Romolo Tavani / kepenkler

Muhtemelen dünyadaki yaşamın nasıl başladığını asla bilemeyeceğiz. Belki sığ güneşli bir havuzda. Veya kırma okyanusun derinliklerinde, maden kabuğundaki sıcak maden zengini çorbayı fırlatan çatlakların yakınındaki yüzeyin altındaki kilometrelerce. Yaşam için iyi bir kanıt olsa da en az 3.7 milyar yıl önce, ne zaman başladığını tam olarak bilmiyoruz.

Ancak bu geçmekte olan aeonlar belki daha da dikkat çekici bir şey üretti: hayat devam etti. Büyük asteroit etkilerine, felaket yanardağ aktivitesine ve aşırı iklim değişikliğine rağmen, yaşam sadece kayalık dünyamıza yapışmayı değil, gelişmeyi de başardı.

Bu nasıl oldu? Yakın zamanda yayınladığımız meslektaşlarımızla yaptığımız araştırmalar Ekoloji ve Evrimdeki Eğilimler Gaia hipotezi için yeni bir açıklama yaparak cevabın önemli bir bölümünü sunmaktadır.

Bilim adamı ve mucit tarafından geliştirildi James Lovelockve mikrobiyolog Lynn Margulis, Gaia hipotezi Başlangıçta, yaşamın, Dünya'nın kabuğu, okyanuslar ve atmosferi ile etkileşimleriyle, gezegenin yüzeyindeki koşullar üzerinde - özellikle atmosfer ve iklimin kompozisyonu - üzerinde dengeleyici bir etki yarattığını öne sürdü. Böyle bir kendi kendini düzenleyen süreç ile yaşam, onu düzenleyici olmayan gezegenlerde yok edecek koşullar altında hayatta kalabildi.

Lovelock, 1960'lerde NASA için çalışırken Gaia hipotezini formüle etti. Hayatın dünyada pasif bir yolcu olmadığını kabul etti. Aksine, gezegeni derinlemesine değiştirdi, kireçtaşı gibi yeni kayalar yarattı, atmosferi oksijen üreterek etkiledi ve azot, fosfor ve karbon gibi elementlerin döngüsünü yönlendirdi. Fosil yakıtları yakmamıza ve böylece karbondioksiti serbest bırakmamıza bağlı olarak ortaya çıkan insan kaynaklı iklim değişikliği, yaşamın Dünya sistemini etkilemesinin en yeni yoludur.

Şimdi yaşamın gezegen üzerinde güçlü bir güç olduğu kabul edilmekle birlikte, Gaia hipotezi tartışmalıdır. Yüzey sıcaklıklarının, göze çarpan bir istisna dışında, yaygın sıvı su için gerekli aralıkta kaldığına dair kanıtlara rağmen, birçok bilim insanı, bunu sadece iyi şansa bağlar. Dünya tamamen bir buz evine ya da sıcak bir eve girdiyse (Mars ya da Venüs'ü düşünün) o zaman hayat tükenir ve burada nasıl uzun süre devam ettiğini merak etmek için burada olmazdık. Bu bir şekli antropik seçim argümanı Bu açıklayacak bir şey olmadığını söylüyor.

Açıkçası, dünyadaki yaşam şanslıydı. İlk etapta, Dünya yaşanabilir bölge içindedir - güneşi sıvı su için gerekli yüzey sıcaklıklarını üreten bir mesafeden yörüngeye çevirir. Evrende alternatif ve belki de daha egzotik bir yaşam biçimi var, ama bildiğimiz gibi yaşam su gerektiriyor. Yaşam aynı zamanda çok büyük asteroit etkilerinden kaçındığı için şanslıydı. Dinozorların ölümüne yol açandan çok daha büyük bir kaya yığını bazı 66m yıllar önce Dünyayı tamamen sterilize edebilirdi.

Fakat ya hayat, servet skalasının bir tarafını aşağıya itebilseydi? Bir anlamda yaşam gezegen ölçeği rahatsızlıklarının etkilerini azaltarak kendi şansını yaratırsa ne olur? Bu, Gaia hipotezinde merkezi olarak öne çıkan bir soruna yol açar: gezegensel öz düzenleme nasıl çalışmak içindir?

