Gaia hypotéza

Počátkem 60-tých let byl Lovelock přizván jako poradce do týmu Kalifornské techniky Caltech, mající za úkol zjistit, je-li na Marsu život. Bylo docela pravděpodobné, že by tam život mohl vzniknout ze zcela jiných prvký než z uhlíku, jak je tomu na Zemi, např. z křemíku. To by ovšem nezjistily zkoušky běžně prováděné na Zemi.

Lovelock tedy rozpracoval teorii, že ať by byl chemizmus a tvary života na Marsu sebezvláštnější, musely by mít jednu obecnou charakteristiku: Každá forma života by přijímala, zpracovávala a vylučovala hmotu a emergii, a to by mělo zjistitelné účinky na její prostředí. Na planetě bez života chemické složky jejího ovzduší, moří a půdy by se během interakcí trvajících miliony let dostaly do rovnovážného stavu; poměr různých prvků by byl zhruba předvídatelný na základě zákonů odvozených z fyzikální chemie. Kdyby však na planetě byl život podmíněný jiným chemickým procesem, určitě by tam došlo k jiné změně prostředí, než jakou by předpokládaly zákony fyzikální chemie.

Jako prostý příklad této teorie si představte nádobu naplněnou směsí vody a cukru. Fyzikální chemie předpokládá, že se cukr bude rozpouštět, dokud roztok nebude nasycen. Kdyby se však k tomu přidal život ve formě kvasinek, které by měly čas se rozmnožit, výsledek pokusu by byl jiný: Vznikla by nižší koncentrace cukru a daleko vyšší koncentrace alkoholu a jiných organických látek, než by se předpokládalo. A my bychom pak mohli určit, zdali v nádobě byl život, nebo zdali tam je, tím, že bychom změřili koncentraci cukru a alkoholu.

Celý vtip Lovelockova přístupu k tomuto problému spočívá v odhalení, že není třeba určitou planetu navštívit, abychom poznali, je-li, nebo není-li na ní život. Základní chemii jejího ovzduší lze odvodit pozemským zkoumáním infračervených, světelných a radiových vln, přicházejících z oné planety. V 60-tých létech se toho vědělo tolik o ovzduší Marsu, že se dalo konstatovat, že je velmi blízko stavu chemické rovnováhy. Z toho Lovelock učinil závěr, že je krajně nepravděpodobné, že by na Marsu byl život. Potvrdila to i sonda, kterou na Mars vyslala NASA.

Když Lovelock použil podobný přístup k průzkumu ovzduší, moří a půdy naší zeměkoule, zjistil, že na ní chemické prvky v rovnováze nejsou. Laický pozorovatel by se domníval, že to dokazuje jen to, že na Zemi je život, ale Lovelock začal tušit, že tyto nerovnováhy mají daleko hlubší význam.

1. Koncentrace plynů v ovzduší Země se řádově liší milionkrát od hladin předpokládaných fyzikální chemií. Např. podle předpokladu by koncentrace kyslíku v ovzduší měla být prakticky nulová, ale ve skutečnosati se pohybuje kolem 21 %. Je to ohromující, protože kyslík (O2) je plyn vysoce reaktivní, který se prudce slučuje s mnoha jinými chemickými prvky; čekalo by se tedy, že jimi bude rychle vstřebán.
2. Ještě záhadnější je to, že skutečné složení atmosféry zůstává na oné úrovni, která je pro udržování života optimální. Když o tom Lovelock uvažoval, dospěl k jedinému věrohodnému vysvětlení: Ovzduší je den ze dne manipulováno mnoha živými procesy, odehrávajícími se na Zemi. Celé široké spektrum živé hmoty na Zemi, od virů po velryby, od řas po duby a sekvoje, včetně vzduchu, moří a povrchu pevnin,to vše se zdá být součástí gigantického organizmu, který je schopen regulovat teplotu a složení vzduchu, moře a pevniny a tím zabezpečovat přežití všeho živého. Tuto koncepci Lovelock označil jako Gaia - hypotézu, na počest starořecké bohyně "Matky - Země", zvané Gaia (či Gge). V tomto kontextu Gaia znamená celou biosféru - vše, co žije na planetě, včetně ovzduší, moře a pevniny. Když Gaia udržuje pro existenci života optimání podmínky, potvrzuje tím charakteristiku společnou všem živým organizmům - homeostázi. Tento termín z řeckého "udržovat stálým" odvodil fancouzský fyziolog Claude Berhard, který prohlásil: "Všechny vitální organizmy, jakkoliv jsou různé, mají jen jeden cíl - udržovat pro život stálé podmínky".

