiciones y creencias, más o menos unidas a un código de carácter sagrado, es decir, indiscutible. Contenidos mentales no razonados y aún fundamentalmente falsos pueden ser excelentes para sobrevivir.

Piénsese simplemente en la forma en que la Luna influye sobre la vida de muchas especies animales. Los individuos de una misma especie ven la Luna en el cielo y pueden utilizar los ciclos lunares para sincronizar, por ejemplo, sus actividades reproductoras. El éxito en la cría es necesario para producir un número apropiado de descendientes y así garantizar la supervivencia de la especie. Pero la Luna no tiene otro efecto directo importante sobre la vida de dicha especie: proporciona simplemente un consenso de actuación. Muchas creencias, pasadas y presentes, de la humanidad admiten la comparación con la Luna, en el sentido de que permiten actuar de manera coherente y sobrevivir al grupo que las comparte, cuyos disidentes lo eran o son a su propio riesgo, aunque probablemente el no conformismo es necesario como elemento de cambio.

En la época actual, a partir de la revolución industrial, el hombre dispone de importantes fuentes auxiliares de energía, que le convierten en una criatura físicamente muy poderosa. En tal situación resultan inoperantes antiguas tradiciones de contenido ecológico, aunque éste estuviera expresado de manera más o menos mítica, y concernientes a la forma de funcionar de la naturaleza y el modo de usarla sin perjudicar la utilización futura de recursos. Si el aporte cultural de la ecología ha de ser equiparable al de la idea de evolución, probablemente ha de favorecer la sustitución de antiguas formas de consenso, definitivamente arrumbadas, por un nuevo sentido de responsabilidad común ante la naturaleza.

Entretanto, el écologo ha de estar dispuesto a recoger con simpatía las creencias que se están perdiendo. Tal vez encontrará en ellas sugerencias para nuevos estudios sobre las relaciones entre el hombre y la naturaleza. Los usos de diversas plantas, la composición de las dietas alimenticias, las creencias en ritmos, etc. de todos los pueblos, deberían recogerse y estudiarse, antes de que sean olvidados por las últimas generaciones en las que acaba su cultura. Los estudiantes universitarios de extracción ciudadana se sorprenden ante los conocimientos de biología que poseen los pueblos naturales o los propios campesinos europeos conocedores de la tradición. Empezar a llenar papeletas, según las técnicas de los antropólogos y con el intento de escribir un ensayo o una tesis, no es lo peor que puede hacerse en tal situación, aunque probablemente es poco apreciativo de las raíces profundamente humanas de una ecología viva.

Sin dejar de ver con interés los mencionados antecedentes culturales, la ecología actual es una ciencia en el sentido habitual de esa palabra. Busca regularidades en la aparentemente inacabable confusión de la naturaleza e intenta explicarlas utilizando principios de otras ciencias que tratan de entidades más simples, como la física o la química.

Cada ciencia tiene su propio nivel de estudio: la física, los átomos; la química, las moléculas; la biología, los organismos, etc. El nivel de estudio de la ecología está un poco más alto y resulta, por tanto, más confuso y difícil. Es lo que se llama el ecosistema, es decir, la entidad formada por muchas plantas y muchos animales de las mismas o de diferentes especies, que actúan y reaccionan unos contra otros, en el seno del ambiente físico, que proporciona un escenario de características definibles, por ejemplo, en términos de temperatura, salinidad, concentración de oxígeno, disponibilidad de agua, etc. Estos agentes suelen denominarse factores ambientales o ecológicos.

Toda la cubierta viva de la Tierra se puede decir que constituye un gran ecosistema, el mayor ecosistema que existe, y recibe el nombre de biosfera, palabra formada por analogía con atmósfera, hidrosfera y litosfera: sólo el acento, más tradicional que correcto, de atmósfera destruye la rima. Pero no hay inconveniente el hablar de ecosistema para referirse a cualquier segmento más pequeño de la biosfera, lo cual resulta cómodo, cuando se trata de un segmento fácilmente definible o confinado, como, por ejemplo, un lago o un acuario.

La palabra sistema, en el sentido con que se usa para formar ecosistema, es de actualidad en la ciencia. Se refiere a un todo o conjunto en el que se pueden distinguir diversos elementos que actúan unos sobre otros o se influyen mutuamente de algún modo. Hay sistemas físicos formados por átomos y moléculas, sistemas políticos y económicos y ecosistemas, formados por organismos. La raíz "eco" viene del griego "oikos", que significa casa o habitación. En el estudio de todos los sistemas interesa más el conocimiento de las relaciones entre los elementos interactuantes que la naturaleza exacta de esos elementos, los cuales son estudiados por alguna otra ciencia que explica sus características en función de las relaciones entre componentes de un orden inferior. En ecología no hay que preocuparse demasiado por la organización de los seres que forman los ecosistemas y la biosfera entera, y si se desea saber sobre ellos suele acudirse a la información que proporcionan las ciencias que los estudian expresamente, como la botánica, la zoología o la bacteriología. Pero deberá recurrirse al punto de vista de la ecología si se pretende explicar por qué tales seres son como son, su proceso evolutivo, que no se desarrolla en el vacío, sino en el seno de un ecosistema, entre infinitos condicionamientos.

