Los recursos renovables se están utilizando a un ritmo mayor que el de su renovación, con evidentes síntomas de insostenibilidad.

Los problemas ambientales siguen profundamente arraigados en la trama socioeconómica mundial, donde el verdadero sentido del desarrollo sostenible reside en concebirlo en su dimensión global en coevolución con el resto de la biosfera y con una visión integral de la sostenibilidad ecológica, económica y social.

Ignorar los descubrimientos de la biología resulta especialmente grave cuando los humanistas se ven obligados a afrontar problemas políticos como la sobrepoblación mundial, la difusión de enfermedades infecciosas, el agotamiento de los recursos no renovables, los cambios climáticos perjudiciales, el aumento de las necesidades agrícolas en todo el mundo, la destrucción de los hábitats naturales, la proliferación de conductas delictivas o los fallos de nuestro sistema educativo.

La incomunicación entre la ciencia y las humanidades se atribuye a cierta incapacidad para apreciar el elemento humano en el curso de las investigaciones.

La integración ambiente-desarrollo va aportando nuevas vías de análisis para definir, con mayor precisión, la esencia de un nuevo estilo de desarrollo sostenible, como una forma diferente de encarar los problemas del desarrollo humano hacia el futuro.

No es posible mantener la salud ecológica de la biosfera sin poder garantizar el desarrollo integral, donde el mensaje de integración medio ambiente-desarrollo en las políticas y en las decisiones se va aceptando paulatinamente a pesar de las dificultades que supone esto en la práctica.

Se considera el desarrollo sostenible como un proceso de cambio continuo, donde las estrategias responden a objetivos básicos, tales como la de revitalizar el crecimiento, cambiar la calidad del crecimiento, satisfacer las necesidades esenciales de trabajo, alimentos, energía, agua e higiene, así como la de asegurar un nivel de población sostenible, conservar y acrecentar la base de los recursos, reorientando las tecnologías y controlando los riesgos, con objetivos fundamentales para lograr el equilibrio justo entre las necesidades económicas, sociales y ambientales de las generaciones presentes y futuras y donde el desarrollo económico, el desarrollo social y la protección del medio ambiente son componentes interdependientes que se refuerzan mutua y recíprocamente, pudiéndose comprender que la amenaza del subdesarrollo supone también graves ineficiencias y de que es posible considerarlo como una situación de desequilibrio.

No parece pertinente hablar de sostenibilidad de forma aislada, sino de forma integral, incorporando sus componentes ecológicos, económicos y sociales, donde los objetivos son múltiples, sobrepasando el del simple mantenimiento de un capital natural.

La sostenibilidad integral es la premisa básica del desarrollo sostenible, pero no puede convertirse en un fundamento absoluto, sino en un principio específico que permita conseguir lo que realmente se quiere hacer sostenible.

Si la finalidad es conseguir un desarrollo humano sostenible, éste tendrá que ser ecológica y ambientalmente sostenible, manteniendo la diversidad biológica y reforzando la base de los recursos ambientales sobre los que se sustentan sus procesos de desarrollo.

Hablar en términos económicos y sociales es aún más complejo, ya que si simultáneamente no se logra especificar que tipo de sostenibilidad económica y social es necesaria para complementar la ecológica-ambiental, no será posible definir un modelo de desarrollo más justo y racional.

El concepto de Rendimiento Máximo Sostenible, progresivamente se viene incorporando a los campos de la economía, sociología y política hasta adquirir una dimensión múltiple e integral, donde las nociones ecológicas de capacidad de carga, capacidad de recuperación, capital natural y equidad se entrelazan para definir un estilo de desarrollo o forma de vida sostenible con consideraciones éticas.

El concepto de sostenibilidad aplicado a los ecosistemas tiene un carácter dinámico y un sentido de estabilidad, en la medida en que es preciso cubrir las necesidades cambiantes de una población que sigue creciendo hasta su nivel de estabilización y donde la satisfacción de tales necesidades debe hacerse mejorando la calidad del medio ambiente y de los recursos naturales, condicionada por una compleja interacción de factores biológicos, físicos y socioeconómicos que constituyen la base de todos los sistemas productivos.

La esencia del desarrollo sostenible, gira alrededor del mantenimiento de un determinado equilibrio dinámico ajustado a la capacidad de existencia y regeneración del capital natural y donde se observa que las comunidades no se adaptan a las condiciones medias de sus hábitat, sino a las condiciones mínimas que les permiten seguir viviendo, por lo que el desarrollo de éstas está determinado sobre todo por la disponibilidad mínima de cualquiera de sus elementos.

Un sistema social-económico-productivo no puede medir su sostenibilidad real sobre bases de criterios económicos como es el Producto Nacional Bruto ya que éste no incluyen los procesos metabólicos y la eficiencia energética de los organismos vivos y de los ecosistemas.

Los indicadores económicos convencionales tampoco incluyen aspectos sociales para señalar cómo se puede garantizar el bienestar social, pero la información sobre los procesos que afectan al bienestar de la sociedad y a la integridad de los ecosistemas son una variable básica de la ecuación del desarrollo sostenible.

Sostenibilidad ambiental para soportar la sostenibilidad económica y social e incluso política e institucional de la comunidad.

Los sistemas ecológicos, económicos, sociales y éticos, aunque están fuertemente entrelazados, responden a lógicas distintas, jerarquías diferentes y están sometidos a velocidades y cambios de evolución particular.

Contar con las condiciones mínimas de sostenibilidad y compensar las posibles pérdidas de ésta para mantener la estabilidad dinámica, depende de numerosos factores que no siempre son identificables y controlables en la evolución de los sistemas complejos.

Para que el equilibrio final sea sostenible, los procesos de mantenimiento, reposición y renovación deben ser iguales o mayores que los procesos de depreciación, degradación y pérdida.

Podemos dar por supuesto que este mundo no es caótico, sino que está estructurado de alguna manera y que los métodos de la investigación científica pueden revelar todos o casi todos los aspectos de esta estructura.

Todo nuevo dato y toda nueva explicación deben ponerse a prueba una y otra vez, preferiblemente por diferentes investigadores y utilizando diferentes métodos.

