to se zřejmě nikdy nedozvíme, jak život na Zemi začal. Možná v mělkém sluncem osvětleném bazénu. Nebo v drtících oceánských hloubkách mil pod povrchem poblíž trhlin v zemské kůře, které chrlily horkou polévku bohatou na minerály. Zatímco tam je dobrý důkaz pro život nejméně 3,7 miliardy let, nevíme přesně, kdy to začalo.
ale tyto procházející aeony přinesly něco možná ještě pozoruhodnějšího: život trval., Navzdory masivním dopadům asteroidů, kataklyzmatické aktivitě sopky a extrémním klimatickým změnám se život podařilo nejen přilnout k našemu skalnatému světu, ale prosperovat.
Jak se to stalo? Výzkum, který jsme nedávno publikovali s kolegy v oblasti trendů v ekologii a evoluci, nabízí důležitou část odpovědi a poskytuje nové vysvětlení hypotézy Gaia.,
Vyvinutý vědec a vynálezce James Lovelock, a mikrobioložka Lynn Margulis, hypotéza Gaia původně navrhla, že život, a to prostřednictvím jeho interakce s Zemské kůry, oceánů a atmosféry, vyrobené stabilizující vliv na podmínky na povrchu planet – zejména složení atmosféry a klimatu. S takovou samoregulační proces v místě, život byl schopen přežít za podmínek, které by to smetla na non-regulace planety.
Lovelock formuloval hypotézu Gaia při práci pro NASA v 60.letech., Uznal, že život nebyl pasivním cestujícím na Zemi. Spíše to hluboce přestavěl planetu, vytváření nových hornin, jako je vápenec, ovlivňující atmosféru produkcí kyslíku, a řídit cykly prvků, jako je dusík, fosfor a uhlík. Klimatická změna způsobená člověkem, která je do značné míry důsledkem spalování fosilních paliv a uvolňování oxidu uhličitého, je jen nejnovějším způsobem, jakým život ovlivňuje zemský systém.
i když se nyní uznává, že život je silnou silou na planetě, gaia hypotéza zůstává kontroverzní., Navzdory důkazům, že povrchové teploty mají, bar několik pozoruhodných výjimek, zůstal v rozmezí potřebném pro rozšířenou kapalnou vodu, mnoho vědců to připisuje jednoduše štěstí. Pokud Země sestoupil úplně do ledový dům nebo dům (myslím, že Mars nebo Venuše), pak život by zanikl, a tak bychom zde uvažovat o tom, jak to měl trval tak dlouho. Jedná se o formu antropického výběrového argumentu, který říká, že není co vysvětlovat.,
je zřejmé, že život na Zemi měl štěstí. V první řadě je země v obytné zóně-obíhá kolem Slunce ve vzdálenosti, která vytváří povrchové teploty potřebné pro kapalnou vodu. Ve vesmíru existují alternativní a možná exotičtější formy života, ale život, jak víme, vyžaduje vodu. Život měl také štěstí, že se vyhnul velmi velkým dopadům asteroidů., Kus skály výrazně větší, než ten, který vedl k zániku dinosaurů, některé 66m lety mohl zcela sterilizované Země.
ale co kdyby život byl schopen tlačit dolů na jedné straně váhy štěstí? Co když si život v jistém smyslu udělal vlastní štěstí snížením dopadů poruch planetárního měřítka? To vede k ústřednímu nevyřešenému problému v hypotéze Gaia: jak má fungovat planetární samoregulace?,
Zatímco přírodní výběr je silný vysvětlující mechanismus, který může představovat velkou změnu můžeme pozorovat u druhů v průběhu času, jsme byli chybí teorie, která by vysvětlovala, jak živých a neživých prvků planety produkovat samoregulace. V důsledku toho byla Gaia hypotéza obvykle považována za zajímavou, ale spekulativní – a nebyla založena na žádné testovatelné teorii.
výběr pro stabilitu
myslíme si, že konečně existuje vysvětlení hypotézy Gaia., Mechanismus je založen na „sekvenční výběr“, což je pojem, první navrhl klimatolog Richard Betts v časném 2000s. V zásadě je to velmi jednoduché. Jak se život objeví na planetě, začíná mít vliv na podmínky životního prostředí, a může organizovat na stabilizaci států, které působí jako termostat a mají tendenci přetrvávat, nebo destabilizující runaway státy jako snowball Earth události, které téměř uhašen počátky složitý život více než 600 milionů let.,
Pokud se stabilizuje, pak je scéna nastavena na další biologickou evoluci, která časem překonfiguruje soubor interakcí mezi životem a planetou. Slavným příkladem je původ fotosyntézy produkující kyslík asi před 3 miliardami let, ve světě dříve zbaveném kyslíku. Pokud se tyto novější interakce stabilizují, planetární systém se nadále samoreguluje. Nové interakce však mohou také způsobit narušení a uprchlé zpětné vazby. V případě fotosyntézy to vedlo k náhlému nárůstu hladin atmosférického kyslíku v „velké oxidační události“ kolem 2.,Před 3 miliardami let. To byl jeden z mála období v historii Země, kde změna byla tak prohlásil, že to nejspíš vyhlazeni moc úřadující biosféry, účinně restartování systému.
šance pro život a životní prostředí spontánně organizovat do samoregulační státy mohou být mnohem vyšší, než byste čekali. Pokud je skutečnost vzhledem k dostatečné biologické rozmanitosti velmi pravděpodobná. Tato stabilita je však omezena. Zatlačte systém příliš daleko a může jít za bod zlomu a rychle se zhroutit do nového a potenciálně velmi odlišného stavu.,
toto není čistě teoretické cvičení, protože si myslíme, že můžeme tuto teorii otestovat mnoha různými způsoby. V nejmenším měřítku, které by zahrnovalo experimenty s různými bakteriálními koloniemi. V mnohem větším měřítku by to znamenalo hledat jiné biosféry kolem jiných hvězd, které můžeme použít k odhadu celkového počtu biosféry ve vesmíru – a tak nejen, jak je pravděpodobné, aby se život mohl objevit, ale také přetrvávat.
význam našich zjištění aktuálního znepokojení nad změnou klimatu neunikl nám. Ať už lidé dělají život, bude pokračovat tak či onak. Ale pokud budeme i nadále emitovat skleníkové plyny, a tak změnit atmosféru, pak riskujeme produkovat nebezpečné a potenciálně uprchlé změny klimatu. To by nakonec mohlo zastavit lidskou civilizaci ovlivňující atmosféru, i kdyby jen proto, že nezůstane žádná lidská civilizace.
gaianova samoregulace může být velmi účinná., Neexistuje však žádný důkaz, že upřednostňuje jednu formu života před druhou. Za posledních 3,7 miliardy let se ze země vynořilo nespočet druhů. Nemáme důvod si myslet, že Homo sapiens se v tomto ohledu liší.