LA ECOLOGIA, CIENCIA DE SINTESIS

La ecología se ha desarrollado al revés de las otras ciencias. Mientras que el normal progreso de cualquier disciplina consiste en una paulatina diversificación de las materias, conducente a la especialización, la ecología, por el contrario, ha ido combinando conocimientos que, en su origen, pertenecían a diferentes territorios científicos, para intentar formar con ellos un cuerpo unificado de doctrina. Se dice que la especialización científica ha conducido a la figura del superespecialista que lo conoce todo de un dominio tan reducido que, prácticamente, es nada. Con semejante acento humorístico en la exageración podría decirse que el ecólogo tiene tendencia a sentirse generalista, con el riesgo de no conocer nada de aquello sobre lo que habla o escribe, que es casi todo.

Algunas maneras de considerar la naturaleza han contribuido más que otras a la génesis de la ecología moderna. El hombre se ha interesado desde antiguo por el paisaje, identificado casi siempre con el relieve y con la vegetación, en equilibrio con las condiciones locales de clima. La prueba de este interés se halla en la existencia de antiguos topónimos que hacen referencia a tipos de vegetación. La época de los grandes descubrimientos geográficos añadió a aquella preocupación un problema que sólo podía resolverse reconociendo su raíz histórica: ¨cómo es que, bajo climas semejantes, en Africa y en América del Sur, de una parte, o en Europa y América del Norte, por otra, se encuentran paisajes de fisonomía semejante, aunque formados por especies que no son idénticas, sino, todo lo más, parecidas?.

Los árboles de la selva suramericana no son idénticos a los de la africana, pero muestran aspectos convergentes, como adaptaciones que son a climas de características similares. Entre los animales, la convergencia es quizá más espectacular y condujo a proponer y a adoptar los mismos nombres, con modificativos o sin ellos. El puma es el león americano, el jaguar es el tigre americano; los nombres de zorros y osos se aplican a especies más o menos diferentes a ambos lados del Atlántico. Antes de Darwin, tal semejanza y tal falta de identidad fueron motivo de especulación, acerca de la posibilidad de creaciones independientes, o de la amplitud que afectó el Diluvio bíblico, preocupaciones que están presentes en los escritos de muchos historiadores de Indias. En este tipo de consideraciones enraíza el concepto de nicho ecológico. Esta expresión se usa para designar cierto "oficio" dentro del ecosistema: así los llamados zorros a uno y otro lado del Atlántico corresponden a un mismo nicho, y el león y el puma también ocuparían nichos más o menos equivalentes.

Mucho botánicos del siglo XIX y XX formalizaron la ciencia de la vegetación y prestaron gran atención al desarrollo histórico de la misma vegetación. La sucesión es un proceso que conduce de un espacio vacío a un paisaje en equilibrio con el clima. Pero un ecosistema se desarrolla como una unidad, y no es posible separar la vegetación del suelo,. cuyas características van madurando también, ni tampoco del mundo animal, que a veces puede afectar profundamente al desarrollo de la vida vegetal, como en el caso de los termes, muchos roedores y los grandes herbívoros. Al suelo van a parar las hojas caídas, en él se hincan las raíces de las plantas y allí vive una comunidad de animales muy pequeños, importantes en la transformación de la materia. La ciencia del suelo, o edafología, se desarrollo principalmente en Rusia, durante el siglo XIX, y contribuye de manera importante a la síntesis ecológica.

Los estudiosos de la vegetación, impresionados por la influencia del clima, y del suelo, se han preocupado mucho por la forma más bien pasiva que reviste la adaptación en las plantas y han sido particularmente sensibles a los puntos de vista lamarckistas, que admitían la herencia de los caracteres adquiridos en la vida individual. Los zoólogos, en cambio, se interesaron especialmente por los movimientos de los animales, las oportunidades de la evolución, y lo que podría llamarse el espíritu de la invención, tan patente en la forma como los animales ocupan los distintos ambientes. A través de esta aproximación, aceptaron más fácilmente que sus colegas botánicos la teoría de la selección natural. Unos y otros han enriquecido le ecología con distintos puntos de vista, precisados modernamente, en sus implicaciones evolutivas, a través de la llamada genética de poblaciones.

