Romolo Tavani / shutterstock
Πιθανότατα δεν θα μάθουμε ποτέ πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη. Ίσως σε μια ρηχή ηλιόλουστη πισίνα. Ή στα συντριπτικά βάθη του ωκεανού, μίλια κάτω από την επιφάνεια, κοντά σε ρωγμές στο φλοιό της Γης που εκτόξευσαν καυτή σούπα πλούσια σε ορυκτά. Ενώ υπάρχουν καλά στοιχεία για τη ζωή τουλάχιστον πριν από 3.7 δισεκατομμύρια χρόνια, δεν ξέρουμε πότε ακριβώς ξεκίνησε.
Αλλά αυτοί οι περαστικοί αιώνες έχουν δημιουργήσει κάτι ίσως ακόμη πιο αξιοσημείωτο: η ζωή έχει επιμείνει. Παρά τις τεράστιες κρούσεις αστεροειδών, την κατακλυσμική ηφαιστειακή δραστηριότητα και την ακραία κλιματική αλλαγή, η ζωή κατάφερε όχι απλώς να προσκολληθεί στον βραχώδη κόσμο μας αλλά και να ευδοκιμήσει.
Πως εγινε αυτο? Έρευνα που δημοσιεύσαμε πρόσφατα με συναδέλφους στο Τάσεις στην Οικολογία και την Εξέλιξη προσφέρει ένα σημαντικό μέρος της απάντησης, παρέχοντας μια νέα εξήγηση για την υπόθεση της Γαίας.
Αναπτύχθηκε από επιστήμονα και εφευρέτη James Lovelockκαι μικροβιολόγος Λιν Μάργκλης, τη Υπόθεση Gaia αρχικά πρότεινε ότι η ζωή, μέσω των αλληλεπιδράσεών της με τον φλοιό της Γης, τους ωκεανούς και την ατμόσφαιρα, παρήγαγε μια σταθεροποιητική επίδραση στις συνθήκες στην επιφάνεια του πλανήτη – ιδιαίτερα στη σύνθεση της ατμόσφαιρας και του κλίματος. Με μια τέτοια αυτορυθμιζόμενη διαδικασία, η ζωή μπόρεσε να επιβιώσει υπό συνθήκες που θα την είχαν εξαφανίσει σε μη ρυθμιζόμενους πλανήτες.
Ο Lovelock διατύπωσε την υπόθεση της Gaia ενώ εργαζόταν για τη NASA τη δεκαετία του 1960. Αναγνώρισε ότι η ζωή δεν ήταν παθητικός επιβάτης στη Γη. Μάλλον έχει αναδιαμορφώσει βαθιά τον πλανήτη, δημιουργώντας νέα πετρώματα όπως ο ασβεστόλιθος, επηρεάζοντας την ατμόσφαιρα παράγοντας οξυγόνο και οδηγώντας τους κύκλους στοιχείων όπως το άζωτο, ο φώσφορος και ο άνθρακας. Η αλλαγή του κλίματος που παράγεται από τον άνθρωπο, η οποία είναι σε μεγάλο βαθμό συνέπεια της καύσης ορυκτών καυσίμων και έτσι της απελευθέρωσης διοξειδίου του άνθρακα, είναι απλώς ο πιο πρόσφατος τρόπος με τον οποίο η ζωή επηρεάζει το σύστημα της Γης.
Ενώ είναι πλέον αποδεκτό ότι η ζωή είναι μια ισχυρή δύναμη στον πλανήτη, η υπόθεση της Γαίας παραμένει αμφιλεγόμενη. Παρά τις ενδείξεις ότι οι επιφανειακές θερμοκρασίες, εκτός από μερικές αξιοσημείωτες εξαιρέσεις, παρέμειναν εντός του εύρους που απαιτείται για το ευρέως διαδεδομένο υγρό νερό, πολλοί επιστήμονες το αποδίδουν απλώς στην καλή τύχη. Εάν η Γη είχε κατέβει εντελώς σε ένα σπίτι από πάγο ή ένα θερμό σπίτι (σκεφτείτε τον Άρη ή την Αφροδίτη), τότε η ζωή θα είχε εξαφανιστεί και δεν θα ήμασταν εδώ για να αναρωτιόμαστε πώς είχε επιμείνει για τόσο καιρό. Αυτή είναι μια μορφή επιχείρημα ανθρωπικής επιλογής αυτό λέει ότι δεν υπάρχει τίποτα να εξηγήσει.
