A Daisyworld ( eng. Daisyworld ) egy feltételes világ számítógépes modellje, amelyet a Föld bioszférájában a Nap hatására zajló fontos folyamatok szimulálására terveztek. James Lovelock és Andrew Watson vezette be egy 1983 -ban megjelent cikkben [1] , hogy bemutassa a Gaia-hipotézis valószerűségét .
A modell célja annak a feltevésének bemutatása, hogy a visszacsatolási mechanizmusok nem a csoportszelekció klasszikus mechanizmusai , hanem az egyes organizmusok aktivitása következtében alakulhatnak ki [2] .
A százszorszép világmodell egy Föld-szerű bolygót tekint, amelyet öntözött föld ural, és csak két százszorszépfaj (vagy százszorszép ) él, a fekete és a fehér. A bolygó a Nappal azonos spektrumtípusú csillag körül kering , amelynek sugárzási energiája lassan növekszik. A százszorszépek a bolygón csak 5 és 40 ° C közötti hőmérsékleti tartományban létezhetnek, míg számukra az optimális hőmérséklet 20 ° C.
A modern asztrofizikai hipotézis szerint a Naphoz paramétereiben közel álló csillag elöregedésekor sugárzási energiája lineárisan növekedni kezd. Ahogy a bolygó felmelegszik az egyenlítőnél , eléri azt a minimális hőmérsékletet (5 °C), amelynél lehetséges a százszorszépek növekedése. Ahol kezdetben néhány sötét százszorszép van, a bolygófelszín visszaverő képessége ( albedója ) csökken, és a talaj jobban felmelegszik, szelektív előnyt biztosítva a sötét százszorszépeknek, ami hozzájárul a felmelegedéshez és az új talajtömbök megtelepedéséhez. távolabb az egyenlítőtől, továbbra is csökkenti az albedót, és ezért egyre jobban kiterjeszti elterjedését a fehér százszorszépekhez képest. Végül az egész bolygót elfoglalják a sötét színű százszorszépek.
Aztán ahogy a csillagból érkező energia tovább növekszik, az Egyenlítőnél a hőmérséklet meghaladja a növények számára optimálisat (20 °C). Ettől a pillanattól kezdve előnyt élveznek a világos virágú százszorszépek, amelyek növelik az albedót, lehűtik a területet, és ezáltal kényelmes körülményeket teremtenek maguknak először az egyenlítőnél, majd egyre távolabb a sarkok felé . A sötét százszorszépek most szelektíven veszítenek.
Végül jön egy fordulópont, amikor a hőmérséklet az Egyenlítőnél meghaladja a 40 °C-ot, amelyen túl a százszorszépek élete lehetetlen. És most, az Egyenlítőtől kezdve, a forró zóna beborítja az egész bolygót, és élettelen sivataggá változtatja.
A Lovelock által végzett matematikai számítás feltárt egy mintát: a százszorszépek által lakott bolygón az átlaghőmérséklet a csillagok aktivitásának növekedése ellenére szinte állandóan állandó, 20 °C-ot tesz ki, ami a százszorszépek számára optimális. Így még egy primitív bioszféra is képes negatív visszacsatolás mellett globális hatást kifejteni , míg a rendszer minden komponense pozitív visszacsatolás mellett működik . Ez a helyzet nagyon különbözik egy élettelen világban fennállótól, ahol a hőmérséklet nincs szabályozva, és a csillag sugárzó energiájának növekedésével lineárisan növekszik.
A százszorszépek világának későbbi változataiban a szürke százszorszépek populációját vezették be, és a bolygón növényevők és húsevők élnek . Kiderült, hogy ez még a homeosztázis növekedéséhez is hozzájárult . A legújabb tanulmányok a Föld és az élőlények különböző céheinek (például fotoszintetizálók , lebontók , növényevők, elsődleges és másodlagos ragadozók) tényleges biokémiai ciklusait szimulálták, és az eredeti százszorszép világhoz hasonló szabályozó hatást és stabilitást mutattak ki. Ezek a modellek segítenek megmagyarázni bolygónk életformáinak sokféleségét.
