Ново изследване предлага експериментална схема, с която може да се провери в лабораторни условия класическият модел “Маргаритков свят” (Daisyworld).
През 70-те години на миналия век изобретателят/екологът Джеймс Лавлок (James Lovelock) и еволюционният биолог Лин Маргулис (Lynn Margulis) предлагат хипотезата "Гея". Тази хипотеза твърди, че Земята е единна, саморегулираща се система, в която атмосферата, хидросферата, всички живи организми и тяхната неорганична среда си взаимодействат, за да поддържат условията за живот на планетата.
Тази теория до голяма степен е вдъхновена от работата на Лавлок в НАСА през 60-те години на ХХ век, където опитният изобретател проектира инструменти за моделиране на климата на Марс и други планети от Слънчевата система.
Според тази теория планети като Земята бавно биха станали по-топли, а океаните им - по-кисели без биосфера, която регулира температурата и осигурява стабилността на климата. Макар че теорията бе охотно приета сред природозащитниците и климатолозите, много представители на научната общност остават скептично настроени.
Досега беше невъзможно да се провери тази теория, тъй като тя включва сили, които действат в планетарен мащаб. Но в неотдавнашна статия екип от испански учени предложи експериментална система, включваща синтетична биология, която може да провери теорията в малък мащаб.
Екипът включва изследователи от Каталунския институт за научни изследвания и напреднали проучвания (ICREA), Лабораторията за сложни системи на Университета Помпеу Фабра (UPE-CSL), Европейската лаборатория по молекулярна биология (EMBL) и Института Санта Фе (SFI). Техната статия “A Synthetic Microbial Daisyworld: Planetary Regulation in the Test Tube” ("Синтетичен микробен Маргаритков свят: Планетарно регулиране в епруветка"), наскоро се появи в Journal of the Royal Society Interface. Както те описват, предложеният от тях тест се състои от два конструирани микроорганизма в самостоятелна система, за да се види дали те могат да постигнат стабилно равновесие.
В отговор на предизвикателствата през 1983 г. Лавлок и британският морски и атмосферен учен Андрю Уотсън (Andrew Watson), аспирант на Лавлок, създават компютърен модел, наречен “Маргаритков свят” (Daisyworld), Моделът се състои от въображаема планета, обикаляща около звезда, чиято лъчиста енергия бавно се увеличава или намалява.
В първия (биологичен) случай планетата има проста биосфера, състояща се от два вида маргаритки с различни цветове (черни и бели), заради което те поглъщат различни количества слънчева радиация.
Черните или белите маргаритки се увеличават в зависимост от това колко слънчева енергия получава планетата, а промените в относителните им популации стабилизират климата на планетата с течение на времето въпреки колебанията в енергията от звездата.
Във втория (небиологичен) случай температурата на планетата е пряко свързана с количеството енергия, което получава от звездата. Досега не съществуваха средства за проверка на този модел, тъй като той е планетарен по мащаб. Предложеният тест е вдъхновен от последните изследвания в областта на ферментацията, която обикновено изисква фино настроен външен контрол, за да се осигурят стабилни, контролирани условия.
В тази експериментална схема единият щам усеща дали средата става твърде кисела и противодейства на това, докато другият щам усеща дали средата става твърде основна и действа за увеличаване на киселинността. Рикард Соле (Ricard Solé), професор в ICREA, ръководител на Лабораторията за комплексни системи и външен професор в SFI, е съавтор на статията. Както той обяснява в неотдавнашно съобщение за пресата на SFI:
"Напоследък се работи върху опитите да се види дали може да се проектират микроорганизми за ферментация, така че да могат да се саморегулират. Това бе основното вдъхновение. Тъй като тези щамове действат върху околната среда, а околната среда влияе върху тях, това създава затворен причинно-следствен цикъл. Идеята е да покажем, че при много широки условия те ще се стабилизират до постоянно ниво на рН, както е предсказано от първоначалната теория."
Концепция на художник за подобна на Земята екзопланета, която обикаля около Gliese 667 C, част от тройна звездна система. Кредит: ESO
Соле и няколко негови студенти разработват експеримента по време на посещение в SFI. Той има потенциала да даде отговор на дългогодишни въпроси, свързани с регулаторните системи на планетата. Накратко, той предлага първите възможни средства за проверка на хипотезата "Гея" и за доказване на жизненоважната роля, която животът играе в регулирането на биосферите и поддържането на условия за живот. Освен за климата на Земята, това изследване може да има значителни последици за измерване на обитаемостта и стабилността на климата на други планети, особено на екзопланети.
Справка: A synthetic microbial Daisyworld: planetary regulation in the test tube; Victor Maull, Jordi Pla Mauri, Nuria Conde Pueyo and Ricard Solé; Journal of The Royal Society Interface
Published:07 February 2024 https://doi.org/10.1098/rsif.2023.0585
Източник: Can the Gaia Hypothesis Be Tested in the Lab?, Univers Today
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари