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teabalho de ciencias
Energia e evoluo humana
por David Price [*] A vida no Planeta Terra sustentada pela energia. Os organismos autotrficos retiram a energia directamente da radiao solar, e os organismos heterotrficos retiram energia dos autotrficos. A energia capturada lentamente por fotossntese armazenada na forma de densos reservatrios que foram sendo acumulados ao longo da histria da Terra, ficando disposio dos heterotrficos, que podendo usar mais energia, evoluram para os explorar. O Homo Sapiens pertence ao tipo heterotrfico; na verdade, a habilidade para usar a energia extrasomaticamente (exterior ao corpo) permite ao humano usar muito mais energia do que quaisquer outros heterotrficos que tenham evoludo. O controlo do fogo e a explorao dos combustveis fsseis tornaram possvel ao Homo Sapiens libertar, num curto intervalo de tempo, vastas quantidades de energia acumuladas muito antes do aparecimento da sua espcie. Usando a energia extrasomtica com o objectivo de modificar cada vez mais o seu ambiente, e para fazer face s suas necessidades, a populao humana ampliou de tal maneira os seus recursos base, que durante longos perodos estes recursos excederam as suas exigncias. Isto permitiu uma expanso de populao de uma forma extrema, semelhante s situaes criadas com a introduo de espcies no autctones, propiciando assim novos habitats, tal como o caso dos coelhos na Austrlia ou dos besouros japoneses nos Estados Unidos. A actual populao mundial de mais de 5,5 mil milhes sustentada e continua a crescer devido ao uso de energia extrasomtica. Mas o esgotamento dos combustveis fsseis, de que provem trs quartos desta energia, est relativamente prximo, e nenhuma outra fonte de energia que os possa vir a substituir to abundante e barata. Numa perspectiva temporal, previsvel o colapso da humanidade, em apenas mais uns poucos anos. Se houver sobreviventes, eles no podero continuar as tradies culturais da actual civilizao, as quais requerem fontes de energia abundantes. Porm, no provvel que as diversas comunidades possam persistir muito tempo sem energia, cuja utilizao constitui uma parte muito
importante do seu modus vivendi. A espcie humana pode ser vista como tendo evoludo ao servio da entropia, e no expectvel que sobreviva s acumulaes densas de energia, que ajudou a configurar o seu meio. Os seres humanos gostam de acreditar que controlam o seu destino, mas quando se faz uma retrospectiva da histria da vida na Terra, a evoluo do Homo Sapiens apenas um episdio passageiro que actua no sentido do promover o equilbrio energtico do planeta. Desde Malthus, pelo menos, existe a noo clara de que os meios de subsistncia no crescem to rpido quanto a populao. Ningum alguma vez gostou da ideia de que a fome, a peste e a guerra so o modo de a natureza reparar o desequilbrio -- o prprio Malthus sugeriu que a realizao de "rastreios preventivos", os quais servem para reduzir a taxa de natalidade, poderiam ajudar a prolongar o intervalo entre tais eventos (1986, vol. 2, pg., 10 [1826, vol. 1, pg., 7]). [1] E no entanto, nos duzentos anos seguintes ao de Malthus pousar a caneta, no houve nenhum cataclismo mundial. Mas, simultaneamente, durante esses dois sculos, a populao mundial cresceu exponencialmente, enquanto recursos insubstituveis iam sendo consumidos. Ser inevitvel algum tipo de ajustamento. Hoje, muitas pessoas que se preocupam com as elevadas taxas de crescimento demogrfico e com a degradao ambiental, acreditam que as aces humanas podem evitar uma catstrofe. As opinies dominantes, sustentam que uma populao estvel, que no ponha em causa a "capacidade de encaixe" ambiental, seria indefinidamente sustentvel, e que este estado de equilbrio pode ser alcanado por uma combinao do controlo da natalidade, conservao ambiental e confiana nos recursos "renovveis". Infelizmente, a implementao mundial de um programa rigoroso de controlo de natalidade politicamente impossvel. A conservao ambiental no eficaz enquanto as taxas demogrficas continuarem a aumentar. E nenhum recurso verdadeiramente renovvel. [2] Alm disso, o ambiente no tem a obrigao de manter constante a populao de qualquer espcie de organismo vivo por um perodo indefinido de tempo. Se toda natureza estivesse em equilbrio perfeito,
