رومولو تافاني / shutterstock
من المحتمل ألا نعرف أبداً كيف بدأت الحياة على الأرض. ربما في بركة ضحلة مضاءة بنور الشمس. أو في أعماق المحيطات الساحقة ، تحت سطح الأرض بالقرب من التصدع في قشرة الأرض التي تفسد الحساء الساخن الغني بالمعادن. في حين أن هناك أدلة جيدة للحياة على الأقل 3.7 مليار سنة مضتلا نعرف بالضبط متى بدأت.
لكن هذه الأزمنة العابرة قد أنتجت شيئًا ربما أكثر ملحوظة: فقد استمرت الحياة. على الرغم من تأثيرات الكويكبات الهائلة ، ونشاط بركان الكارثة وتغير المناخ الشديد ، إلا أن الحياة لم تنجح فقط في التمسك بعالمنا الصخري بل بالازدهار.
كيف حدث هذا؟ البحث الذي نشرناه مؤخرًا مع الزملاء في اتجاهات في علم البيئة وتطور يقدم جزءًا مهمًا من الإجابة ، حيث يقدم شرحًا جديدًا لفرضية Gaia.
وضعت من قبل العالم والمخترع جيمس لوفلوكوعلم الميكروبيولوجي لين مارغوليسأطلقت حملة فرضية غايا اقترح في الأصل أن الحياة ، من خلال تفاعلها مع قشرة الأرض والمحيطات والغلاف الجوي ، قد أحدثت أثراً مستقراً على الظروف على سطح الكوكب - لا سيما تكوين الغلاف الجوي والمناخ. مع وجود مثل هذه العملية ذاتية التنظيم ، أصبحت الحياة قادرة على البقاء في ظل ظروف من شأنها أن تمحوها على كواكب غير منظمة.
وضعت Lovelock فرضية Gaia أثناء العمل مع NASA في 1960s. أدرك أن الحياة لم تكن راكبًا سلبيًا على الأرض. بل إنها أعادت تشكيل الكوكب بشكل عميق ، حيث قامت بإنشاء صخور جديدة مثل الحجر الجيري ، مما أثر على الغلاف الجوي عن طريق إنتاج الأكسجين ، وقيادة دورات عناصر مثل النيتروجين والفوسفور والكربون. إن تغير المناخ الذي ينتجه الإنسان ، والذي هو إلى حد كبير نتيجة حرقنا الوقود الأحفوري ومن ثم إطلاق ثاني أكسيد الكربون ، هو فقط أحدث طريقة تؤثر فيها الحياة على نظام الأرض.
في حين أنه من المقبول الآن أن الحياة هي قوة قوية على هذا الكوكب ، لا تزال فرضية غايا مثيرة للجدل. على الرغم من الأدلة التي تشير إلى أن درجات الحرارة السطحية ، باستثناء بعض الاستثناءات البارزة ، لا تزال ضمن النطاق المطلوب لانتشار المياه السائلة ، فإن العديد من العلماء يعزون هذا ببساطة لحسن الحظ. إذا كانت الأرض قد نزلت بالكامل إلى بيت جليدي أو بيت ساخن (فكر في المريخ أو الزهرة) ، فستكون الحياة قد انقرضت ولن نكون هنا لنتساءل عن الكيفية التي استمرت بها هذه المدة الطويلة. هذا هو شكل من اشكال حجة اختيار الإنسان يقول أنه لا يوجد شيء لشرحه.
من الواضح أن الحياة على الأرض كانت محظوظة. في المقام الأول ، تكون الأرض داخل المنطقة الصالحة للسكن - فهي تدور حول الشمس على مسافة تنتج درجات حرارة السطح المطلوبة للمياه السائلة. هناك أشكال بديلة وربما غريبة من الحياة في الكون ، لكن الحياة كما نعرفها تتطلب ماء. كما كانت الحياة محظوظة لتجنب تأثيرات الكويكبات الكبيرة جدًا. كتلة من الصخور أكبر بكثير من تلك التي تؤدي إلى زوال الديناصورات بعض 66m منذ سنوات يمكن أن تعقم الأرض بالكامل.
ولكن ماذا لو كانت الحياة قادرة على الضغط على جانب واحد من ميزان الحظ؟ ماذا لو أن الحياة قد حققت حظها من خلال الحد من تأثيرات اضطرابات نطاق الكوكب؟ هذا يؤدي إلى القضية المركزية المعلقة في فرضية غايا: كيف يعمل التنظيم الذاتي كوكبي؟
في حين أن الانتقاء الطبيعي هو آلية تفسيرية قوية يمكن أن تفسر الكثير من التغيير الذي نلاحظه في الأنواع على مر الزمن ، إلا أننا كنا نفتقر إلى نظرية يمكن أن تفسر كيف تنتج العناصر الحية وغير الحية في كوكب الأرض التنظيم الذاتي. ونتيجة لذلك ، اعتُبرت فرضية غايا عادةً مثيرة للاهتمام ولكنها مضاربة - وليست كذلك ترتكز على أي نظرية قابلة للاختبار.