Tehát a természetes szelekció révén a bioszférában a tápanyag-feldolgozási ciklus jön létre, amikor az egyik élőlény káros hulladéka egy másik élőlény energiaforrásává válik. A nitrogén és foszfor arányával kapcsolatos kutatások azt mutatják, hogy a lokális biotikus folyamatok szabályozhatják a globális rendszereket [3] .
Mivel a százszorszép világmodell nagyon egyszerű, nem szabad közvetlenül összehasonlítani a Földdel, ahogy a modell szerzői egyértelműen megfogalmazták. Azonban számos hasznos előrejelzést ad például arról, hogy a Föld bioszférája hogyan reagálhat az emberi beavatkozásra.
Később a százszorszép világ számos további nehézségi szinttel való kiegészítése nem okozott vitát, de ugyanazokat az alaptrendeket mutatta, mint az eredeti modellben. A szimulációs eredmények egyike az a jóslat , amely szerint a Föld bioszférája képes szabályozni az éghajlati viszonyokat, hogy fenntartsa az életet a napfény széles tartományában. Számos példát találtak ilyen önszabályozó rendszerekre a természetben.
A százszorszép világmodell kiterjesztése, amely nyulakat , rókákat és más fajokat is tartalmazott, váratlan felfedezéshez vezetett: minél nagyobb a fajok sokfélesége, annál nagyobb a bioszféra befolyása az egész bolygóra (például jobb hőmérsékletszabályozás). A szimulációk azt is megmutatták, hogy a rendszer robusztus és ellenálló még sokkhatás esetén is. Ugyanakkor a környezet lassú változásainak szimulálásakor a fajgazdagság fokozatosan elveszik; éppen ellenkezőleg, a rendszerben fellépő zavarok a fajok sokféleségének felrobbanásához vezetnek. Ezek az adatok alátámasztották a biológiai sokféleség értékét [4] .
A százszorszép világ fogalmát azért dolgozták ki, hogy megcáfolják Gaia bioszféra szerves egységére vonatkozó hipotézisének "misztikus" hátterével kapcsolatos kritikákat. Jelentős mennyiségű kritika érkezett olyan tudósoktól, mint Richard Dawkins [5] , akik azzal érveltek, hogy a bolygószintű hőszabályozás lehetetlen globális természetes szelekció nélkül. Dr. W. Ford Doolittle [6] elvetette a bolygószabályozás fogalmát, mert véleménye szerint ahhoz "titkos megállapodásra" van szükség az organizmusok között ahhoz, hogy valamilyen megmagyarázhatatlan célt bolygói léptékben elérjenek. Mindkét neodarwinista rámutatott a meghajtó mechanizmus hiányára. Lovelock modellje sikeresen ellensúlyozta ezt a kritikát azzal, hogy megmutatta, hogy a szabályozás bizonyos hőmérsékleti tartományokon belül természetesen történik. A hőszabályozáshoz a százszorszép világnak nincs szüksége sem tudatos célra, sem csoportos természetes szelekcióra [7] .
A százszorszép világ későbbi kritikusai arra a tényre összpontosítottak, hogy a mesterséges szimulációkból hiányzik a valódi Föld-Nap rendszer számos fontos részlete. Például egy valódi rendszer bizonyos szintű mortalitást igényel a homeosztázis fenntartásához, és figyelembe kell vennie a fajok közötti különbségeket. A modellkritikusok úgy vélik, hogy ezeknek a részleteknek a felvétele a rendszer instabilitásához vezet, ezért a modell ilyen körülmények között nem alkalmazható. E kérdések közül sok Timothy Lenton és James Lovelock [8] újabb, 2001 -es tanulmánya foglalkozik . A tanulmány azt mutatja, hogy ezeknek a tényezőknek a bevonása valóban javítja a százszorszépek világának klímaszabályozási képességét.