La agricultura, la ganadería y la explotación de la caza, de la pesca y de los bosques han contribuido mucho a la ecología. Las poblaciones de peces y las plagas forestales han inspirado pacientes operaciones de censo. No siempre han resuelto satisfactoriamente los problemas prácticos planteados, pero las cifras acumuladas han conducido naturalmente a la expresión o aproximación cuantitativa en el estudio de poblaciones y ecosistemas. El estudio, emprendido por razones sanitarias, de diversos parásitos humanos, provocadores de enfermedades como el paludismo y la filariosis, cuyos ciclos se conocieron a fines del siglo XIX, preparó la aceptación y valoración de las relaciones muy complicadas que existen en el seno de los ecosistemas.

La práctica de la agricultura y la necesidad del abono para reponer los elementos extraídos de las cosechas formaron la base donde asentar el estudio del ciclo de los diversos elementos en el ecosistema, así como la importancia de estos mismos elementos como limitantes del proceso de producción. Estos conocimientos, completando el de la asimilación del carbono y el aprovechamiento de la energía solar por las plantas, condujeron a formular las condiciones y los límites de la producción primaria de los ecosistemas.

La ecología es una ciencia en las que las calificaciones de pura y aplicada tienen poco sentido. Toda interacción entre el hombre y la naturaleza posee el valor de un experimento ecológico que permite avanzar algo en el conocimiento de la naturaleza. Talas, movimientos de tierras, construcción de embalses, etc. representan estupendos experimentos que ningún laboratorio o universidad sería capaz de repetir de estar limitados por sus propios recursos.

Todos los estudios fisiológicos acerca de cómo influyen los diversos factores ambientales sobre los organismos son trasladables al aire libre. De hecho, muchos de los experimentos de laboratorio fueron sugeridos por observaciones hechas en la naturaleza. De esta forma, la ecología se convierte en una ciencia experimental, en la que es posible cuantificar la relación entre causas y efectos. Sin embargo, un análisis apropiado requiere variar un factor o unos pocos factores cada vez, lo cual conduciría a proponer muchísimos experimentos para hacer un poco de justicia a la infinidad de condiciones que pueden presentarse en la naturaleza. Unos factores se prestan más que otros al estudio cuantitativo y, probablemente, el que ha merecido mayor atención es la temperatura. El mismo Réaumur, introductor de la escala termométrica que lleva su nombre, analizó cómo varía la velocidad de desarrollo de los organismos en relación con la temperatura, de una manera poco diferente de la que es usada en la ecología actual.

Otra vía de introducción de las técnicas matemáticas en la ecología procede de l estudio de las poblaciones humanas. Los censos y el interés por las probabilidades de muerte son cosa muy antigua. Th. R. Malthus y, mucho antes que él, J. Graunt sugirieron que no es posible considerar el aumento de una población en el vacío, es decir, sin contar con los recursos que, en su caso pueden ser limitantes.

El condicionamiento de unos procesos por otros y la interacción entre el aumento posible de una población y la variación de los recursos de que depende son temas insistentes. Si hay que mencionar un nombre particularmente ilustre que caracterice la aplicación del análisis matemático a este aspecto de los procesos ecológicos, es el de V.Volterra, ya dentro del siglo XX. Actualmente, la disposición de ordenadores poderosos ha conducido a su uso cada vez más frecuente en ecología, bien sea para el manejo de grandes cantidades de datos, bien sea para dar forma concreta a modelos conceptuales, simulando con la máquina el funcionamiento ideal del ecosistema y viendo si los resultados previstos por las hipótesis concuerdan con las observaciones hechas en la naturaleza.

La aproximación entre las trayectorias mencionadas y otras que podrían estar encubiertas en diversas ciencias, como la geografía física, la climatología, la oceanografía, la biogeografía, etc. requiere un grado mínimo de madurez científica y puede ser favorecida por circunstancias especiales. Probablemente una de éstas lo constituyó el hecho de que científicos de distintas especialidades complementarias trabajaran juntos, tal como ocurría en expediciones oceanográficas o en los laboratorios costeros, que vienen a ser equivalentes a barcos anclados. Por esta razón, y también porque el agua se percibe mejor como vehículo de materiales diversos, el estudio de los ecosistemas acuáticos se adelantó al de los terrestres en conseguir una visión dinámica de la unidad del ecosistema.

Durante mucho tiempo todavía los resúmenes y tratados mantuvieron separadas una ecología vegetal y una ecología animal. La monstruosa separación estaba tan arraigada, que cuando los ecólogos norteamericanos Clemens y Shelford decidieron escribir un manual de ecología de síntesis, en la tercera década del siglo XX utilizaron el término de bioecología, y no, simplemente el de ecología.

La contribución más importante durante las últimas décadas se caracteriza por pasar paulatinamente de una visión puramente descriptiva a una visión dinámica de los ecosistemas, enfoque que trata de conjugar dos aspectos aparentemente contradictorios: el de su fragilidad y el de su persistencia.


Fragmento del libro "Ecología" de Ramón Margalef, catedrático de ecología de la Universidad de Barcelona. Editorial Planeta. Reproducido con la amable autorizacion del autor.


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