اختيار للاستقرار
نعتقد أن لدينا في النهاية تفسيراً لفرضية غايا. الآلية هي "الاختيار المتسلسل". من حيث المبدأ انها بسيطة جدا. عندما تبرز الحياة على كوكب ، تبدأ في التأثير على الظروف البيئية ، وهذا يمكن أن ينظم إلى دول مستقرة تعمل مثل منظم الحرارة ، وتميل إلى الاستمرار ، أو زعزعة استقرار الولايات الجامحة مثل كرة الثلج أحداث الأرض ما يقرب من اطفاء بدايات الحياة المعقدة أكثر من 600m منذ سنوات.
إذا استقر هذا المشهد ، فسيتم إعداد المشهد لمزيد من التطور البيولوجي الذي سيعيد تكوين مجموعة التفاعلات بين الحياة والكوكب. مثال مشهور هو أصل عملية التمثيل الضوئي المنتجة للأكسجين حول 3 منذ مليار سنة ، في عالم خال من الأوكسجين. إذا كانت هذه التفاعلات الجديدة مستقرة ، فإن نظام الكواكب يواصل ضبط نفسه ذاتيًا. لكن التفاعلات الجديدة يمكن أن تنتج أيضًا اضطرابات وعمليات تغذية مرتدة. في حالة التمثيل الضوئي أدى إلى ارتفاع مفاجئ في مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي فيحدث أكسدة كبيرحول 2.3 منذ مليار سنة. كانت هذه واحدة من الفترات النادرة في تاريخ الأرض حيث كان التغير واضحًا جدًا ، ومن المحتمل أنه قد قضى على الكثير من المحيط الحيوي الحالي ، وإعادة تشغيل النظام على نحو فعال.
{youtube} 3rtNO8O2TKA {/ youtube} آلية الاختيار.
قد تكون فرص الحياة والتنظيم بشكل عفوي في الدول ذاتية التنظيم أعلى بكثير مما تتوقع. إذا كانت الحقيقة ، بالنظر إلى التنوع البيولوجي الكافي ، قد يكون من المرجح للغاية. لكن هناك حد لهذا الاستقرار. دفع النظام بعيدًا جدًا وقد يتجاوز نقطة التحول وينهار سريعًا إلى حالة جديدة قد تكون مختلفة تمامًا.
هذه ليست ممارسة نظرية بحتة ، لأننا نعتقد أننا قد نكون قادرين على اختبار النظرية في عدد من الطرق المختلفة. على أصغر نطاق من شأنه أن ينطوي على تجارب مع مستعمرات بكتيرية متنوعة. وعلى نطاق أوسع ، فإن ذلك يتطلب البحث عن نطاقات حيوية أخرى حول النجوم الأخرى التي يمكن أن نستخدمها لتقدير العدد الإجمالي للمحيط الحيوي في الكون - وبالتالي ليس فقط مدى احتمالية ظهور الحياة ، بل أيضًا الاستمرار.
إن ملاءمة استنتاجاتنا للشواغل الحالية بشأن تغير المناخ لم تفلت منا. أيا كان البشر سوف تستمر الحياة بطريقة أو أخرى. ولكن إذا استمرنا في إطلاق غازات الدفيئة ومن ثم تغيير الجو ، فإننا نخاطر بإحداث تغير مناخي خطير ومن المحتمل أن يكون هربًا. هذا يمكن أن يوقف في نهاية المطاف الحضارة الإنسانية التي تؤثر على الغلاف الجوي ، وذلك فقط لأنه لن يكون هناك أي حضارة بشرية اليسار.
قد يكون التنظيم الذاتي لل Gaian فعالاً للغاية. ولكن لا يوجد دليل على أنها تفضل وجود شكل من أشكال الحياة على شكل آخر. ظهرت أنواع لا حصر لها ، ثم اختفت من الأرض على مدى السنوات الماضية 3.7 مليار. ليس لدينا سبب للاعتقاد بذلك الإنسان العاقل هي مختلفة في هذا الصدد.
نبذة عن الكاتب
جيمس دايك ، أستاذ مشارك في علوم الاستدامة ، جامعة ساوثهامبتون وتيم لينتون ، مدير معهد النظم العالمية ، جامعة إكستر
تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.
كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ
at سوق InnerSelf و Amazon