Sin embargo la máxima categórica que afirma que un solo dato en contra basta para invalidar una teoría puede ser cierta para teorías basadas en leyes universales de las ciencias físicas, pero muchas veces no se la puede aplicar a teorías de la biología ecológica.

Cada vez se acepta más que el planteamiento de una teoría no es una simple cuestión de reglas lógicas, y que la racionalidad se debe interpretar en términos más amplios que los que ofrecen la lógica deductiva o inductiva.

La racionalidad y validez de una teoría dependen sobre todo no de su confirmación o refutación, sino de su eficacia para resolver problemas.

Bajo condiciones favorables, aún el animal menos prolifero, puede fácilmente duplicar su número en veinte años y a través de una progresión geométrica en un tiempo relativamente corto obtener valores relativamente altos.

Sin embargo este crecimiento pronto puede encontrar la resistencia ambiental: como la población no puede multiplicarse indefinidamente por lo mismo su biomasa nunca puede exceder cierto tope o capacidad de sostén del sistema.

Conforme la especie incrementa en número el ambiente presenta una mayor resistencia hasta que la cantidad de alimento obtenido no es suficiente para el número de elementos en la población, incrementando su mortalidad o volviéndose menos prolíferos o empiezan a emigrar.

Estas reacciones suceden frecuentemente pero no necesariamente por la falta de comida.

Podemos considerar que todos los individuos son idénticos en productividad y necesidades.

También podemos considerar que la habilidad de beneficiarse del ambiente es constante; es decir que para una población dada hay cantidades proporcionales de alimento por individuo.

Desde el punto de vista económico, conforme la población incrementa, la cantidad de alimento por individuo disminuye, debido a que los recursos naturales son limitados.

Desde el punto de vista biológico, la disminución en alimento trae consigo el aumento en la mortalidad y disminución de la fertilidad.

Existe un estado de balance perfecto que no depende del estado inicial de la población.

Lotka observó que donde la fertilidad y mortalidad de cada grupo de edad en la población está constante, las poblaciones tendían a un estado limitante en que su distribución de edades es constante.

Sí dentro de la estructura poblacional, los nacimientos y mortalidades se encuentran en balance, tendremos una "población estacionaria", con estructura y tamaño invariables, donde ésta última dependerá de su estado inicial.

El equilibrio en una población estacionaria no es estable en el sentido mecánico de la palabra; lo que significa es que si un cambio accidental ocurre en el número de elementos o en la forma en que los individuos se distribuyen, la población tiende a un nuevo estado de balance de estructura de edades idéntica pero diferente tamaño.

Sin embargo, para el caso que estamos considerando puede haber completa estabilidad gracias al efecto de resistencia en la fertilidad o mortalidad.

Si hacemos que la población incremente, la mortalidad aumentará y la fertilidad disminuirá; conforme a las poblaciones estacionarias de Lotka, una población en estado de balance con su ambiente, con el tiempo se renovará totalmente a sí misma, tanto en su estructura de edades como su tamaño; su estructura de edad es idéntica a su tabla de sobrevivencia y también tenderá a regresar de forma repetida a su estado de balance.

Para definir el equilibrio sin recurrir a las ecuaciones algebraicas, se utiliza una población imaginaria cuasi-estacionaria, es decir, una población representando una población estacionaria en que su estructura de edades, es la misma como su tabla de sobrevivencia pero donde las tasas de natalidad y mortalidad no son idénticas.

Tales poblaciones cambian progresivamente, desde los grupos de edad más bajos.

Considerando que existe una especie cuasi-estacionaria, donde la población impone en cada grupo de edad un patrón predecible de fertilidad y mortalidad, formando una tabla de sobrevivencia, y donde la estructura de edades es idéntica a su tabla de sobrevivencia.

Si el número de nacimientos y el número de muertes fueran iguales, tendríamos la población estacionaria que estamos buscando; pero si hay más nacimientos que muertes.

La población debe ser menor que en el estado de balance. Si consideramos una segunda población semiestacionaria en el mismo ambiente o clima, con la misma estructura que la primera.

1- Forrester, J. W. Industrial dynamics. Cambridge, Mass., US, The MIT Press.

Las causas de las variaciones de los cambios climáticos que hoy tanto preocupan y que diariamente se deben enfrentar han sido responsables de la caída y desaparición de grandes culturas y poderosos imperios, y actualmente actúan como responsables de la bancarrota de muchas economías.

Los cambios climáticos son responsables de la reducción de capturas pesqueras en zonas históricas de producción, de la pérdida de cosechas, de propiedades, y de las mismas vidas.

Sequías, deslaves, inundaciones, proliferación de plagas y enfermedades, forman parte del paisaje cotidiano del cambio climático.

Según Rees (1969), siempre cabe la posibilidad de que las leyes de la física tal como las entendemos ahora sean inadecuadas.

Su motivación es su interpretación para elucidar la evolución de la naturaleza, la emergencia de la complejidad del clima, de la vida y del universo actual a partir de la simplicidad primordial.

Las estructuras complejas en la naturaleza tienen como característica general exhibir su complejidad como una causa de la intrincada organización de su elevado número de componentes, los cuales están constituidos generalmente por elementos muy simples.

Esta estructura es lo que es, y hace lo que hace no tanto por lo que es sino debido al modo en que están organizadas sus partes constituyentes (Schneider, 1994).

Dichas estructuras también parecen exhibir umbrales que cuando se cruzan dan lugar a súbitos saltos tanto en la complejidad como en sus propiedades al crecer el número de vínculos entre sus partes constituyentes.

Más allá del umbral de la inestabilidad, la norma es la auto organización; la aparición espontánea de una actividad diferenciada en el tiempo y en el espacio, con formas de organización muy diversas.

Lejos del equilibrio termodinámico, la energía y la materia tienen propiedades y comportamientos nuevos: nacidos como resultado de una desviación de las fluctuaciones de la materia y de la energía.

Por fluctuaciones, cambios y catástrofes, se opone al universo estático un mundo abierto, cuya actividad engendra la novedad y su evolución genera innovación creación y destrucción, y donde los procesos lejos del equilibrio, están articulados a los fenómenos de no linealidad.

Además, los sistemas que son lo bastante complejos como para manifestar ciertas individualidades dentro de las totalidades exhiben necesariamente una indefinición que no admite su inclusión dentro de los confines de un sistema lógico.