Příkladem homeostáze je udržování teploty lidského těla na 36,6 st. C, což je optimální teplota pro metabolické pochody organizmu. I když vnější teplota se může lišit desítkami stupňů Celsia, vnitřní teplota zřídka kdy klesá o víc než 1 až 2 stupně; tělo se ochlazuje pocením a zahřívá tělesnou aktivitou a třesem. Rovněž regulace počtu bílých krvinek, kontrola kyselosti, obsahu soli či hladiny cukru v krvi jsou homeostatické pochody. To všechno dohromady udržuje nejlepší vnitřní prostředí pro stálý průběh životních procesů našeho organismu. Takové pochody se nevyskytují pouze v lidském těle a u všech živých organismů, ale analogicky i u samotné Gaji.

Jak se zdá, Gaia udržuje planetární homeostázi různými způsoby, např. tím, že monitoruje a mění četné klíčové komponenty vzduchu, moří a půdy. Data, která Lovelock nashromáždil k podpoře své hypotézy, jsou fascinující. Každý, kdo má o ně zájem, měl by si prostudovat Lovelockovu knihu "Gaia: A New Look at Live on Earth, 1970 (Gaia: nový pohled na život na Zemi). Zde uvádíme souhrn některých homeostatických mechanismů Gaji:

• stálost teploty povrchu Země. I když se zjistilo, že život může existovat v extrémním rozmezí od -7 do +107 st. C, optimální rozmezí je mezi 15 až 38 st. C. Průměrná teplota většiny zemského povrchu patrně zůstala v tomto rozmezí po dobu sta milionů let, přes drastické změny ovzduší a velký přírůstek slunečního tepla. Kdyby se v některém období dějin zeměkoule celoplošná teplota vychýlila z tohoto rozmezí, život, tak, jak jej dnes známe a definujeme, by zanikl.
• regulace množství soli v oceánech. V současné době oceány obsahují přibližně 3.4% soli a existují geologické důkazy, že toto číslo zůstalo relativně stálé přesto, že ona sůl je neustále vyluhována do řek. Kdyby koncentrace NaCl někdy dosáhla 4%, mořský život by se vyvíjel zcela jinak. Kdyby slanost jen pár minut překročila 6%, život v mořích by zaniákl, protože při této hodnotě slanosti se stěny buněk rozpadají. Oceány by se změnily v Mrtvé moře
• kyslík v ovzduší je stabilizován na 21%, což je k udržování života optimální rovnováha. Kdyby jej bylo jen o pár procent méně, větší zvířata a okřídlený hmyz by neměl dost energie k přežití; kdyby jej bylo jen o pár procent více, i vlhké rostlinstvo by shořelo. (Prakticky by to znamenalo, že lesní požár, vzniklý od blesku, by byl tak zuřivý a neuhasitelný,že by strávil veškerou vegetaci na povrchu země.
• přítomnost stop čpavku v ovzduší. Toho je zapotřebí k neutralizaci silných kyselin sírové a dusičné, které vznikají přirozeným slučováním síry a dusíku s kyslíkem (např. během bouře vznikají tuny kyseliny dusičné).Výsledkem toho je to, že déšť a půda mají optimální rozmezí kyselosti pro zachování života (před nadměrnou antropogenní činností).
• existence ozonové vrstvy ve vrchní atmosféře je štítem, který chrání život na povrchu země před ultrafialovým zářením, poškozujícím základní molekuly života, zvláště DNK, obsažené v každé buňce. Bez vrstvy ozónu by život na zemi velmi rychle zanikl. Na základě těchto a dalších homeostatických projevů, Lovelock dospívá k závěru, že podnebí a chemické vlastnosti Země se zdají být pro život tak, jak jej známe, optimální, a to v každé době. Kritici Gaia-hypotézy namítají, že vznik a udržení života na této planetě je spíše výsledkem série šťastných náhod, než planetárním homeostatickým chováním. Kdyby např. poměr čpavku v prapůvodním ovzduší byl o něco vyšší či nižší, Země by byla pro život příliš horká či příliš studená. Mohli by dále argumentovat, že to byla souhra šťastných nahodilostí, co udrželo teplotu povrchu planety zhruba konstantní, zatímco intenzita slunečního záření se měnila; že serie náhod udržela hladiny kysličníku uhličitého, kyslíku, NaCl a mnoha dalších chemických prvků na hladině optimální pro zachování života; a stejnou náhodou prý vznikla ochranná ozónová vrstva, aby nás uchránila před smrtící dávkou ultrafialových paprsků.

