Romolo Tavani / shutterstock

ما احتمالا هرگز نمی دانیم که زندگی روی زمین آغاز شده است. شاید در استخر آفتابی کم عمق. یا در اقیانوس خرد کن عمیق مایل به زیر سطح در نزدیکی شکاف در پوسته زمین است که از سوپ گرم غنی از معدنی است. در حالی که شواهد خوبی برای زندگی وجود دارد حداقل 3.7 میلیارد سال پیش، دقیقا زمانی که شروع می شود، دقیقا نمی دانیم.

اما این گذرگاه ها چیزی را شاید حتی قابل توجه تر ساخته اند: زندگی ادامه داشته است. علیرغم اعمال گسترده سیارکها، فعالیت آتشفشانها و تغییرات شدید آب و هوایی، زندگی موفق شده است نه فقط به دنیای سنگین ما، بلکه به رشد و شکوفایی برسد.

چگونه این اتفاق افتاد؟ تحقیقاتی که اخیرا با همکاران خود در روند زیست شناسی و تکامل بخش مهمی از پاسخ را ارائه می دهد، توضیحی جدید برای فرضیه Gaia ارائه می دهد.

توسعه یافته توسط دانشمند و مخترع جیمز لاولاکو میکروبشناسی لین مارگولیساز فرضیه گایا در ابتدا تصور می شد که زندگی، از طریق تعاملات آن با پوسته زمین، اقیانوس ها و جو زمین، اثر ثبات دهنده ای بر روی شرایط روی سطح سیاره ایجاد کرد - به ویژه ترکیبات جو و آب و هوا. با چنین فرایندی خودتنظیم در جای خود، زندگی توانسته است در شرایطی زندگی کند که در سیارات غالبا تنظیم می شود.

Lovelock در حالی که برای NASA در 1960s کار می کند، فرضیه Gaia را تشکیل می دهد. او به رسمیت شناخته شده است که زندگی یک مسافر غیر فعال در زمین نیست. در عوض، این سیاره به طور عمیق بازسازی شده است، سنگهای جدیدی مانند سنگ آهک ایجاد می کنند که با تولید اکسیژن جو را تحت تاثیر قرار می دهند و چرخه های عناصر مانند نیتروژن، فسفر و کربن را رانندگی می کنند. تغییرات اقلیمی تولید شده توسط انسان، که عمدتا ناشی از سوختن سوخت های فسیلی ما است و به همین ترتیب دی اکسید کربن، تنها آخرین راه زندگی بر سیستم زمین است.

در حال حاضر پذیرفته شده است که زندگی یک نیروی قدرتمند در این سیاره است، فرضیه Gaia بحث انگیز است. با وجود شواهدی مبنی بر اینکه دمای سطحی، استثنائی های قابل توجهی را در بر می گیرد، در محدوده ای که برای آب مایع گسترده مورد نیاز است، باقی می ماند، بسیاری از دانشمندان این را به سادگی به موفقیت می رسانند. اگر زمین به طور کامل به یک خانه یخ یا خانه ی داغ برسد (فکر می کنم مریخ یا زهره)، زندگی منحرف می شد و ما نمی توانستیم در اینجا تعجب کنیم که چگونه تا به حال آن را ادامه داده است. این یک فرم است استدلال انتخاب انسان می گوید هیچ چیزی برای توضیح وجود ندارد

واضح است که زندگی روی زمین خوش شانس است. در مرحله اول، زمین در داخل منطقه قابل سکونت است - آن را به دور خورشید درازایی که تولید دمای سطح مورد نیاز برای آب مایع است. اشکال جایگزین و شاید عجیب و غریب زندگی در جهان وجود دارد، اما زندگی، همانطور که میدانیم، نیاز به آب دارد. زندگی همچنین خوش شانسی برای جلوگیری از اثرات سیارک بسیار بزرگ است. یک توده سنگ به طور قابل توجهی بزرگتر از آن چیزی است که منجر به مرگ دایناسورها می شود برخی از 66m سال پیش می تواند به طور کامل زمین را استریل کرده است.

اما اگر زندگی بتواند در یک طرف مقیاس ثروت قرار بگیرد چه؟ اگر زندگی به نحوی شانس خود را با کاهش تاثیرات اختلالات در مقیاس سیاره ای انجام دهد، چه می شود؟ این مسئله به مسئله برجسته مرکزی در فرضیه Gaia منجر می شود: چگونگی خودارائه سیاره ای به کار می رود؟

در حالی که انتخاب طبیعی یک مکانیزم توضیحی قوی است که می تواند بسیاری از تغییراتی را که در طول زمان در گونه ها مشاهده می شود، به حساب بیاندازد، ما فاقد نظریه ای هستیم که می تواند توضیح دهد که چگونه عناصر زنده و غیر زندگی یک سیاره خودرا تنظیم می کنند. در نتیجه، فرضیه Gaia به طور معمول به عنوان جالب، اما گمانه زنی در نظر گرفته شده است - و نه در هر تئوری قابل آزمون.