Los fenómenos de la naturaleza son constitutivamente complejos, y esta característica tiende a crecer al aumentar las relaciones de unos con otros, al generar nuevos niveles de realidad.

Tales percepciones exigen construir conocimientos con una dinámica que permita comprender dicha complejidad, coordinados por un nuevo método que participe en ese conjunto de interacciones.

El todo está relacionado con todas sus partes, y además de depender de la cooperación ordenada y la interdependencia de sus partes, ejerce el control sobre ellas.

En síntesis, en el enfoque sistémico el todo se da de tal manera que es más que la suma de sus partes.

Todas estas características parecen cumplirse en la fase de la Tierra y en todos los fenómenos implícitos que la constituyen, como son los fenómenos climáticos y meteorológicos, y en una escala mayor en el tiempo en los procesos co evolutivos y catastróficos de los cambios climáticos, como la evolución de la vida y la deriva continental entre otros.

Desde hace varios miles de millones de años, la materia tanto inerte como orgánica ha evolucionado hacia estados de organización y de complejidad cada vez más elevados.

La pirámide de la complejidad biológica se edificó a lo largo de las edades geológicas, lo que dio como consecuencia que los cambios climáticos y la posibilidad de desplazarse en los peldaños de la complejidad se dieron cuando las condiciones físicas fueron adecuadas; todo esto, en paralelo con la expansión, el enfriamiento e incremento de la entropía del universo.

Las leyes naturales, las constantes de la física y las condiciones macroscópicas universales parecen particularmente apropiadas para que emerja la complejidad biológica a lo largo de los diferentes tiempos y eras.

La Tierra y las mismas especies que la poblamos somos derivadas del fruto de una larga y espectacular historia de destrucciones y creaciones.

La invariancia de las especies es aparente y sólo es valida en periodos cortos en el tiempo, como lo es nuestro lapso de vida.

La aparición de nuevas especies es el resultado de adaptaciones a los cambios climáticos a entornos cada vez más complejos.

Cada especie surge de este juego de la naturaleza y del azar de las mutaciones biológicas.

Para entender el Universo en que vivimos, incluyendo sus variaciones y cambios climáticos, debemos analizarlo o interpretarlo en su carácter co evolutivo histórico.

Saber como interactúa la Tierra sólida con el aire, agua, clima y vida, significa considerar a la tierra actuando como un sistema homeostático, interactuando con todos los elementos que la constituyen a través de procesos de retroalimentación autorregulada.

Este sistema es algo que fundamenta su estructura y funciones como un todo mediante la interacción de sus partes.

En una escala global, todo está interconectado y la deriva de los continentes y sus emergentes e implícitas manifestaciones catastróficas han tenido una influencia mucho mayor sobre el clima y la evolución de los seres vivos de lo que hasta hoy se había considerado.

Los sistemas biológicos como sistemas complejos parecen evolucionar al aprender a equilibrar convergencia y divergencia, al instalarse entre el orden y el caos, así como a llevar a cabo las tareas más complejas de adaptación, sin modificar su estructura fenotípica, a la vez que evolucionan en el sentido de que puedan acumular variaciones genotípicas que en lo sucesivo resultan útiles (Parcel et al., 1993).

En la evolución, los sistemas complejos pueden incluir flujos convergentes, principio fundamental de la homeostasis, lo que significa estabilidad ante la perturbación, un rasgo fundamental de éstos.

La naturaleza parece tener un propósito más profundo de lo que se puede observar a simple vista.

La evolución actúa como un signo de inteligencia creadora ya que por ejemplo, explora estructuras que van más allá de lo que se necesita para sobrevivir.

Se despliega gradualmente un orden, y a medida que evoluciona el universo emerge la organización.

Para Whitehead (1929), la evolución es el avanzar creativo hacia la novedad y para Gould (1989), es una exaltación de la desenfrenada creatividad de la vida.

Los sistemas complejos en coevolución, se adaptan como resultado de su capacidad de procesamiento de información y de su eficiencia biológica para alcanzar un estado colectivamente beneficioso, a través del control que desarrollan las bastas redes de los elementos que los integran durante sus interacciones.

Cada uno establece las condiciones para el éxito de los demás, y en un sentido global unos y otros coexisten entre el caos y el cuasi equilibrio a través de la interacción de sus partes (Schneider y Londer, 1984).

La metáfora central de la nueva visión de la ciencia está del todo conectada con la creatividad, donde la evolución es un aspecto de esta última.

Recientemente se ha adoptado una perspectiva estructuralista, la cual va en busca de patrones fundamentales en la expresión de la vida y es la búsqueda de un camino para hablar del organismo como estructura unitaria a través de la teoría de las catástrofes de René Thom (1972), y de los fractales de Mandelbrot (1983).

El enfoque del análisis y pensamiento sistémico en las ciencias ambientales.

Un sistema complejo contempla el todo y las partes, así como las conexiones entre las partes, y cuando se estudian las partes es para poder comprender el todo.

El medio ambiente es un sistema complejo cuyo funcionamiento se trata de entender con el auxilio de las herramientas matemáticas más adecuadas.

En la comprensión del comportamiento de los sistemas más complejos es importante destacar dos aspectos: el primero de ellos se refiere a que los elementos de un sistema determinan su existencia y funciones como un todo, mediante la interacción de sus partes; sin embargo, las propiedades de estas últimas no necesariamente se mantienen cuando conforman el todo.

El segundo aspecto se refiere a las relaciones que se forman entre los sistemas, aspecto que opera en otra escala espacio-temporal, y que desde luego aumenta su complejidad, ya que cada sistema puede actuar de manera no predecible, en virtud de que posee propiedades emergentes, que surgen o se manifiestan mientras el sistema o los sistemas se encuentran en acción, y que se caracterizan por ser sorprendentes e impredecibles.

Un ejemplo de esto sería el aparente equilibrio de la naturaleza en donde, al perturbarse el medio ambiente, se ocasionarán dos posibles respuestas; la extinción de algunas especies y la dominación de otras.