Jak uvádí v díle Beyond the Brain, 1966 (Za mozkem) Stanislav Grof, následovníci Newtona a Descarta detailně rozpracovali model vesmíru jako složitý mechanický systém, soubor pasivní a inertní hmoty, který se vyvíjel bez účastenství jakéhokoliv vědomí či tvůrčí inteligence. Ti věří, že od Velkého třesku, od původního rozpínání galaxií, až ke vzniku sluneční soustavy a k raným geologickým pochodům, z nichž vznikla zeměkoule, kosmická evoluce byla údajně řízena slepými mechanickými silami. Podle tohoto modelu život vznikl náhodně v prvotním moři jako důsledek chemických reakcí. A potom někde vysoko v darvinistickém rodokmenu došlo k okázalému, ale dosud materialisty nevysvětlitelnému úkazu: Nevědomá a inertní hmota si rázem začala uvědomovat sebe samu včetně prostředí, jež ji obklopovalo. Přesto, že mechanismus této zázračné příhody zcela uniká i těm nejprimitivnějším pokusům o vědecké myšlení, údajná správnost této metafyzické doměnky je přijímána jako dogma, které někdy v budoucnu prokáže vědecký výzkum. Vědci se však nemohou dosud shodnout ani na tom, na kterém stupni evolučního stadia se vědomí objevilo. Převládl však názor, že vědomí je omezeno jen na živé organismy a že vyžaduje vysoce vyvinutou vyšší nervovou soustavu, což je základním postulátem materialistického a mechanistického světového názoru .....

Mechanistická věda se pokouší vysvětlovat i takové jevy, jakými jsou lidská inteligence, náboženství a etika, ba i samotná věda, jako produkty hmotných pochodů v mozku. Pravděpodobnost, že by se inteligence člověka vyvinula z chemické polévky prvotního moře výhradně řadou nahodilých mechanických pochodů, byla nedávno vhodně přirovnána k pravděpodobnosti, že by tornádo, které se přehnalo gigantickým skladem železného šrotu, náhodně smontovalo tryskové letadlo Boeing 747. Tuto vysoce nepravděpodobnou domněnku nelze prokázat žádnou existující vědeckou metodou. I když její zastánci tvrdošíjně tvrdí, že je to vědecký poznatek; za současného stavu vědění to není o mnoho víc, než jeden z hlavních mýtů západní vědy.

Je obdivuhodné, co všechno zastánci mechanistické teorie považují za sérii šťastných náhod. Podle nich, když je horko, tělo se náhodně potí, tak jako se náhodně třese, když je mu zima, a člověk se náhodou nasytí správným množstvím živin, když jich má zapotřebí. Snad je to šťastná náhoda, když se hladina cukru, kyselost a množství soli v krvi udržují na optimální úrovni a červené krvinky přenášejí kyslík a odplavují odpad. Podle tohoto světového názoru tělo přežívá od okamžiku k okamžiku jen následkem celé řady neobyčejně šťastných souher náhod.

Tento předpoklad je nesmyslný. Tělo se totiž chová spořádaně a cílevědomě. Potí se, třese se, přijímá potravu, dýchá a reguluje své vnitřní funkce a chemické komponenty, aby si zachovalo homeostázi a tak přežilo.

A právě tak, jako tento autoregulující princip koordinuje tělesné aktivity člověka, analogicky funguje v případě celé planety. Gaia se jeví jako autoregulující, sebeudržující systém, který se nepřetržitě přizpůsobuje svým chemickým i biologickým pochodům, aby tak podporoval život a jeho ustavičnou evoluci.

Může se vyskytnout otázka, zda Gaia - hypotéza předpokládá, že biosféra je jediným živým organismem. V tomto bodě je Lovelock opatrný. Podle něho se ovzduší podobá včelímu úlu, tj. biologické struktuře,určené k udržování zvoleného prostředí, i když samo o sobě není živé. Co však, když budeme brát ovzduší, moře a pevninu jako prvky vrozené celému biosystému? Co nám brání v úvaze, že celý tento systém je živý ? A je-li tomu tak, je lidstvo nedílnou součástí tohoto širšího živého systému? Dříve, než se pokusíme odpovědět na tyto otázky, musíme se blíže seznámit s obecnými charakteristikami všech živých systémů a posoudit, do jaké míry je Gaia splňuje.