מְעַטִיםמושגי מדע שנויים במחלוקת ומפתים כמו המושגיםהשערת גאיה- הרעיון, שהוצג לראשונה על ידי הכימאי ג'יימס לאבלוק והמיקרוביולוגית לין מרגוליס בשנות ה-70, שכדור הארץ עצמו מתנהג כמו אורגניזם המנציח את עצמו, עם אורגניזמים חיים המקיימים אינטראקציה עם כדור הארץ הלא חי כדי לשמור על תנאי חיים ואף לשפר אותם.
כַּמָהמומחים ציינושהפרעות פלנטריות בקנה מידה גדול כמו שינויי אקלים ושימוש יתר במשאבים עלולות למחוק את ההתקדמות של כל עולם, מה שעלול להצביע על כך שהחיים מחמירים את התנאים לעצמם או אפילו מטבעם הרס עצמי, בניגוד להשערת גאיה.
אבל מחקר חדש שפורסם בהודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה, משתמש בניסויי מודלים ממוחשבים כדי להעלות טיעון אחר: שהפרעות בקנה מידה גדול הן למעשה מנגנון שבאמצעותו מערכות Gaian גוברת במורכבות (מספר הקשרים הקיימים ברשת של מינים). הממצאים עשויים לעזור בסופו של דבר למדענים פלנטריים לצמצם את התוצאות שלהם, לדברי המחברים.
"אני באמת שמח שאנשים מנסים לבדוק בניסוי כמה מהשאלות העמוקות ביותר על החיים עצמם", אמרפיטר וורד, פליאונטולוג מאוניברסיטת וושינגטון שלא היה מעורב במחקר.
מדגמנת את גאיה
כדור הארץ התנהג באופן היסטורי כמו מערכת גאיאנית, אמרארוון ניקולסון, אסטרופיזיקאי באוניברסיטת אקסטר ומחבר שותף של המחקר החדש. "אתה רואה את המגמה הזו של הגדלת הגיוון והביומסה לאורך זמן, והחיים הפכו מורכבים יותר". נראה שחלק מהמורכבות הזו נבע מהפרעות בקנה מידה גדול לכדור הארץ, היא אמרה: למשל,אירוע חמצון גדול, תקופה לפני כ-2.5 מיליארד שנה שבה רמות החמצן באטמוספירה של כדור הארץ עלו בחדות, הרגה את רוב החיים האנאירוביים אך יצרה את ההזדמנות לבעלי חיים להתפתח.
כדי לבדוק אם זה עשוי להיות נכון בעולמות אחרים, צוות המחקר השתמש במודל ממוחשב בשםדגם טבע סבוך, נועד לדמות כיצד קבוצות מינים מתפתחות. במודל הטבע הסבוך, גורלו של כל מין קשור לזה של אחרים - בדיוק כמו בכדור הארץ.
החוקרים דימו הפרעות לעולמות המודלים הללו על ידי הורדה זמנית של כושר הנשיאה של העולם. הם ערכו ניסויים עם הפרעות באורכים שונים, מספרים שונים של הפרעות ומספרים שונים של פליטות, שבהן החיים יכולים להימשך במהלך הפרעה. לאחר אלפי סימולציות, הצוות מצא שלמרות שמערכת מופרעת קיימת סבירות גבוהה יותר לבטל לחלוטין את כל החיים, למערכות מופרעות שבהן חיים שרדו יש מגוון ושפע חיים גבוהים יותר שנמשכו במשך עשרות אלפי דורות. "כאשר יש לך קריסה, זה נותן פוטנציאל למשהו חדש להתעורר", אמר ניקולסון.
"המערכות ששרדו במהלך האירועים האלה חזרו חזק יותר", אמרנתן מיין, אסטרופיזיקאי גם באוניברסיטת אקסטר ומחבר שותף של המחקר החדש. זה אפשרי כי החיים בדרך כלל לא נמחקים לגמרי, אמר ניקולסון; כיסי חיים עדיין קיימים ברפיגיה. לדוגמה, במהלך אירוע החמצון הגדול, חיים אנאירוביים נמשכו במים עמוקים ודלי חמצן.
קָשׁוּר:
ככל שמערכת חיה מורכבת יותר על כוכב לכת, כך האינטראקציות של מינים אחד עם השני מורכבות יותר, מה שמגדיל את הסיכוי שהאיטרציה הבאה של מערכת אקולוגית שממלאת גומחה ריקה תהיה מורכבת יותר, ולא פשוטה יותר, קשרים, אמר ניקולסון.