Sin embargo, la alteración del equilibrio se encuentra en relación directa al número de vínculos que existen entre los elementos del sistema, de tal manera que, al aumentar éstos, mayor será la estabilidad, la cual, a su vez depende del tamaño, cantidad y diversidad de los subsistemas que abarque, así como del tipo y grado de conectividad que exista entre ellos.

Existen dos comportamientos dentro de los sistemas: el continuo y el discontinuo; el primero actúa de forma predecible a consecuencia de cómo se ordenan sus elementos, mientras que el segundo opera cuando se registra la ocurrencia de algún evento poco frecuente.

Ambos procesos nos permiten observar que mientras más complejo es el sistema, menos fiables resultan sus muestras para predecir los posibles efectos de una perturbación en el sistema.

El análisis sistémico nos permite analizar los sistemas complejos a través del uso de las matemáticas como una herramienta.

Esto no significa de ninguna manera, que el análisis de los sistemas se resuelva a través de una técnica matemática, o incluso, de un grupo de técnicas matemáticas, sino más bien, de un nuevo concepto de investigación y pensamiento, en el que se involucran técnicas y conceptos matemáticos de manera sistemática, que conllevan a la aproximación de soluciones a problemas complejos, derivados de un razonamiento claro, de la organización lógica de los datos para crear modelos, y de la aplicación de pruebas rigurosas que permitan la exploración y validación de estos.

A partir de lo anterior, podemos identificar siete pasos que se podrían aplicar en el análisis de sistemas y en la solución de problemas ambientales: la identificación del problema, la definición, escalas de tiempo y espacio, límites de la extensión del problema, el establecimiento de jerarquías, metas y objetivos, la generación de soluciones, el modelado matemático, la evaluación del potencial curso de acción, y la implementación de resultados (Ritter et al., 1998, 2000a, 2000b).

Lo importante en la historia del planeta y en su situación actual, es la continuidad de su evolución, donde todo se mueve, fluye, cambia, interactúa y evoluciona.

Desde que se formó, nuestro planeta ha estado en constante transformación, modificado sin cesar por el juego de sus fuerzas internas y el efecto de la radiación solar.

Ambas actúan como actores principales; las fuerzas internas intervienen en la deriva continental y la radiación solar en los cambios climáticos.

Estas dos energías, sumadas a las que se originan por la rotación de la tierra, modelan la corteza terrestre y dan lugar a un conjunto de procesos de actividades emergentes, cambios y transformaciones, de donde se desprende un ambiente que permite los intercambios físico-químicos a los que se debe la vida.

El desarrollo y la evolución de la vida estuvieron acompañados de profundos cambios en la composición atmosférica como consecuencia de correspondientes cambios en el clima terrestre.

La fotosíntesis en los océanos produjo el oxígeno de la atmósfera y el desarrollo de la capa protectora de ozono en la estratósfera, así como el eventual dominio de los organismos aeróbicos por otra parte, y donde a corto plazo, las actividades volcánicas son eventos naturales muy destructivos.

Pero en realidad, para períodos largos de tiempo, los volcanes se erigen como los más grandes creadores, con capacidad de restaurar y cicatrizar las heridas creadas por ellos mismos, y a través de los cambios y movimientos de los continentes a los que los volcanes están asociados.

Establecen además, una amplia secuencia de variaciones ambientales y en la recepción de la radiación solar, que a lo largo de milenios proporcionaron a plantas y animales nuevas oportunidades de construir sus comunidades.

La dinámica de las placas terrestres es esencial para la vida de nuestro planeta y para el modelado de la fisonomía orográfica.

Si no hubieran existido esos movimientos internos, si las montañas no hubieran seguido creciendo a pesar de la erosión, desde hace ya largo tiempo los continentes no presentarían más que extensiones lacustres y una llanura casi sin relieve alguno.

Con la deriva continental, los continentes obtuvieron su distribución actual, y el número de especies creció como consecuencia de las fuertes diferencias climáticas entre el polo y el ecuador, al establecerse un mayor número de microclimas, lo que generó más oportunidades ecológicas al crearse nuevos nichos (Lamb, 1977; Schneider, 1994; Root y Schneider, 1995).

En el transcurso de la evolución, la complejidad de la biósfera se ha incrementado, y según Lotka (1926), con su ley de la energía máxima, los organismos vivos más aptos para sobrevivir en la lucha por la vida son los que tienen la capacidad de obtener y producir la mayor cantidad de energía en un tiempo dado, la cual se invierte en el mantenimiento de su estructura, reproducción y crecimiento.

Una rápida secuencia de generaciones produce nuevos genotipos en número suficiente como para hacer frente de manera permanente a los cambios del ambiente.

La selección natural hace posible la adaptación al utilizar la abundante variabilidad de la naturaleza viva.

La luminosidad solar se ha incrementado en un 25% desde la formación de la Tierra. Sin embargo, por miles de millones de años, según Lovelock y Margulis la vida ha controlado la temperatura y la composición química de la atmósfera.

Por ejemplo, el fitoplancton incrementa su actividad biológica al aumentar el nivel de dióxido de carbono, con lo que lo remueve al convertirlo en carbonato de calcio, el que finalmente se deposita en el fondo de los océanos, y que evita así un calentamiento global atmosférico mayor (Vitousek, 1994).

El carbono, elemento importante para la vida, se mueve en ciclos ligados y relacionados con todo lo demás.

El agua a su vez determina con su distribución las formas de vida de cada localidad.

La fotosíntesis emplea la energía solar para convertir el dióxido de carbono en carbohidratos y oxigeno, formando así grandes volúmenes de biomasa.

En esta forma, la Tierra a lo largo de millones de años, creó los depósitos de carbón y petróleo que el hombre está liberando en unos pocos años, generando un verdadero problema de escala, en espacio y tiempo, para entender y resolver en los próximos años, (Seara, 1995; Gay y Estrada, 2001).

La composición geológica del suelo terrestre se encuentra en constante cambio y transformación, en donde los organismos vivos contribuyen de una manera determinante a este proceso, para lo cual basta un ejemplo: los índices de erosión de las rocas sedimentarias y metamórficas son 30 veces mayores en presencia de la vida, mientras que en las rocas basálticas, la erosión por bacterias es hasta 1000 veces mayor que en condiciones estériles.