انتخاب ثبات

ما فکر می کنیم که ما در نهایت برای فرضیه Gaia توضیح می دهیم. این مکانیزم "انتخاب پیوسته" است. در اصل آن بسیار ساده است. همانطور که زندگی بر روی یک سیاره ظاهر می شود، شروع به تحت تاثیر قرار شرایط محیطی می کند و می تواند به حالت های تثبیت کننده ای که مانند ترموستات عمل می کنند، تمایل داشته باشد و یا بی ثبات کردن حالت های فرار مانند رویدادهای زمین برفی که نزدیک به شروع زندگی پیچیده بیش از 600m سال پیش خاموش است.

اگر آن را تثبیت کند، صحنه برای تکامل بیشتر بیولوژیکی تنظیم می شود که در آن زمان مجموعه ای از تعاملات بین زندگی و سیاره را دوباره تنظیم می کند. مثال معروف این است منشأ فتوسنتز تولید اکسیژن در حدود میلیارد سال پیش 3 در دنیایی که قبلا از اکسیژن نداشت. اگر این تعاملات جدید تثبیت شود، سیستم سیاره ای همچنان خود را تنظیم می کند. اما تعاملات جدید نیز می تواند باعث اختلالات و بازخوردهای فرار شود. در مورد فتوسنتز آن منجر به افزایش ناگهانی در سطوح اکسیژن جو در "رویداد اکسیداسیون بزرگ"در حدود میلیارد سال پیش 2.3. این یکی از دوره های نادر در تاریخ زمین بود که در آن تغییر چنان واضح بود که احتمالا بسیاری از بیوسفر های حاکم را از بین می برد، به طور موثر راه اندازی مجدد سیستم را از بین می برد.

{youtube}3rtNO8O2TKA{/youtube} مکانیزم انتخاب

شانس زندگی و محیط زیست خود به خودی سازماندهی به دولت خود تنظیم می تواند بسیار بالاتر از شما انتظار می رود. اگر واقعیت، با توجه به تنوع زیستی کافی، ممکن است خیلی زیاد باشد. اما محدودیتی برای این ثبات وجود دارد. سیستم را بیش از حد فشار دهید و ممکن است فراتر از نقطه اوج قرار گیرد و به سرعت به یک دولت جدید و به طور بالقوه بسیار متفاوت فرو می رود.

این یک تمرین صرفا نظری نیست، زیرا ما فکر می کنیم که ما توانستیم تئوری را به روشهای مختلف آزمایش کنیم. در کوچکترین مقیاس آزمایش های مختلف با کلنی های باکتریایی را شامل می شود. در مقیاس بسیار بزرگتر، جستجو برای بقیه فضاهای دیگر در اطراف ستاره های دیگر، که ما می توانیم برای برآورد تعداد کل فضاهای موجود در جهان استفاده کنیم، - و نه تنها این که چگونه این احتمال برای زندگی وجود دارد، بلکه همچنان ادامه دارد.

ارتباط یافتن یافته های ما با نگرانی های فعلی نسبت به تغییرات آب و هوایی از ما فرار نکرده است. هر چه انسانها زندگی کنند، به یک یا چند راه ادامه خواهند داد. اما اگر ما همچنان گازهای گلخانه ای را انتشار می دهیم و بنابراین جو را تغییر می دهیم، ما در معرض خطر تولید تغییرات اقلیمی خطرناک و به طور بالقوه فراریم. این امر در نهایت می تواند تمدن بشری را که بر جو زمین متمرکز می شود متوقف کند، تنها به این دلیل که تمدن بشری وجود نخواهد داشت.

خود تنظیمی Gaian ممکن است بسیار موثر باشد. اما شواهدی وجود ندارد که یک نوع زندگی را نسبت به دیگری ترجیح دهد. گونه های بی شماری پس از میلیارد سال 3.7 از زمین پدید آمده اند و پس از آن ناپدید شدند. ما هیچ دلیلی برای فکر کردن نداریم نام علمی انسان هر کدام از اینها متفاوت است.

درباره نویسنده

جیم دیک، دانشیار علوم پایدار، دانشگاه ساتمتون و تیم لنتون، مدیر موسسه جهانی سیستم، دانشگاه اکستر

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

at InnerSelf Market و آمازون