Гипотеза, выдвинутая в 1970-х годах химиком Джеймсом Лавлоком и микробиологом Линн Маргулис, продолжает вызывать споры в научном сообществе. Согласно этой теории, Земля действует как саморегулирующийся организм, где живые и неживые компоненты взаимодействуют для поддержания оптимальных условий для жизни. Однако на фоне глобальных изменений климата и стремительного истощения природных ресурсов многие специалисты сомневаются в жизнеспособности этой идеи. Новое исследование, опубликованное в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, с помощью компьютерного моделирования попыталось проанализировать влияние крупных планетарных возмущений на устойчивость живых систем.
Ведущие авторы работы, астрофизики Университета Эксетера Арвен Николсон и Натан Мейн, предложили новый взгляд на процессы, происходящие на нашей планете. Николсон утверждает, что Земля исторически демонстрировала поведение, которое можно охарактеризовать как систему Геи. Учёные отмечают, что эволюция биосферы сопровождалась увеличением биомассы и разнообразия видов, а значительные изменения, включая катастрофы планетарного масштаба, зачастую способствовали развитию более сложных экосистем.
К примеру, около 2,5 миллиарда лет назад произошло так называемое Великое окислительное событие. В этот период в атмосфере Земли резко возросло содержание кислорода, что привело к массовой гибели анаэробных организмов. Однако именно это событие стало предпосылкой для эволюции животных, способных дышать кислородом. По словам Николсон, подобные возмущения не раз вносили значительные изменения в экосистему планеты, создавая новые условия для появления более сложных форм жизни.
Для проверки гипотезы учёные применили компьютерную модель Tangled Nature Model, которая имитирует взаимодействие различных видов. В ходе эксперимента они создавали в виртуальной экосистеме искусственные возмущения, временно снижая её пропускную способность. Исследователи варьировали продолжительность этих воздействий и количество зон-рефугиумов, где жизнь могла сохраняться во время катаклизмов. Результаты показали, что после коллапса системы выжившие организмы демонстрировали более высокое разнообразие и устойчивость к последующим изменениям.
«Когда происходит катастрофа, это создаёт пространство для возникновения новых форм жизни», — поясняет Николсон. По её мнению, выжившие после глобальных потрясений виды оказываются более устойчивыми и разнообразными, что делает биосферу планеты ещё более сложной.
Однако не все учёные разделяют такой оптимизм. Палеонтолог Вашингтонского университета Питер Уорд, который не участвовал в исследовании, считает, что жизнь на Земле обладает саморазрушительными тенденциями. Он является автором так называемой гипотезы Медеи, согласно которой живые организмы, стремясь к выживанию, в конечном итоге истощают свои ресурсы и провоцируют массовые вымирания. В качестве примера Уорд приводит всё то же Великое окислительное событие, когда рост числа фотосинтезирующих бактерий привёл к гибели значительной части биосферы. Учёный называет это процессом деградации среды, который в итоге ухудшает условия для жизни.
«История Земли показывает, что разнообразие видов увеличивается в периоды стабильности, а не катастроф», — подчёркивает Уорд. Он напоминает, что коралловые рифы демонстрируют наибольшее биологическое разнообразие именно в те периоды, когда не испытывают серьёзных потрясений.
Арвен Николсон, в свою очередь, считает, что катастрофы не только разрушают, но и создают предпосылки для прогресса. Она объясняет, что Великое окислительное событие, убив множество микроорганизмов, открыло путь для появления более сложных многоклеточных форм жизни, а в долгосрочной перспективе — к развитию человека.
Модель, разработанная учёными из Университета Эксетера, может иметь значение не только для понимания процессов на Земле, но и для поиска внеземной жизни. По словам Натана Мейна, знание закономерностей, по которым сложные экосистемы выживают и развиваются после катастроф, поможет сузить круг потенциально обитаемых планет. Например, планеты, находящиеся на границе обитаемой зоны своей звезды, могут подвергаться значительным климатическим изменениям, что, в свою очередь, может способствовать усложнению их биосферы.
Однако австралийский астробиолог Чарльз Лайнуивер скептически оценивает применимость результатов модели к реальным условиям на экзопланетах. Он подчёркивает, что ни один из параметров, использованных при моделировании, пока не удалось зафиксировать на планетах за пределами Солнечной системы. Учёные из Университета Эксетера признают эти ограничения, но считают, что их работа является важным шагом к пониманию общих закономерностей развития жизни в различных уголках Вселенной.
Таким образом, спор о том, является ли Земля саморегулирующейся системой, продолжается. Новое исследование предлагает гипотезу, согласно которой катастрофы не только уничтожают жизнь, но и становятся катализатором её развития. Однако многие учёные остаются сторонниками идеи о разрушительном потенциале живых организмов, способных создать условия, несовместимые с жизнью. Время и дальнейшие исследования покажут, какая из этих точек зрения ближе к истине.