Este efecto constituye, indirectamente un aumento en la eliminación del bióxido de carbono con su consiguiente consecuencia climatológica, significando que la vida mantiene baja la temperatura de la tierra cuando la emisión solar aumenta.

La vida se adapta pero también modifica su ambiente, preparando así nuevas páginas de su propia metamorfosis.

Podemos concluir que el clima influye sobre la vida y a su vez la vida influye sobre el clima a través de procesos de retroalimentación.

Durante más de tres mil millones de años el clima del planeta ha alcanzado su estado actual, gracias a la presencia del agua en cantidad suficiente.

La historia de la vida terrestre ha estado caracterizada por largos periodos de estabilidad donde prevalecen las organizaciones dirigidas por la selección natural, la cual se manifiesta en la relación del tiempo de las variaciones climáticas y los tiempos de respuestas de las especies que permiten un equilibrio biológico para preservarse y alcanzar los sitios más apropiados para su sobrevivencia.

Además, la selección natural y la competencia entre especies puede promover la ocupación de nuevos nichos y espacios ecológicamente vacíos, cuyo resultado final a su vez es la estabilidad y el equilibrio biológico, donde para perdurar es necesario además de adecuarse a un espacio y establecer un comportamiento de intercambio en el ecosistema; sin ello la eliminación es inexorable.

La asociación y el trabajo en equipo tienen una motivación económica, es decir, hacia una reducción del gasto energético; estrategia que contribuye a independizarse del entorno y a amortiguar el efecto de las fluctuaciones climáticas, con lo que la relación superficie/volumen de depredadores y presas se hace óptimo.

Plantas y animales han ido cambiando en el tiempo, en sincronía con el cambio climático, al evolucionar para conseguir alimentos, sobrevivir a los riesgos y criar a sus descendientes en las circunstancias impuestas por su situación geográfica y climática; respondiendo con esto porque cada ecosistema se constituye de tal cantidad de partes, y porque cada parte consta de tal cantidad de individuos y de cómo comparten la energía vital del sol entre sí.

Nuestra situación es fruto de un concurso extraordinario de circunstancias propias de un planeta distinto de los otros, situación privilegiada que se agrega a una evolución de las condiciones físicas terrestres que conducen al nacimiento de la vida teniéndose así varios tipos de evolución: La geológica, la climática, la biológica y la biogeoquímica.

La física debe de mezclarse con la biología, la geología, la química y las ciencias humanas para tener un relato coherente sobre la evolución del planeta y sus ocupantes, ya que lo orgánico y lo inorgánico no son entes separados, sino que viven en una eterna comunicación de flujos y procesos de retroalimentación al estar todo en constante movimiento, cambio y transformación formando así una cohesión y estabilidad dinámica.

Así por ejemplo, si el clima tiende a calentarse aumenta la evaporación y por lo tanto la nubosidad y la reflectividad de la luz solar, con lo que se reduce el calentamiento del planeta, al disminuir la entrada de energía solar.

Muchas han sido las fuentes de energía que contribuyeron al nacimiento del globo y a su metamorfosis.

Buen número de ellas tuvieron consecuencias catastróficas: En efecto, de la uniformidad no se puede esperar que nazca nada nuevo.

Sin esos aportes de energía el planeta no hubiera podido evolucionar y hubiera seguido siendo una roca clavada a su orbita en el espacio cósmico.

El comportamiento actual de la materia terrestre sigue íntimamente relacionado con sus fuentes de energía.

La distancia al Sol condicionó tanto el volumen como la composición química de la Tierra que han sido la base de su posterior evolución, ya que sirvieron para definir las características de la atmósfera, el suelo y la hidrosfera, así como la posibilidad del desarrollo de la vida.

Por su parte la actividad biológica que aporta y retira gases de la atmósfera, justifica en gran parte los cambios ocurridos en la Tierra desde el origen de la vida hasta la actualidad.

La materia viva en un ambiente climático en constante transformación no puede mas que transformarse, adaptarse y tornarse más compleja; criaturas vivientes adaptadas a toda clase de vida pueblan tierra y aguas, y todas provienen de una organización que utiliza sutiles sistemas fundados en transferencias de energía y están subordinadas a intercambios constantes de información codificada.

La más pequeña amiba o la más mínima porción de hierba constituyen mundos de complejidad y de organización que se perpetúan.

Los seres vivos poseen los rasgos de la vida en lucha contra la entropía: del orden oponiéndose al desorden.

Lo que nos hace ver que el universo no sólo está constituido por materia y energía sino también por información.

Tales circunstancias excepcionales han permitido la evolución continúa de la vida durante un período suficientemente largo.

Esta estabilidad evolutiva ha sido súbitamente interrumpida por sucesivos fenómenos de catástrofes de diversa índole; tanto de origen terrestre como extraterrestre (vulcanismo, inversiones del campo magnético, impactos de meteoritos entre otros).

En las que el azar y las condiciones de estrés dominantes determinaron básicamente qué especies supervivientes repoblarían de nuevo el planeta.

Son las condiciones globales inmediatamente anteriores al impacto catastrófico las que condicionan la evolución posterior del sistema; es decir, que cuánto más alta sea la diversidad biológica y la benevolencia del clima justo antes de un intervalo de extinción en masa, más rápida será la regeneración del sistema.

La evolución de la biosfera ha sido un proceso tormentoso reiteradamente interrumpido por severas disminuciones en la diversidad biológica, causadas por bruscos cambios climáticos o episodios de anoxia oceánica, donde su escala de eventos más o menos catastróficos es continúa.

La tendencia al aumento de diversidad, complejidad e independencia del medio es compatible con una biosfera cuyo equilibrio se encuentra reiteradamente perturbado por repentinos e inesperados ingresos de energía externa que actúan como un elemento o factor evolutivo y por lo tanto, favoreciendo una permanente selección de atributos e innovaciones evolutivas en las poblaciones que les facilitan y permiten sobrevivir a los sucesivos períodos de crisis y cambios climáticos.

Según Gould y Eldredge (1972), la versión darwinista de un proceso lento, gradual y continúo ha ido dejando paso a una interpretación caracterizada por cambios repentinos de grandes saltos discontinuos.

