Redes sobre redes: La física de la geobiología y la geoquímica

Título original:

Networks on Networks: The Physics of Geobiology and Geochemistry

Contenido del libro:

El orden a partir del caos es simultáneamente un mantra de la física y una realidad en biología. El físico Norman Packard sugirió que la vida se desarrolló y prospera al borde del caos.

Sin embargo, sigue habiendo dudas sobre hasta qué punto el conocimiento práctico de la biología puede atribuirse a los principios físicos existentes y hasta qué punto debe cambiar la física para abordar la complejidad de la biología. Phil Anderson, premio Nobel de Física, contribuyó a popularizar una nueva noción del fin del "reduccionismo". Según este punto de vista, es necesario abandonar la búsqueda de la reducción del comportamiento complejo a resultados físicos conocidos, e identificar comportamientos y principios emergentes.

En el presente libro, sin embargo, hemos buscado reglas físicas que puedan subyacer tanto al comportamiento de la biota como a la geoquímica del desarrollo del suelo. Buscamos principios fundamentales, como el predominio de las trayectorias de flujo de agua con la menor resistencia acumulativa, que pudieran mantener su relevancia a lo largo de una amplia gama de escalas espaciales y temporales, junto con la descripción adecuada del transporte de solutos asociado a dichas trayectorias de flujo. Así, en última instancia, abordamos tanto las limitaciones de transporte de nutrientes como de agua de procesos que van desde la meteorización química hasta el crecimiento de plantas vasculares.

Los principios físicos que guían nuestro esfuerzo están establecidos en conceptos y campos de investigación diferentes pero relacionados, de modo que, de hecho, nuestro libro aplica técnicas reduccionistas guiadas por la analogía. El hecho de que los rasgos fundamentales se extiendan a los procesos bióticos y abióticos, es decir, que la misma velocidad de flujo de fluido sea relevante para ambos, pero que las diferencias en la topología de los caminos conectados conduzcan a diferencias dramáticas en las velocidades de crecimiento, ayuda a unir el estudio de estas disciplinas nominalmente diferentes de la geoquímica y la geobiología dentro del mismo marco. Nuestro objetivo al escribir este libro ha sido compartir la emoción del aprendizaje, y una de las partes más emocionantes para nosotros ha sido la capacidad de poner un poco de orden en la cuestión de hasta qué punto los suelos pueden facilitar el crecimiento de las plantas, y qué limitaciones en el tamaño de las plantas, el metabolismo, la ocurrencia y las correlaciones se pueden formular de este modo.

Al tiempo que ponemos orden en las limitaciones del suelo al crecimiento, también generamos algunas incertidumbres en las relaciones de escala del crecimiento y el metabolismo de las plantas. Aunque hemos hecho un primer intento de incorporar las limitaciones edáficas al escalado alométrico, no se trata más que de una incursión inicial en el bosque.