Σαφώς, η ζωή στη Γη ήταν τυχερή. Στην πρώτη περίπτωση, η Γη βρίσκεται εντός της κατοικήσιμης ζώνης - περιφέρεται γύρω από τον ήλιο σε απόσταση που παράγει επιφανειακές θερμοκρασίες που απαιτούνται για το υγρό νερό. Υπάρχουν εναλλακτικές και ίσως πιο εξωτικές μορφές ζωής στο σύμπαν, αλλά η ζωή όπως την ξέρουμε απαιτεί νερό. Η ζωή είχε επίσης την τύχη να αποφύγει πολύ μεγάλες κρούσεις αστεροειδών. Ένα κομμάτι βράχου πολύ μεγαλύτερο από αυτό που οδήγησε στην εξαφάνιση των δεινοσαύρων πριν από περίπου 66 εκατομμύρια χρόνια θα μπορούσε να είχε αποστειρώσει εντελώς τη Γη.
Τι θα γινόταν όμως αν η ζωή είχε καταφέρει να σπρώξει προς τα κάτω τη μία πλευρά της ζυγαριάς της τύχης; Τι θα γινόταν αν η ζωή κατά κάποιο τρόπο έκανε τη δική της τύχη μειώνοντας τις επιπτώσεις των διαταραχών σε πλανητική κλίμακα; Αυτό οδηγεί στο κεντρικό εκκρεμές ζήτημα στην υπόθεση της Γαίας: πώς προορίζεται να λειτουργήσει η πλανητική αυτορρύθμιση;
Ενώ η φυσική επιλογή είναι ένας ισχυρός επεξηγηματικός μηχανισμός που μπορεί να εξηγήσει πολλές από τις αλλαγές που παρατηρούμε στα είδη με την πάροδο του χρόνου, μας λείπει μια θεωρία που θα μπορούσε να εξηγήσει πώς τα ζωντανά και μη στοιχεία ενός πλανήτη παράγουν αυτορρύθμιση. Κατά συνέπεια, η υπόθεση της Γαίας θεωρείται συνήθως ενδιαφέρουσα αλλά εικαστική – και όχι στηρίζεται σε οποιαδήποτε ελεγχόμενη θεωρία.
Επιλογή για σταθερότητα
Νομίζουμε ότι έχουμε επιτέλους μια εξήγηση για την υπόθεση της Γαίας. Ο μηχανισμός είναι «διαδοχική επιλογή». Καταρχήν είναι πολύ απλό. Καθώς η ζωή αναδύεται σε έναν πλανήτη, αρχίζει να επηρεάζει τις περιβαλλοντικές συνθήκες, και αυτό μπορεί να οργανωθεί σε σταθεροποιητικές καταστάσεις που λειτουργούν σαν θερμοστάτη και τείνουν να επιμένουν, ή αποσταθεροποιώντας καταστάσεις φυγής, όπως η εκδηλώσεις χιονοστιβάδας της γης που σχεδόν έσβησε τις απαρχές της πολύπλοκης ζωής πριν από περισσότερα από 600 εκατομμύρια χρόνια.