Es decir, que el enfoque gradual de la evolución sólo es responsable de una pequeña parte del cambio evolutivo, y que las modificaciones más profundas en la evolución biológica se producen en determinados momentos de la historia de los grupos, de manera muy rápida (prácticamente todos los tipos de animales aparecieron hace 650 millones de años en el período de la explosión Cámbrica), dando lugar a especies estables, en donde cuanto más simples son los organismos más largo es su período de permanencia, ya que registran muy pocas variaciones posteriores.

Pero también a mayores condiciones estresantes de desarrollo, cuando se da la adaptación, pueden llegar a ser dominantes, como fue en el caso que se dio con los insectos.

La vieja idea de que los glaciares presentan un lento progreso tampoco parece ajustarse a la realidad, ya que éstos pueden desarrollarse con gran rapidez; así en los últimos dos millones de años se han presentado al menos en veinte ocasiones grandes casquetes de hielos polares expandiéndose mucho más allá de sus límites actuales.

Estamos viviendo en un período interglacial de equilibrio climático inestable, situado dentro de una de las principales "edades de hielo de la Tierra", conocida como la glaciación Cuaternaria, en la cual se presenta la posibilidad de que una pequeña variación de energía solar en la superficie terrestre pueda bastar para que vuelvan los hielos glaciares o para que se fundan los existentes.

Milakonvitch (1920), señala que se necesita tan sólo una pequeña reducción en la insolación durante algunos veranos sucesivos en el hemisferio norte que los haga más fríos de lo normal, y no una sucesión de rigurosos inviernos, como disparador de una glaciación.

La naturaleza parece avanzar mediante saltos repentinos y transformaciones profundas, y no tan sólo a través de pequeñas adaptaciones.

Esta trascendencia creativa, que con el tiempo lleva a un ordenado despliegue de complejidad, empieza a verse como una propiedad fundamental de la vida, y como una característica básica del universo.

En todas partes se pone el acento en el inmenso derroche de la naturaleza que hace al fin de cuentas que los acontecimientos menos frecuentes acaben teniendo las más importantes consecuencias.

Todo esto según Primogine (1989), es que "la historia de la vida al ir formando sistemas dinámicos cada vez más alejados del equilibrio", puede verse como la historia de la multiplicación de la sensibilidad, y como la incorporación por el organismo viviente activo de débiles interacciones que se convierten en otras tantas informaciones, que tejen sus relaciones con el mundo.

Es decir que el orden por fluctuaciones opone al universo estático un mundo abierto, cuya actividad engendra la novedad, cuya evolución es innovación, creación y destrucción.

La Tierra es un cuerpo dinámico cuya superficie cambia constantemente.

Choques entre continentes provocan el nacimiento de montañas (las lluvias con su erosión se encargan de desaparecerlas).

El formidable motor de esa mecánica se encuentra en las corrientes de convección del manto terrestre.

Los continentes flotan y se trasladan por efecto de la rotación de la Tierra.

Claramente en el origen de las edades de hielo la deriva de los continentes a través de los polos fue un factor decisivo, y ese movimiento determinó la apertura de algunos mares y el cierre de otros.

Los hielos que se forman en las regiones polares flotan; es decir, no se acumulan en el fondo marino porque si éste fuera el caso, los hielos terminarían llenando los océanos y no habría más corrientes marinas, por lo que toda la máquina termodinámica del clima quedaría bloqueada.

En el ciclo de Wilson de la deriva continental se habla de un ciclo recurrente de 500 millones de años en su dispersión posterior y reunificación de los continentes.

Hace 200 millones de años el supercontinente de Pangea coincidió con la presencia de una glaciación y con la mayor extinción de especies en la historia de la vida terrestre.

Podemos decir entonces que la presencia de los supercontinentes, debido a su clima continental, favorece la presencia de las glaciaciones, y como provincia biogeográfica única, cuenta por lo tanto con un menor número de nichos, y por lo tanto con una menor diversidad de especies.

Es claramente observable la coincidencia de las grandes extinciones de los organismos con la transformacion de los supercontinentes.

Para realizar un análisis de coevolución terrestre se debe conocer la situación planetaria en cuanto a la distribución de masas continentales, clima, circulación oceánica y distribución geográfica de plantas y animales, como agentes causales normales que en un momento dado, puedan encender la mecha de una situación explosiva.

La estructura de la Tierra ha cambiado a lo largo del tiempo y aunque las causas determinantes de tales cambios pudieran ser comparables, las consecuencias definitivamente nunca lo serían, donde con base en el paradigma neodarwinista la extinción debe considerarse como una parte indispensable de la evolución; de modo que siempre habrá una relación causal entre la distribución de los continentes, el ambiente climático y la extinción de las especies.

Los cambios climáticos son necesarios para que haya saltos en la evolución.

Pero cuando ocurren éstos, son las especies llamadas especialistas, que corresponden a las de mayor complejidad, las que resultan más afectadas junto con las poblaciones con tasas de renovación lentas.

En cambio los generalistas ecológicos son los principales supervivientes.

De alguna manera, adaptación y selección natural han funcionado a un nivel distinto al de las extinciones en masa, ya que aunque son procesos que se encuentran estrechamente vinculados, las escalas de espacio y tiempo en las que operan son distintas.

Sin embargo las extinciones han sido importantes para el buen funcionamiento y composición a largo plazo de la biosfera.

El número de especies ha crecido conforme el planeta se ha enfriado y la separación de los continentes ha aumentado, llegándose en la actualidad a su mayor valor observado.

La imagen que arroja la historia de la vida sobre el planeta aparece en una escala progresiva con los tipos biológicos.

Todo esto es consecuencia de una mayor variedad de climas en las diferentes zonas biogeográficas, que las que existieron en las primeras eras geológicas.

La enseñanza inmediata de esta síntesis es que el ambiente y los organismos vivos están ligados entre sí, y son inseparables de los procesos planetarios.

La energía solar y sus fluctuaciones son la clave para la comprensión del clima y el estado del tiempo.

Los cambios climáticos a su vez dependen de pequeñas modificaciones en el funcionamiento normal de la maquinaria atmosférica.

