Ipoteza Gaia: Pământul ca un sistem sinergic și autoreglabil

(Studiul habitabilității planetare se bazează parțial pe extrapolarea din cunoașterea condițiilor Pământului, deoarece Pământul este singura planetă cunoscută în prezent care adăpostește viață (Marmura albastră, fotografia Apollo 17 din 1972))

Ipoteza Gaia, cunoscută și sub numele de teoria Gaia sau principiul Gaia, propune ideea că organismele vii interacționează cu mediul lor anorganic pe Pământ pentru a forma un sistem sinergic și autoreglabil, complex, care ajută la menținerea și perpetuarea condițiilor pentru viața pe planetă.

Ipoteza a fost formulată de chimistul James Lovelock și co-dezvoltată de microbiologul Lynn Margulis în anii ’70. Lovelock a numit ideea după Gaia, zeița primordială care a personificat Pământul în mitologia greacă. În 2006, Societatea Geologică din Londra i-a acordat lui Lovelock Medalia Wollaston în parte pentru munca sa asupra ipotezei Gaia.

Subiectele legate de ipoteză includ modul în care biosfera și evoluția organismelor afectează stabilitatea temperaturii globale, salinitatea apei de mare, nivelurile de oxigen atmosferic, menținerea unei hidrosfere de apă lichidă și alte variabile de mediu care afectează habitabilitatea Pământului.

Ipoteza Gaia a fost criticată inițial pentru că este teleologică și împotriva principiilor selecției naturale, dar rafinamentele ulterioare au aliniat ipoteza Gaia cu ideile din domenii precum știința sistemelor Pământului, biogeochimia și ecologia sistemelor. Lovelock a descris odată și „geofiziologia” Pământului. Chiar și așa, ipoteza Gaia continuă să atragă critici, iar astăzi unii oameni de știință consideră că este doar slab susținută sau în contradicție cu dovezi disponibile.

Prezentare generală

Ipotezele gaiane sugerează că organismele co-evoluează cu mediul lor: adică „își influențează mediul abiotic, iar acel mediu, la rândul său, influențează biota prin procesul darwinian”. Lovelock (1995) a argumentat acest lucru în a doua sa carte, arătând evoluția din lumea timpurie a bacteriilor termo-acido-filice și metanogene către atmosfera îmbogățită cu oxigen de astăzi, care susține o viață mai complexă.

O versiune redusă a ipotezei a fost numită „Gaia influentă” în „Evoluția dirijată a biosferei: selecție biogeochimică sau Gaia?” de Andrei G. Lapenis, care afirmă că biota influențează anumite aspecte ale lumii abiotice, de ex. temperatura și atmosfera. Aceasta nu este opera unui individ, ci a unui colectiv de cercetări științifice rusești care a fost combinat în această publicație revizuită de colegi. Se afirmă coevolutia vieții și a mediului prin „micro-forțe” și procese biogeochimice. Un exemplu este modul în care activitatea bacteriilor fotosintetice din perioada precambriană a modificat complet atmosfera Pământului pentru a o transforma în aerobă și, astfel, a susține evoluția vieții (în special a vieții eucariote).

Întrucât barierele au existat de-a lungul secolului al XX-lea între Rusia și restul lumii, doar relativ recent, oamenii de știință ruși timpurii care au introdus concepte care se suprapun peste ipoteza Gaia, au devenit mai cunoscuți de comunitatea științifică occidentală. Printre acești oameni de știință se numără Piotr Alekseevich Kropotkin (1842-1921) (deși și-a petrecut o mare parte din viața profesională în afara Rusiei), Vasil’evich Rizpolozhensky (1847-1918), Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863-1945) și Vladimir Alexandrovich Kostitzin (1886– 1963).

Biologii și oamenii de știință ai Pământului consideră de obicei factorii care stabilizează caracteristicile unei perioade ca o proprietate sau entelecie emergentă nedirecționată a sistemului; întrucât fiecare specie individuală își urmărește propriul interes, de exemplu, acțiunile lor combinate pot avea efecte de contrabalansare asupra schimbărilor de mediu. Oponenții acestei viziuni fac referire uneori la exemple de evenimente care au dus la schimbări dramatice mai degrabă decât la un echilibru stabil, cum ar fi conversia atmosferei Pământului dintr-un mediu reducător într-unul bogat în oxigen la sfârșitul perioadelor Archaean și începutul perioadelor proterozoice.

Versiunile mai puțin acceptate ale ipotezei susțin că schimbările din biosferă se produc prin coordonarea organismelor vii și mențin aceste condiții prin homeostazie. În unele versiuni ale filosofiei Gaia, toate formele de viață sunt considerate parte a unei singure ființe planetare vii numită Gaia. În acest punct de vedere, atmosfera, mările și scoarța terestră ar fi rezultatul intervențiilor efectuate de Gaia prin diversitatea co-evolutivă a organismelor vii.

Ipoteza Gaia a influențat mișcarea ecologiei profunde.