Земята е жив организъм и глобалните катастрофи са само от полза за нея. Хипотезата на Лавлок

Земята не е просто геоид, въртящ се около звезда, а сложен, саморегулиращ се организъм. Тази идея, трябва да се каже, доста смела за времето си, беше представена през 70-те години на миналия век от химика Джеймс Лавлок и микробиолога Лин Маргулис. Те го нарекоха хипотезата на Гея, на името на древногръцката богиня на Земята. И ако Земята е организъм, тогава как се справя с „паразитите“ и катаклизмите, които не й причиняват нищо, освен да й вредят?

Наскоро учени от университета в Ексетър проведоха интересно проучване, чиито резултати преобръщат разбирането ни за ролята на бедствията в развитието на живота с главата надолу. Оказва се, че в крайна сметка може и да не са толкова лоши. Нека да го разберем!

Гея срещу Медея

Има две интересни гледни точки за това как се развива животът на Земята. Първата е хипотезата за Гея . Той гласи, че животът на планетата и самата планета са единна система, която се стреми към саморегулация и подобряване на условията за съществуване. Според привържениците на тази хипотеза Земята непрекъснато „работи“ за увеличаване на биоразнообразието и сложността на живота. Колкото повече видове има и колкото по-сложни са връзките между тях, толкова по-стабилна е системата като цяло.

Друга гледна точка е по-мрачна. Нарича се хипотезата на Медея , след митологичното детеубийство. Поддръжниците на тази хипотеза смятат, че животът, напротив, има тенденция към самоунищожение. Подобно на паразит, той постепенно „отравя” планетата, влошавайки условията за собственото си съществуване. И в крайна сметка всичко завършва с глобална катастрофа и изчезване.

Вероятно истината, както винаги, е някъде по средата. От една страна, природата се възстановява относително бързо след горски пожари, вулканични изригвания и дори ядрени експлозии. Живите организми намират начини да оцелеят в най-екстремните условия.

От друга страна е трудно да се отрече, че човешката дейност нанася огромни вреди на околната среда. Замърсяваме въздуха и водата, изсичаме гори, изчерпваме природните ресурси... Понякога изглежда, че човечеството съзнателно върви към самоунищожение, за което предупреждават привържениците на хипотезата за Медея.

Между другото, чудесен пример е Голямото окислително събитие, което се случи преди около 2,5 милиарда години. По това време рязко се е увеличило съдържанието на кислород в земната атмосфера, което е причинено от еволюцията на фотосинтезиращите организми. Беше катастрофа за анаеробните бактерии, които не можеха да живеят в кислородна среда. Повечето от тях загинаха. Но кислородът даде тласък на развитието на по-сложни форми на живот, включително нашите предци. Сега разберете къде е Гея и къде е Медея...

Компютърен модел на живота: експеримент с бедствия

За да разберат този труден въпрос, група учени от университета в Ексетър решиха да проведат доста интересен експеримент. Те създадоха компютърен модел на коеволюция, наречен " Заплетена природа".

Моделът симулира еволюцията на видовете, свързани чрез сложни екологични взаимодействия. С прости думи учените са създали виртуален свят, населен от различни организми, които се изяждат помежду си, конкурират се за ресурси и влияят на околната среда.

Тогава учените започнаха да създават различни бедствия в този виртуален свят. Може да е внезапна промяна на климата, сблъсък с астероид или друго събитие, което води до масова смърт на организми. Учените променят силата и продължителността на бедствията, както и броя на "убежищата", където животът може да оцелее при неблагоприятни условия.

Разбира се, всичко това е само компютърен модел. Тя не може да вземе предвид всички фактори, които влияят на живота. Но прави възможно провеждането на експерименти, които не могат да бъдат възпроизведени в реалния свят. Не можем просто умишлено да бомбардираме Земята с астероид, за да видим как ще се отрази на биоразнообразието, нали? Но във виртуалния свят – моля.

Резултати от експеримента

Така след хиляди симулации учените стигнаха до доста неочаквано заключение. Оказва се, че бедствията, въпреки че увеличават риска от пълно изчезване, в случай на оцеляване водят до увеличаване на разнообразието и сложността на жизнените системи. Тоест онези виртуални светове, които са оцелели след бедствията, са станали по-населени и по-сложно организирани от тези, които са били в относителен мир. Получава се парадокс: колкото по-зле, толкова по-добре? Как действа?

Учените го обясняват така. Първо, бедствията освобождават екологични ниши. Да вземем например гора, в която всички дървета са от един и същи вид. Възниква пожар и гората изгаря. Всичко, което остава, е пепел и шепа оцелели дървета. Но пепелта е отличен тор, а освободеното пространство е шанс за нови видове растения и животни. И на мястото на монотонната гора се появява по-сложна и разнообразна екосистема.

Второ, важна роля играят именно онези „убежища“, които вече споменах. Това могат да бъдат дълбоководни ровове, пещери – всякакви места, където животът може да оцелее при неблагоприятни условия. От тези „убежища“ след катастрофата оцелелите организми започват да се разпръскват и заемат освободените ниши. И колкото по-сложна е първоначалната екосистема, толкова по-голям е шансът различни видове да оцелеят в тези „убежища“, които след това ще породят нов, още по-сложен живот.

След масовото изчезване на динозаврите преди около 66 милиона години, много екологични ниши станаха достъпни. И кой ги окупира? Точно така, бозайници, които дотогава са били просто малки и незабележими създания. Те започнаха да се развиват бързо, заемайки различни ниши и в крайна сметка дадоха началото на цялото разнообразие от бозайници, включително хората. Така че, ако не беше този астероид, който унищожи динозаврите, ние нямаше да съществуваме.

Критика и контрааргументи

Разбира се, не всички учени са съгласни с констатациите на това изследване. Има и такива, които вярват, че бедствията винаги са лоши и че не могат да доведат до увеличаване на сложността на живота. Тази гледна точка е особено активно защитавана от привържениците на хипотезата за Медея. Те посочват, че самият живот на Земята често е причина за бедствия. И че тези бедствия по правило водят до влошаване на условията на живот, а не до подобряване.

Например Питър Уорд, палеонтолог от Вашингтонския университет и един от водещите поддръжници на хипотезата за Медея, вярва, че Голямото събитие на кислород е пример за това как животът може да навреди на себе си.

"Само си представете", казва той, "първият живот се появява на една планета и след това се развива по такъв начин, че започва да произвежда кислород, който убива почти всички живи същества. Не е ли това самоубийство?"

Всъщност историята на Земята познава много примери, когато еволюцията е довела до глобални промени и изчезване. Така че аргументите на привържениците на хипотезата за Медея също имат право на съществуване.

Авторите на изследването, разбира се, са наясно с тази критика. Те не отричат, че животът може да причини бедствия и че тези бедствия могат да бъдат много разрушителни. Но те подчертават, че техният модел е просто идеализация, опростяване на реалността. Той не взема предвид всички подробности за биологичния живот, а по-скоро се опитва да идентифицира общи принципи, които биха могли да работят на други планети. И тези принципи, твърдят те, показват, че в дългосрочен план животът има тенденция към нарастваща сложност, дори и да го прави чрез катастрофи.

Търсим братя по ум или поне в аминокиселините

Добре тогава. Всичко това, разбира се, е интересно, но каква практическа полза ни носи? Резултатите от това изследване могат да помогнат в една от най-трудните задачи – търсенето на извънземен живот.

Търсенето на живот извън Земята е много скъпо и трудоемко начинание. Не можете просто да летите до всяка звезда, за да проверите дали има някой там. Следователно са необходими някои критерии, които ще помогнат да се стесни търсенето и да се съсредоточи вниманието върху онези планети, където вероятността за откриване на живот е най-висока. И тук могат да бъдат полезни резултатите от проучването за въздействието на бедствията върху развитието на живота.

Авторите предполагат, че планетите, които са преживели големи катастрофи в миналото, може да имат по-добър шанс да развият сложен живот. защо Защото бедствията създават условия за появата на нови екологични ниши и за еволюционен скок.

Планетите, разположени на ръба на обитаемата зона, тоест на границата, където водата все още може да съществува в течна форма, са най-интересни в това отношение. В крайна сметка те най-вероятно са преживели резки климатични колебания и други катаклизми, които биха могли да стимулират развитието на живота.

Допълнителен интерес представляват планети, които са претърпели орбитални измествания или сблъсъци с астероиди. Ако една планета мирно обикаля около своята звезда милиарди години и на нея се е развила доста проста екосистема. И тогава се случи нещо необичайно, като сблъсък с огромен астероид. Това доведе до глобално изменение на климата, изчезване на много видове, но в същото време създаде възможности за появата на нещо напълно ново.

Разбира се, всичко това е само теория. Както астробиологът Чарлз Линуивър правилно отбеляза, нито един от параметрите, използвани в изследването, не може да бъде наблюдаван директно на екзопланети. Не можем да видим дали са имали бедствия в миналото или колко сложна е екосистемата им. Но е възможно да се търсят косвени признаци, например чрез анализиране на състава на атмосферата на екзопланети в търсене на биомаркери – газове, които могат да показват наличието на живот.

Ако открием такива биомаркери на планета, претърпяла големи катастрофи в миналото, това ще бъде много силен аргумент в полза на съществуването на живот там.

В края на краищата именно там, както показват изследванията, може да се намери най-интересният и сложен живот. Може би нашите братя по интелект (или поне по аминокиселини) изобщо не живеят в райските градини, а на планети, преживели повече от една апокалиптична катастрофа. И точно заради тези бедствия те станаха това, което са.