La inevitabilitat del reciclatge

En tots els cicles conformats pels organismes que viuen al nostre planeta, s'hi generen subproductes, la generació dels quals no suposa un cost addicional per a l'organisme que els genera perquè, per a ells, són un mal necessari dels processos que sí que els interessen (digestió, processat d'energia, etc...). La manifestació més important i immediata d'aquest fenomen és el reciclatge de nutrients. Efectivament, en un sistema tancat sense reciclatge de cap mena, el factor limitant per a tots els organismes que hi viuen pot ser l'entrada de nutrients: si un organisme menja el nutrient A i excreta B, es menjarà tot l'A que arriba al sistema i el deixarà ple de B, i el factor limitant per al seu creixement serà l'arribada d'A al sistema. Passa a l'inrevés si tenim en solitari un organisme que menja B i excreta A: el seu factor limitant serà l'entrada de B al sistema. No obstant, si els tenim tots dos, l'excrement d'un és el nutrient de l'altre, i tots dos poden créixer molt més enllà del que permetrien les entrades netes d'A i B al sistema.

EN un experiment conceptual dut a terme per Hywel Williams (Universitat d'East Anglia), va modelar un món-flascó: un “món” confinat als límits d'un flascó, que conté líquid, al qual hi ha una entrada constant de nutrients A, B, C i D, una retirada constant del mateix cabal que va entrant del que hi hagi al flascó. Alhora, el flascó rep una injecció inicial de microorganismes que processen aquests nutrients, i que poden mutar genèticament, però que, inicialment, no poden alimentar-se dels subproductes dels altres organismes. La repetició d'aquest modelat del món-flascó múltiples cops mostra un patró repetitiu: tots comencen limitats en el creixement dels seus microorganismes per l'entrada de nutrients, fins que, per les mutacions de l'evolució, algun organisme passa a poder acceptar com a nutrient un subproducte d'un altre organisme. En aquell moment s'estableix un cicle de reciclat d'aquell subproducte, que fa que el global de microorganismes pugui créixer més i superar els límits inicials. Això es va repetint fins que, finalment, es reciclen tots els subproductes, i el global de microorganismes creix fins que el factor limitant és l'entrada d'energia al sistema, i ja mai més l'entrada de nutrients.

L'aparició de reciclat és doncs un procés molt robust perquè s'autoestimula i està construït sobre subproductes i, per tant, com que són sense cost per a cap dels organismes que els generen, aquesta generació no representa cap desavantatge evolutiu per als organismes que hi participen. Fins i tot quan l'evolució porta a l'aparició d'un organisme que canvia el medi cap a unes condicions que no són bones per als altres organismes, i això porta a una caiguda de la població global, el sistema eventualment es recupera i reinstaura els cicles de reciclat. Casos d'eventual extinció de tot el sistema es donen, però són molt improbables, suggerint que els cicles de reciclat no són invencibles però són molt robusts.

Tot això permet a Tim Lenton i Andrew Watson formular la hipòtesi d'una ‘Gaia Autocatalítica' (que es promou a si mateixa): un cop la vida apareix en un planeta els cicles de reciclat apareixeran de forma robusta i la productivitat global del sistema s'incrementarà corresponentment. L'aparició d'aquests cicles no serà complicada i, un cop establerts, tots aquests subproductes passaran a estar disponibles per a les retroalimentacions del sistema, sense necessitat de cap mena d'altruisme innat.