Reti su reti: La fisica della geobiologia e della geochimica

Titolo originale:

Networks on Networks: The Physics of Geobiology and Geochemistry

Contenuto del libro:

L'ordine dal caos è contemporaneamente un mantra della fisica e una realtà della biologia. Il fisico Norman Packard ha suggerito che la vita si è sviluppata e prospera ai margini del caos.

Rimangono tuttavia delle domande su quanto la conoscenza pratica della biologia possa essere ricondotta ai principi fisici esistenti e su quanto la fisica debba cambiare per affrontare la complessità della biologia. Phil Anderson, premio Nobel per la fisica, ha contribuito a rendere popolare una nuova nozione di fine del "riduzionismo". Secondo questa visione, è necessario abbandonare la ricerca di ridurre il comportamento complesso a risultati fisici noti e identificare comportamenti e principi emergenti.

Nel presente libro, invece, abbiamo cercato regole fisiche che potessero essere alla base del comportamento dei biota e della geochimica dello sviluppo del suolo. Abbiamo cercato principi fondamentali, come la predominanza dei percorsi di flusso dell'acqua con la minore resistenza cumulativa, che potessero mantenere la loro rilevanza su un'ampia gamma di scale spaziali e temporali, insieme alla descrizione appropriata del trasporto di soluti associato a tali percorsi di flusso. In definitiva, ci occupiamo delle limitazioni del trasporto di nutrienti e acqua nei processi che vanno dall'erosione chimica alla crescita delle piante vascolari.

I principi fisici che guidano il nostro sforzo sono stati stabiliti in concetti e campi di ricerca diversi, ma correlati, per cui di fatto il nostro libro applica tecniche riduzioniste guidate dall'analogia. Il fatto che i tratti fondamentali si estendano ai processi biotici e abiotici, cioè che la stessa portata di fluido sia rilevante per entrambi, ma che le differenze nella topologia dei percorsi collegati portino a drastiche differenze nei tassi di crescita, aiuta a unire lo studio di queste discipline nominalmente diverse, la geochimica e la geobiologia, all'interno dello stesso quadro. Il nostro obiettivo nella stesura di questo libro è stato quello di condividere l'emozione dell'apprendimento, e una delle porzioni più entusiasmanti per noi è stata la possibilità di mettere ordine nella questione della misura in cui i suoli possono facilitare la crescita delle piante e quali limitazioni sulle dimensioni, sul metabolismo, sulla presenza e sulle correlazioni delle piante possono essere formulate di conseguenza.

Se da un lato mettiamo ordine alle limitazioni del suolo sulla crescita, dall'altro generiamo alcune incertezze nelle relazioni di scala della crescita e del metabolismo delle piante. Anche se abbiamo fatto un primo tentativo di incorporare i vincoli edafici nella scala allometrica, questa non è che una prima incursione nella foresta.