Se sabe también que las crisis climáticas están directamente relacionadas con la actividad solar, aunque no necesariamente tengamos que esperar que un año de gran actividad solar sea por ejemplo un año seco en todo el planeta, ya que debido a los fenómenos de compensación y progresión de estas crisis, sólo se puede afirmar que en todo el mundo la frecuencia de las crisis climáticas es equivalente a la de la actividad solar.

Milankovitch (1920), sugiere que las edades de hielo pudieron haber sido causadas por variaciones en la orbita terrestre, proceso que se presenta a través de periodos de miles de años, con lo que dan fluctuaciones en las cantidades de ingreso de la energía solar a la tierra.

Los cambios de la circulación de los océanos y de su temperatura (provocados por sus posibles modificaciones en la distribución y morfología de los continentes) inducen a su vez a una redistribución del calor atmosférico, y por lo tanto del clima y del estado del clima.

El clima mundial depende de la cantidad de energía que la Tierra recibe del Sol, mientras que su estabilidad se forma por el precario equilibrio entre el filtro atmosférico, la capacidad reflexiva terrestre y el potencial de absorción de la atmósfera y la superficie.

La cantidad de energía solar que llega a un punto dado depende del clima del lugar, de la densidad de las nubes y de la distribución del vapor de agua en ese lugar.

Pero a su vez la distribución, tanto de las nubes como la del vapor de agua dependen de la radiación solar.

Un incremento en la concentración de bióxido de carbono en la atmósfera dificulta que la radiación solar llegue a la superficie terrestre, al mismo tiempo que evita que parte del calor radiado por la tierra se pierda en el espacio.

Cuanto más limpia esté la atmósfera mayor será el gradiente de temperatura, y por lo tanto el gradiente de presión entre las regiones polares y ecuatoriales.

Y a la inversa, cuanto más sucia se encuentre, menor será la intensidad de la circulación atmosférica.

Una reducción en el flujo de la energía sobre la superficie terrestre la enfría y disminuyen los gradientes térmicos y de presión entre los polos y el ecuador, con migración de los frentes polares hacía las regiones ecuatoriales, y se provoca una compresión de las celdas de circulación de Ferrel y Hadley.

Además se intensifica la circulación atmosférica, lo que a su vez genera un incremento de la precipitación en altas latitudes.

Un incremento en la recepción de la radiación solar que provoque que se derritan totalmente los casquetes polares haría que los gradientes atmosféricos de temperatura y presión disminuyan, hasta quedar reducidos a la mínima expresión y el sistema de circulación de las masas de aire se amortiguaría con gran rapidez.

Es de esperarse también que cambios en área y extensión de las capas de hielo polar puedan forzar un cambio climático.

Variaciones en la emisión radiativa del Sol son consideradas como mecanismos de forzamiento externo, y si éstas están relacionadas a la geometría espacial Tierra-Sol, o con variaciones en la actividad solar, se dicen que son de origen determinístico.

Los procesos internos dentro del sistema climático terrestre que nos conducen a un cambio climático son definidos como mecanismos estocásticos.

Las erupciones volcánicas por ejemplo tienen un comportamiento claramente probabilístico en el tiempo.

Sin embargo cuándo se trata de grandes erupciones volcánicas sucede lo contrario; es decir, se presentan avances en los glaciares debido al efecto de escudo solar de las partículas al ser inyectadas a una mayor altura.

Los períodos glaciares también han sido relacionados con las inversiones periódicas de polaridad del magnetismo terrestre, ya que al aumentar el grado de ionización de la atmosfera y quedar expuesta a un mayor nivel de radiación cósmica, aumenta la formación de nubes cirros, que son altamente reflectivas.

Con todo esto, nos encontramos ante el hecho real de las "glaciaciones instantáneas", es decir, que éstas pueden llegar a desarrollarse en períodos muy cortos de tiempo.

El entorno en que vivimos, observamos también tanto regularidades como fluctuaciones inesperadas de gran escala, lo cual nos coloca fuera de lo esperado de las condiciones normales de un Sol abastecedor estable y confiable de energía y responsable único, con sus fluctuaciones de los cambios climáticos en la Tierra.

Encontramos que el clima está sometido a grandes oscilaciones en intervalos cortos de tiempo, en comparación con los tiempos característicos que determinan la evolución del Sol.

Ello nos hace observar que no tan sólo vivimos en un mundo de irregularidades, sino también en un mundo de inestabilidades y fluctuaciones, responsables de la enorme variedad de formas y estructuras que observamos en la naturaleza.

Las manchas solares influyen al aumentar considerablemente el flujo energético del Sol, con periodicidades de 11 años principalmente y otras de diversa duración.

En cambio, en los mínimos se disminuye el flujo, como el mínimo de Maunder que originó una pequeña glaciación y el deterioro del clima mundial entre los años de 1650 y 1700.

Estas pequeñas glaciaciones se han venido produciendo con periodicidades aproximadas de 2000 años, aunque existe la posibilidad de que puedan darse situaciones menos drásticas en períodos mas cortos de tiempo, ya que estamos viviendo en un período de equilibrio inestable, en donde una pequeña variación en la energía solar recibida podría bastar para fundir o hacer crecer los hielos polares (Mendoza et al., 1997; Gay y Estrada 2001).

Los vórtices circumpolares son una parte importante y principal del clima que experimentamos en la Tierra.

Las fluctuaciones en el nivel de energía solar y la dinámica de sus giros circumpolares ejercen una gran influencia sobre los fenómenos meteorológicos y la distribución de plantas y animales, notándose que en ciertas áreas bastan pequeños cambios en estos vórtices para provocar sequías y períodos de nefastas consecuencias.

El funcionamiento de la atmósfera también está interconectado con todo y consigo mismo, y la característica clave a largo plazo (décadas o siglos) de la evolución del clima son las variaciones del vórtice circumpolar.

El vórtice circumpolar ha sido una característica de la Tierra durante la mayor parte de su existencia y aunque pareciera ser poco influenciado por la distribución de continentes y océanos se nota que con sutiles cambios de posición se dilatan o comprimen ciertas zonas climáticas, incluyendo el cinturón monzónico, con lo que se alejan o acercan del polo respectivamente.

Cuando la Tierra tiende a calentarse y la circulación circumpolar se intensifica, la corriente de chorro también presenta la misma situación con un mínimo de meandros, con lo que las zonas climáticas del Sur pueden extenderse hacia el Norte, permitiendo que los monzones lleguen con cierta regularidad a sus lugares de origen.