Doğal seçilim, zaman içinde türlerde gözlemlediğimiz değişimin çoğunu hesaba katabilecek güçlü bir açıklayıcı mekanizma olsa da, bir gezegenin yaşayan ve yaşayan olmayan öğelerinin nasıl kendini düzenlemeyi ürettiğini açıklayabilecek bir teoriden yoksundur. Sonuç olarak, Gaia hipotezi tipik olarak ilginç fakat spekülatif olarak kabul edildi - ve test edilebilir herhangi bir teori temelli.

İstikrar için seçme

Sonunda Gaia hipotezi için bir açıklamamız olduğunu düşünüyoruz. Mekanizma “sıralı seçim” dir. Prensip olarak çok basit. Yaşam bir gezegende ortaya çıktıkça, çevre koşullarını etkilemeye başlar ve bu, termostat gibi hareket eden ve ısınma eğilimi gösteren ya da bu gibi kaçak durumları dengesizleştiren durumları düzenleyebilir. kartopu Dünya olayları Bu, karmaşık yaşamın başlangıcını, yıllar önce 600m'den daha fazla söndürdü.

Eğer dengede kalırsa, sahne, zamanla yaşam ve gezegen arasındaki etkileşimler kümesini yeniden yapılandıracak biyolojik evrim için hazırlanmıştır. Ünlü bir örnek oksijen üreten fotosentezin kökeni 3 milyar yıl önce, daha önce oksijensiz bir dünyada. Bu yeni etkileşimler dengeleniyorsa, gezegen sistemi kendini düzenlemeye devam eder. Ancak yeni etkileşimler ayrıca kesintiler ve geri dönüşlü geri bildirimler üretebilir. Fotosentez durumunda, atmosferik oksijen seviyelerinde ani bir yükselişe yol açtı.Büyük Oksidasyon Olayı”Yaklaşık 2.3 milyar yıl önce. Bu, Dünya tarihinde, değişimin o kadar belirgin olduğu yerdeki nadir dönemlerden biriydi ve muhtemelen görevdeki biyosferlerin çoğunu sildi ve sistemi etkili bir şekilde yeniden başlattı.

{youtube}3rtNO8O2TKA{/youtube} Seçim mekanizması

Kendi kendini düzenleyen hallerde kendiliğinden örgütlenen yaşam ve çevre şansı beklediğinizden çok daha yüksek olabilir. Gerçekte, yeterli biyolojik çeşitlilik verildiğinde, son derece muhtemel olabilir. Ancak bu istikrarın bir sınırı var. Sistemi çok fazla itin, devrilme noktasının ötesine geçebilir ve hızla yeni ve potansiyel olarak çok farklı bir duruma çökebilir.

Bu tamamen teorik bir alıştırma değil, teoriyi çeşitli şekillerde test edebileceğimizi düşündüğümüzden. Çeşitli bakteri kolonileri ile deneyler içerecek en küçük ölçekte. Çok daha büyük bir ölçekte, evrendeki toplam biyosfer sayısını tahmin etmek için kullanabileceğimiz diğer yıldızların etrafındaki diğer biyosferleri araştırmayı da içerecektir - ve böylece sadece yaşamın ortaya çıkmasının ne kadar muhtemel olduğu değil, aynı zamanda devam etmesi de mümkün olacaktır.

Bulgularımızın iklim değişikliğiyle ilgili mevcut endişelerle ilgisi bizden kaçmadı. İnsanlar ne yaparsa yapsın yaşamı bir şekilde sürdürecek. Ancak, sera gazı yaymaya devam edersek ve böylece atmosferi değiştirirsek, tehlikeli ve potansiyel olarak kaçak iklim değişikliği üretme riskini de alırız. Bu, nihayetinde atmosferi etkileyen insan medeniyetini durdurabilir, çünkü sadece insan medeniyeti kalmayacak.

Gaian'ın kendini düzenlemesi çok etkili olabilir. Ancak bir yaşam biçimini diğerine tercih ettiğine dair kanıt yoktur. Sayısız tür ortaya çıkmış ve geçtiğimiz 3.7 milyar yıl boyunca Dünya'dan kaybolmuştur. Bunu düşünmek için hiçbir nedenimiz yok Homo sapiens Bu açıdan farklı.

Yazar hakkında

James Dyke, Sürdürülebilirlik Bilimi Doçenti, University of Southampton ve Tim Lenton, Global Sistemler Enstitüsü Direktörü, University of Exeter

Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar

at InnerSelf Pazarı ve Amazon