Εάν σταθεροποιηθεί, τότε το σκηνικό έχει ρυθμιστεί για περαιτέρω βιολογική εξέλιξη που με τον καιρό θα αναδιαμορφώσει το σύνολο των αλληλεπιδράσεων μεταξύ ζωής και πλανήτη. Ένα διάσημο παράδειγμα είναι το προέλευση της φωτοσύνθεσης που παράγει οξυγόνο πριν από περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια, σε έναν κόσμο που προηγουμένως δεν είχε οξυγόνο. Εάν αυτές οι νεότερες αλληλεπιδράσεις σταθεροποιούνται, τότε το πλανητικό σύστημα συνεχίζει να αυτορυθμίζεται. Αλλά οι νέες αλληλεπιδράσεις μπορούν επίσης να προκαλέσουν διαταραχές και απρόσμενες ανατροφοδοτήσεις. Στην περίπτωση της φωτοσύνθεσης οδήγησε σε απότομη αύξηση των επιπέδων οξυγόνου της ατμόσφαιρας στο "Μεγάλη εκδήλωση οξείδωσηςΠριν από περίπου 2.3 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτή ήταν μια από τις σπάνιες περιόδους στην ιστορία της Γης όπου η αλλαγή ήταν τόσο έντονη που πιθανότατα εξαφάνισε μεγάλο μέρος της υφιστάμενης βιόσφαιρας, επανεκκινώντας ουσιαστικά το σύστημα.
{youtube}3rtNO8O2TKA{/youtube} Ο μηχανισμός επιλογής.
Οι πιθανότητες της ζωής και του περιβάλλοντος να οργανωθούν αυθόρμητα σε αυτορυθμιζόμενες καταστάσεις μπορεί να είναι πολύ υψηλότερες από ό,τι θα περίμενες. Εάν όντως, δεδομένης της επαρκούς βιοποικιλότητας, μπορεί να είναι εξαιρετικά πιθανό. Αλλά υπάρχει ένα όριο σε αυτή τη σταθερότητα. Σπρώξτε το σύστημα πολύ μακριά και μπορεί να υπερβεί ένα σημείο καμπής και να καταρρεύσει γρήγορα σε μια νέα και δυνητικά πολύ διαφορετική κατάσταση.
Αυτή δεν είναι μια καθαρά θεωρητική άσκηση, καθώς πιστεύουμε ότι μπορούμε να δοκιμάσουμε τη θεωρία με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Στη μικρότερη κλίμακα που θα περιλάμβανε πειράματα με διάφορες βακτηριακές αποικίες. Σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα, θα περιλάμβανε αναζήτηση άλλων βιόσφαιρων γύρω από άλλα αστέρια, τα οποία θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε για να υπολογίσουμε τον συνολικό αριθμό των βιόσφαιρων στο σύμπαν – και έτσι όχι μόνο πόσο πιθανό είναι να εμφανιστεί η ζωή, αλλά και να επιμείνει.
Η συνάφεια των ευρημάτων μας με τις τρέχουσες ανησυχίες για την κλιματική αλλαγή δεν μας έχει διαφύγει. Ό,τι κι αν κάνουν οι άνθρωποι, η ζωή θα συνεχιστεί με τον ένα ή τον άλλο τρόπο. Αλλά αν συνεχίσουμε να εκπέμπουμε αέρια θερμοκηπίου και έτσι αλλάξουμε την ατμόσφαιρα, τότε κινδυνεύουμε να προκαλέσουμε επικίνδυνη και δυνητικά απρόσμενη κλιματική αλλαγή. Αυτό θα μπορούσε τελικά να σταματήσει τον ανθρώπινο πολιτισμό να επηρεάζει την ατμόσφαιρα, έστω και μόνο επειδή δεν θα μείνει κανένας ανθρώπινος πολιτισμός.
Η αυτορρύθμιση Gaian μπορεί να είναι πολύ αποτελεσματική. Αλλά δεν υπάρχει καμία ένδειξη ότι προτιμά μια μορφή ζωής από μια άλλη. Αμέτρητα είδη έχουν εμφανιστεί και στη συνέχεια εξαφανιστεί από τη Γη τα τελευταία 3.7 δισεκατομμύρια χρόνια. Δεν έχουμε κανένα λόγο να το σκεφτόμαστε Homo sapiens διαφέρουν από αυτή την άποψη.
Σχετικά με το Συγγραφέας
James Dyke, Αναπληρωτής Καθηγητής Επιστήμης της Αειφορίας, Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον και Tim Lenton, Διευθυντής, Global Systems Institute, Πανεπιστήμιο του Exeter
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Σχετικά βιβλία
at InnerSelf Market και Amazon
