Vi vil sandsynligvis aldrig vide, hvordan livet på Jorden startede. Måske i en lav solbelyst pool. Eller i de knusende havdybder miles under overfladen nær sprækker i jordskorpen, der udspyede varm mineralrig suppe. Selvom der er gode beviser for livet for mindst 3, 7 milliarder år siden, ved vi ikke præcist, hvornår det startede.
men disse forbipasserende æoner har produceret noget måske endnu mere bemærkelsesværdigt: livet har varet., På trods af massive asteroidepåvirkninger, kataklysmisk vulkanaktivitet og ekstreme klimaændringer har livet formået ikke bare at klæbe fast på vores stenede verden, men at trives.
hvordan skete dette? Forskning, vi for nylig offentliggjorde med kolleger i Trends in Ecology and Evolution, tilbyder en vigtig del af svaret, hvilket giver en ny forklaring på Gaia-hypotesen.,
der er Udviklet af videnskabsmand og opfinder James Lovelock, og mikrobiolog Lynn Margulis, Gaia-hypotese, der oprindeligt blev foreslået, at livet, gennem dets samspil med Jordens skorpe, oceaner og atmosfære, der er fremstillet en stabiliserende effekt på forholdene på overfladen af planeten – især sammensætningen af atmosfæren og klimaet. Med en sådan selvregulerende proces på plads har livet været i stand til at overleve under forhold, der ville have udslettet det på ikke-regulerende planeter.Lovelock formulerede gaia-hypotesen, mens han arbejdede for NASA i 1960 ‘ erne., Han erkendte, at livet ikke har været en passiv passager på jorden. Det har snarere dybt ombygget planeten, skabt nye klipper som kalksten, påvirker atmosfæren ved at producere ilt og driver cyklusserne af elementer som nitrogen, fosfor og kulstof. Menneskeskabte klimaændringer, som stort set er en konsekvens af, at vi forbrænder fossile brændstoffer og dermed frigiver kuldio .id, er bare den seneste måde, livet påvirker jordsystemet på. selvom det nu accepteres, at livet er en stærk kraft på planeten, forbliver Gaia-hypotesen kontroversiel., På trods af bevis for, at overfladetemperaturer har, bar nogle få bemærkelsesværdige undtagelser, forblev inden for det område, der kræves for udbredt flydende vand, mange forskere tilskriver dette simpelthen held og lykke. Hvis jorden var faldet helt ned i et ishus eller varmt hus (tænk Mars eller Venus), ville livet være udryddet, og vi ville ikke være her for at undre os over, hvordan det havde varet så længe. Dette er en form for antropisk udvælgelsesargument, der siger, at der ikke er noget at forklare.,
det er klart, at livet på Jorden har været heldig. I første omgang er jorden inden for den beboelige .one – den kredser om solen i en afstand, der producerer overfladetemperaturer, der kræves til flydende vand. Der er alternative og måske mere eksotiske livsformer i universet, men livet som vi kender det kræver vand. Livet har også været heldig at undgå meget store asteroide påvirkninger., En klump sten, der er væsentligt større end den, der fører til dinosaurernes død for omkring 66 m år siden, kunne have steriliseret jorden fuldstændigt.
men hvad nu hvis livet havde været i stand til at skubbe ned på den ene side af skalaerne af formue? Hvad hvis livet på en eller anden måde gjorde sit eget held ved at reducere virkningerne af planetariske forstyrrelser? Dette fører til det centrale udestående spørgsmål i Gaia-hypotesen: hvordan er planetarisk selvregulering beregnet til at fungere?,
Mens den naturlige udvælgelse er en kraftfuld forklarende mekanisme, der kan redegøre for meget af de ændringer, vi observerer i arter over tid, har vi manglet en teori, der kunne forklare, hvordan den levende og ikke-levende elementer af en planet producere selvregulering. Derfor er gaia-hypotesen typisk blevet betragtet som interessant, men spekulativ – og ikke baseret på nogen testbar teori.
valg af stabilitet
Vi mener, at der endelig er en forklaring på Gaia-hypotesen., Mekanismen er baseret på “sekventiel udvælgelse”, et koncept først foreslået af klimaforsker Richard Betts i begyndelsen af 2000 ‘ erne. i princippet er det meget enkelt. Efterhånden som livet opstår på en planet, begynder det at påvirke miljøforholdene, og dette kan organisere sig i stabiliserende stater, der fungerer som en termostat og har tendens til at fortsætte, eller destabilisere løbske tilstande som f.eks.,
Hvis det stabiliseres, er scenen indstillet til yderligere biologisk udvikling, der med tiden vil omkonfigurere sæt af interaktioner mellem liv og planet. Et berømt eksempel er oprindelsen af iltproducerende fotosyntese for omkring 3 milliarder år siden, i en verden, der tidligere var blottet for ilt. Hvis disse nyere interaktioner stabiliserer, fortsætter planetsystemet med at selvregulere. Men nye interaktioner kan også producere forstyrrelser og Runa .ay feedbacks. I tilfælde af fotosyntese førte det til en pludselig stigning i atmosfæriske iltniveauer i “Great O .idation Event” omkring 2.,3 milliarder år siden. Dette var en af de sjældne perioder i Jordens historie, hvor ændringen var så udtalt, at den sandsynligvis udslettede meget af den etablerede biosfære og effektivt genstartede systemet.
chancerne for liv og miljø spontant organisering i selvregulerende tilstande kan være meget højere, end du ville forvente. I betragtning af tilstrækkelig biodiversitet kan det være meget sandsynligt. Men der er en grænse for denne stabilitet. Skub systemet for langt, og det kan gå ud over et vippepunkt og hurtigt kollapse til en ny og potentielt meget anderledes tilstand.,
Dette er ikke en rent teoretisk øvelse, da vi tror, at vi måske kan teste teorien på en række forskellige måder. Mindste skala, der ville involvere eksperimenter med forskellige bakteriekolonier. I en meget større skala ville det involvere søgning efter andre biosfærer omkring andre stjerner, som vi kunne bruge til at estimere det samlede antal biosfærer i universet – og så ikke kun hvor sandsynligt det er for livet at dukke op, men også at fortsætte.
relevansen af vores fund til aktuelle bekymringer over klimaændringer er ikke undgået os. Uanset hvad mennesker gør, vil livet fortsætte på en eller anden måde. Men hvis vi fortsætter med at udsende drivhusgasser og så ændrer atmosfæren, risikerer vi at producere farlige og potentielt løbende klimaændringer. Dette kunne i sidste ende stoppe den menneskelige civilisation med at påvirke atmosfæren, hvis bare fordi der ikke vil være nogen menneskelig civilisation tilbage.
Gaias selvregulering kan være meget effektiv., Men der er intet bevis for, at det foretrækker en form for liv frem for en anden. Utallige arter er opstået og forsvandt derefter fra jorden i løbet af de sidste 3, 7 milliarder år. Vi har ingen grund til at tro, at Homo sapiens er anderledes i den henseende.