todos as espcies teriam uma populao constante, sustentada indefinidamente pela sua prpria capacidade de sobrevivncia. Mas a histria da vida envolve a competio entre espcies, com espcies novas que evoluem, e velhas que desaparecem. Neste contexto, seria de esperar que as populaes das diversas espcies fossem variveis, e para as que foram estudadas, isso, na realidade, acontece (textos de ecologia como Odum 1971, e Ricklefs 1979). A noo de equilbrio na natureza uma parte integrante da cosmologia ocidental tradicional. Mas a cincia no encontrou tal equilbrio. De acordo com a Segunda Lei da Termodinmica, a energia flui de reas de maior concentrao para reas de menor concentrao, e os processos locais seguem este comportamento. Os organismos vivos podem acumular energia temporariamente, mas com o decorrer do tempo o que prevalece a entropia. As diversas formas de vida que cobrem a Terra tm vindo a acumular energia desde h trs mil milhes de anos, no o podendo fazer indefinidamente. Cedo ou tarde, a energia acumulada dever ser libertada. Este o contexto bioenergtico no qual o Homo Sapiens evoluiu, e que determinante tanto para o crescimento selvagem de populao humana, como para o seu colapso iminente. ENERGIA EM EVOLUO Ns estamos sujeitos, enquanto seres orgnicos, ao processo natural pelo qual a Terra aceita energia do sol para posteriormente a libertar. Existe vida na Terra h pelo menos 3500 milhes anos e tem havido, durante este perodo de tempo, uma evoluo clara e constante no modo como a energia tem sido utilizada. As primitivas formas de vida podem ter obtido energia atravs de molculas orgnicas que se tenham acumulado no ambiente, mas os autotrficos fotossintticos, capazes de processar por fotossntese a energia da luz solar, evoluram rapidamente, tornando possvel s diversas formas de vida escaparem ao seu limitado nicho. A existncia de autotrficos criou um espao para os heterotrficos, que processam a energia que foi antes capturada pelos autotrficos. No est claro o mecanismo pelo qual se iniciou a fotossntese, embora consista numa combinao de dois sistemas que podem ser encontrados isoladamente em algumas formas de vida ainda
existentes. No entanto as algas azul-verdes que esto entre os organismos mais antigos documentados por via fssil, j utilizavam este processo a duas fases, eventualmente extensivo at s plantas verdes. Esta uma sucesso complexa de eventos que tm um resultado simples. O dixido de carbono (que havia em abundncia na atmosfera primitiva da terra) reage com a gua, por intermdio da energia proveniente da luz, fixando carbono e libertando oxignio, sendo que uma parte dessa energia retida enquanto o carbono e o oxignio permanecerem separados. As plantas libertam esta energia, em funo das necessidades do seu processo metablico. (Starr & Taggart, 1987). Com o decorrer do tempo, a vida na Terra expandiu-se, de forma que, independentemente do momento que se considere, cada vez mais energia era armazenada na matria viva. Assim, a energia adicional, em pequenos incrementos, proveniente da matria viva, foi acumulada abaixo da superfcie terrestre em depsitos que se tornaram carvo, petrleo e gs natural, como tambm em pedras sedimentares que contm clcio e carbonato de magnsio derivados de conchas. De todo o carbono que teve um papel no processo da vida, apenas uma reduzida quantidade foi separada deste modo, mas no decurso de milhes e milhes de anos, acabou por atingir um montante considervel. Cada vez mais carbono foi acumulado debaixo do cho, conjuntamente com um crescimento de oxignio na atmosfera da terra. Esta separao de carbono e oxignio numa atmosfera primitiva, na qual gs carbnico e gua eram abundantes, representa uma vasta acumulao da energia solar do passado terrestre. A vida evolui no sentido de explorar todas as possibilidades disponveis, e da mesma maneira que os autotrficos desenvolveram melhores tcnicas para capturar e armazenar a energia do sol, os heterotrficos desenvolveram melhores tcnicas para se aproveitarem disso. A locomoo independente estava adaptada procura de nutrientes, embora isso consumisse um pouco mais de energia, quando comparado com a situao de estar sujeito aco dos elementos. Na linha evolutiva, aos peixes de sangue frio e aos anfbios seguiram-se as espcies de sangue quente, que colhem os benefcios de permanecerem activas em ambientes de mais baixas temperaturas, consumindo ainda mais energia no processo. O
desenvolvimento da predao abriu acesso a uma proviso de alimento de alta energia com um investimento energtico adicional para obter isso. Ao longo da histria da vida, e na medida em que reservatrios crescentemente densos de energia iam ficando disponveis, as espcies que utilizaram quantidades crescentes de energia, evoluram (veja Simpson, 1949, pp. 256-57). Este o contexto natural do Homo Sapiens, a espcie mais consumidora de energia que o mundo j conheceu.