מיין הדגישה כי המודל הוא מופשט, אינו כולל את כל הפרטים של צורות חיים ביולוגיות, ובמקום זאת נועד לחשוף את העקרונות הכלליים שעשויים לפעול בעולמות שונים. "ביולוגיה היא בהכרח יותר מסובכת ועדינה יותר מהמודלים", כתבצ'ארלס לינוויבר, אסטרוביולוג באוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה שלא היה מעורב במחקר החדש, במייל. "ביולוגיה תמיד מלאה בהפתעות והשלכות לא מכוונות".
נטיות להרס עצמי
וורד היהאחד המדענים הראשוניםלטעון שהחיים על פני כדור הארץ עשויים להיות הרס עצמי מטבעם, ולכנות את הרעיוןהשערת מדיאה. וורד אמר שהוא לא השתכנע מהמחקר החדש כי בהיסטוריה של כדור הארץ, "החיים הם סיבה מרכזית" למוות המוני. לדוגמה, החיים עצמם יכולים להוביל למשובים אנטי-גאים כמו אירוע החמצון הגדול, שנגרם על ידי התפתחות צורה חדשה של אורגניזמים חד-תאיים שיכולים לעשות פוטוסינתזה, הוא אמר. "סוף סוף אתה מקבל חיים על הפלנטה, ואז מה קורה? זה מתפתח כדי לייצר חמצן והורג כמעט הכל."
"ההפרעות הענקיות הללו גורמות לחיים ללכת בדירוג - הן גורמות לתנאים להחמיר", אמר. הוא הוסיף כי המערכות האקולוגיות של כדור הארץ נוטות להראות ש"גיוון נוצר כאשר יש לך תקופות ארוכות של יציבות". לְדוּגמָה,שוניות אלמוגיםנוטים להיות מגוונים יותר אם הייתה להם תקופה ארוכה של יציבות במהלכה להתפתח.
לניקולסון הייתה דעה שונה: "פתיחת החמצן אפשרה לחיים להפוך למורכבים יותר...זו הסיבה שאנחנו כאן", אמרה. "אם היית חיידק [במהלך אירוע החמצון הגדול]... זה היה ממש רע. אבל כדי שהביומה תגדל במורכבות, זה יצטרך להיות כרוך בסוג של טלטלה בחיים."
הרעיון שהחיים בסופו של דבר הורסים את עצמם על ידי דרבן אירועי ההכחדה שלהם סותר את ממצאי ניסויי הדוגמנות של המחברים, שמראים יציבות הנובעת ממערכות חיות לאורך זמן אפילו עם הפרעות בקנה מידה גדול, אמר מיין. "העבודה האידיאלית שלנו אכן נוגדת את השערת מדיאה", הוסיף. "המודלים שלנו מצביעים על כך שמבחינה סטטיסטית, ביוספרות בונות מורכבות ואינן הרס עצמי."
גאיאס מעבר לכדור הארץ
התוצאות יכולות לעזור למדענים לצמצם את החיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ, על פי המחברים. חיפוש אחר חיים מעבר לכדור הארץ דורש משאבים רבים, אז זה מועיל לדעת לאילו כוכבי הלכת ביקום יש את הסיכוי הגבוה ביותר לארח חיים.
התוצאות מציעות פרמטר נוסף למדענים המחפשים, אמרה מיין. לדוגמה, כוכבי לכת ליד הקצוות שלאזור ראוי למגורים- חלון מרחק מכוכב של כוכב לכת המאפשר את קיומם של מים נוזליים - עשוי להיות בעל סבירות גבוהה יותר לחוות הפרעות באקלים שלהם, מה שיכול היה לדרבן חיים מורכבים יותר, אמר. שינויי מסלול ופגיעות אסטרואידים עלולים להפריע באופן דומה לכוכב לכת.
הרעיון שהמאמר החדש מספק "צעד סביר לקראת מתן אפשרות לאסטרונומים לבחון כוכבי לכת דמויי כדור הארץ לצורך הפוטנציאל שלהם לארח חיים" הוא "מתיחה", מכיוון שאף אחד מהפרמטרים המשמשים במאמר אינו ניתן לצפייה בכוכבי לכת חיצוניים, כתב Lineweaver ב- מייל. מיין הסכים שדרוש הרבה יותר מחקר כדי לזהות כוכבי לכת שבהם יש סיכוי גבוה יותר שהמנגנונים הללו יפעלו.
מאמר זה פורסם במקור ב-Eos.org. קרא אתמאמר מקורי.