Las condiciones climáticas tienden a ser más moderadas y las regiones de latitudes medias no presentan situaciones extremas, por lo que la temperatura y las lluvias son más previsibles, con gran beneficio para la agricultura.

Hace unos 3 millones de años comenzó una época glacial que ha variado en intensidad varias veces, y que todavía no nos ha abandonado.

Estamos viviendo una era interglacial de 10.000 años climáticamente muy estable y el calentamiento observado es tan solo una desviación temporal de las condiciones normales más frías con presencia de sequías en las altiplanicies norteamericanas y en el Sabel, así como épocas de cultivo más cortas en latitudes templadas.

Para John Gribbin (1982), los tiempos climáticos tan variables que se presentan, tienen una relación muy estrecha con la dilatación y el debilitamiento que se observa en este vórtice circumpolar al empujar el monzón hacia el sur y permitir que los anticiclones de bloqueo retornen con una mayor frecuencia.

Ello hace que los sistemas de baja presión cargados de humedad se muevan a lo largo de los extremos de los meandros norte o sur de sus trayectorias principales.

La desaparición de las lluvias del Sabel, puede también explicarse por la dinámica de dilatación del vórtice circumpolar, al comprimir y empujar las zonas climáticas hacia el ecuador e impedir o limitar la penetración del monzón hacia el norte; situación clásica de debilitamiento del vórtice circumpolar, y por lo tanto, de una situación de catástrofe climática.

Ambas situaciones son derivadas de una circulación general de la atmósfera influenciada a su vez por la distribución de los continentes.

Lamb (1977), por su parte, también aporta pruebas de una circulación global atmosférica debilitada en las últimas décadas.

Si el vórtice circumpolar se debilita, la Tierra se enfría y se establecen los anticiclones de bloqueo.

No sabemos exactamente en que años se producirán sistemas de bloqueo; pero sí podemos ver que la mayor frecuencia de sequías y de otros extremos climáticos observados en la actualidad, pudieran señalar que se está retornando a las condiciones que dominaron el globo hace varios milenios.

Vivimos en un período interglacial, pero los datos e información recopilada de que se dispone como son: la actividad volcánica, manchas solares, magnetismo y ritmos de Milankovitch (1920), señalan que estamos retornando a las condiciones normales de una era glacial tras un posible calentamiento temporal a corto plazo (Gay y Estrada, 2001).

La posibilidad de que el Tercer mundo se vea beneficiado de un aumento del bióxido de carbono, mientras que el mundo desarrollado sufrirá, es algo que todavía no se puede probar, pero con esto se está introduciendo una nueva dimensión en la política global y en la interrelación humana.

Lo que si se sabe es que ello dependerá en gran medida, de que el efecto por el calentamiento en la atmósfera debido al aumento del bióxido de carbono (efecto invernadero) pueda llegar a tener mayor peso en el clima (Adem y Garduño, 1984), así como de la posibilidad de que cualquier tendencia al enfriamiento pueda ser compensada por la influencia de las actividades humanas sobre el clima.

Pero la amenaza seguirá siendo la continuación del retorno hacía las condiciones más frías e irregulares de la pequeña glaciación.

LA CATÁSTROFE CLIMÁTICA DEL FENÓMENO DEL NIÑO

La corriente del Perú es normalmente una corriente fría rica en nutrientes y fitoplancton, por lo que atrapa a los peces.

Sin embargo con una periodicidad de 4 a 5 años aumenta su temperatura y entonces recibe el nombre de "El Niño". Esta corriente y sus vientos asociados reflejan las interacciones océano-atmósfera cuyo componente más importante es el Anticiclón del Pacifico Sur.

Periódicamente el anticiclón deriva hacía el oeste-sudoeste del Pacifico, invirtiendo los regímenes de presiones y provocando los acontecimientos ENSO (El Niño Southern Oscilation).

El resultado es una variación del nivel del mar y una inversión del sentido de los alisios y de las corrientes superficiales, impidiendo la surgencia de las aguas frías profundas.

Toda la circulación oceánica y atmosférica se modifica: Llueve donde se espera el sol deba brillar y la sequía se instala donde debería llover.

Este fenómeno puede durar desde algunos meses hasta uno o dos años, y tiene consecuencias catastróficas para la industria de la pesca.

En tierra firme estos cambios se acompañan de tempestades y lluvias torrenciales devastando los cultivos, provocando deslizamientos de terreno e inundando las regiones litorales.

Podemos decir que los mecanismos de estas anomalías son conocidos, lo que desconocemos es por qué el anticiclón se dirige algunos años hacia el oeste.

Sin embargo existe la posibilidad, aún sin verificar, de que ello esté asociado a la conocida deriva hacía el oeste del campo magnético de la Tierra, ya que las líneas de intensidad del campo magnético muestran una gran semejanza con las isolíneas del campo del presión atmosférica.

Obviamente no conocemos aún todas las respuestas y ni siquiera todas las preguntas importantes que podamos hacer.

El universo no parece otra cosa que probabilidad, parece estar en la naturaleza física de las cosas (Heisenberg, 1971); nos enseñó que no todas las proposiciones científicas son falsas o verdaderas sino que la mayor parte de los enunciados, si no es que todos, son indeterminados, inciertos, grises y borrosos.

Mientras, para muchos es la habilidad lógica y matemática la que nos llega a poner en un primer sitio en la jerarquía de la ciencia, y cuantas más matemáticas aplique un autor en un problema, menos lo entenderá su auditorio y más lo respetarán.

Pero debemos entender que la lógica y las matemáticas no son siempre el problema a enfrentar, pudiendo recordar lo que Einstein (1993), frecuentemente solía decir: "En la medida en que las leyes de las matemáticas se refieren a la realidad, no son ciertas. Y en la medida en que son ciertas, no se refieren a la realidad".

Lorenz (1963), destacada figura de la meteorología y las matemáticas, a su vez solía decir: "A medida que aprendo meteorología, desaprendo matemáticas". Pero al final de todo esto, la más grande maravilla de la naturaleza está en que puede ser comprendida aún por nuestros limitados sentidos.