Гипотеза Геи (), также известная как «теория Геи», «принцип Геи» и «парадигма Геи» — предположение, первоначально выдвинутое в 1970 году британским климатологом Джеймсом Лавлоком в сотрудничестве с американским микробиологом Линн Маргулис, но также упоминаемое другими учёными до них, согласно которой Земля — «динамичная физиологическая система, которая включает в себя биосферу и поддерживает нашу планету более трёх миллиардов лет в гармонии с жизнью», что означает, что живые организмы взаимодействуют со своим неорганическим окружением на Земле, образуя саморегулирующуюся сложную систему, которая помогает поддерживать и сохранять условия, подходящие для жизни на планете.
Все живые существа на Земле, таким образом, образуют огромный суперорганизм — называемый «Гея», по имени богини древнегреческой мифологии, олицетворяющей Землю, — осознав саморегуляцию её компонентов, способствующих жизни. Примером, приведённым Лавлоком в поддержку его гипотезы, является состав атмосферы, который, как утверждается, регулировался с течением времени таким образом, чтобы обеспечить развитие и поддержание жизни.
Темы, связанные с гипотезой, включают в себя то, как биосфера и эволюция организмов влияют на стабильность глобальной температуры, солёность морской воды, уровень кислорода в атмосфере, поддержание гидросферы из жидкой воды и другие переменные окружающей среды, которые влияют на обитаемость Земли.
В разных формулировках, гипотеза либо позиционирует Землю как суперорганизм, который при помощи саморегуляции способен поддерживать основные параметры среды на постоянном уровне, либо утверждает наличие системы отрицательных обратных связей в биоте, обеспечивающих некую устойчивость условий обитания. Так, при различных уровнях энергии, поступающей от Солнца, температура поверхности планеты может оставаться приблизительно на одном уровне.
Гипотезу Геи первоначально критиковали за её телеологичность и противоречие принципам естественного отбора, но более поздние уточнения привели её в соответствие с идеями из таких областей, как наука о системе Земли, биогеохимия и экология. Несмотря на это, гипотеза Геи продолжает вызывать критику, и сегодня многие учёные считают, что она слабо подкреплена имеющимися доказательствами или противоречит им (см. раздел «критика»).
Термин Название «Гея» отсылает к богине Земли в древнегреческой мифологии.
Гипотеза разрабатывалась независимо со схожими понятиями биосфера и ноосфера.
История В XVIII веке идея о Земле как о живом организме впервые была высказана Джеймсом Хаттоном (1726—1797). На лекции в Королевском обществе Эдинбурга он предложил считать Землю живым организмом, который является предметом изучения для физиологииNew Scientist. 1986. N 17. P. 51.. В 1785 году Хаттон высказал предположение о том, что Земля — живой сверхорганизм, имеющий свои системы обмена веществ и дыхания (которые и выражаются геологическими процессами — такими, например, как эрозия)www.ed.ac.uk. James Hutton .
Академик В. И. Вернадский предложил рассматривать биосферу как целое и взаимосвязанное. Он первый пришёл к выводу об участии живых организмов в цикличном развитии элементов.
Гипотеза Геи тесно связана с идеями В. И. Вернадского об исключительно большой роли живого вещества (живых организмов, биоты) в формировании лика Земли, химических и физических характеристик биосферы, атмосферы, гидросферыВернадский В. И. Биосфера. М.: Ноосфера, 2001, 244 с. (первое издание — в 1926 году.).
В 1972 году Джеймс Лавлок () и Линн Маргулис предложили гипотезу Геи (Земли), о том, что эволюция горных пород и эволюция жизни могут быть тесно связаны и не являются отдельными процессамиЛавлюк Д. Е. Дни Вернадского: Предыстория Геи // Вестник РАН . 1993. № 12. С. 1134—1135..
Джеймс Лавлок, британский химик, приглашённый в Калифорнию Американским космическим агентством, готовившим к запуску серию зондов, призван был оценить степень вероятности существования жизни на Марсе и Венере и создать инструментарий для выявления мизерных концентраций тех или иных химических элементов в атмосфере. Д. Лавлок указал на методологическую ошибку (невозможно предугадать, какой именно химией «питается» жизнь, следует разработать общий принцип поиска жизни в космосе) и сформулировал собственный метод энтропийного анализа. В мёртвом мире энтропия нарастает. Предоставленная сама себе, атмосфера безжизненной планеты рано или поздно уравновешивает собственное содержимое, достигая энергетического покоя. Противодействует же энтропийному росту жизнь, потребляющая энергетически активные элементы и выбрасывающая мёртвый шлак. Следовательно, планета с атмосферой из углекислого газа почти наверняка должна быть безжизненной. Напротив, присутствие кислорода должно указывать на присутствие жизни. Эти два утверждения проблематичны и в общем случае неверны: как известно из реконструкций ранней жизни на Земле, на планете в течение как минимум полумиллиарда лет можно найти разнообразные организмы и следы их жизнедеятельности, в условиях бескислородной атмосферы. Что касается энтропии, то живые организмы точно так же увеличивают энтропию среды, в которой обитают, энтропия нарастает не в мёртвом или неживом мире, а в любом мире.
В сентябре 1965 года Д. Лавлок пришёл к мысли о том, что земная жизнь научилась поддерживать необходимые для себя условия существования, вступив с планетой в некую форму взаимовыгодного сотрудничества. Писатель Уильям Голдинг предложил Д. Лавлоку назвать теорию в честь древнегреческой богини Земли — гипотезой Геи.
НАСА встретило гипотезу в штыки, поскольку к этому времени уже было известно, что Марс и Венера «дышат», в основном, диоксидом углерода. Известный биолог Ричард Докинз выступил с категорическим утверждением о том, что «гипотеза Геи» противоречит теории эволюции Дарвина. Ещё один известный эволюционный биолог Стивен Джей Гулд критиковал гипотезу Геи, которую находил «метафорой, но не механизмом».
К началу 1970-х годов у теории Лавлока стали появляться защитники и последователи. В 1970 году Линн Маргулис, биолог Бостонского университета, высказала мысль о том, что связующую роль в поле взаимодействия между жизнью и планетой должны играть микроорганизмы. Лавлок сделал своё знаменитое «серное предсказание». До тех пор бытовало мнение, будто сера, вымываемая в океан из почвы, возвращается на сушу в виде сероводорода. Лавлок выразил в этом сомнение, в 1971 году он организовал исследовательскую экспедицию и на борту RV Shackleton доказал: сера поднимается в атмосферу в виде диметилсульфида (DMS), производимого разлагающимися морскими водорослями, что используется как один из доводов в пользу некоторых из форм «гипотезы Геи».
Важную роль в защите гипотезы Геи сыграл созданный Лавлоком Маргаритковый мир — модель планетарной жизни, основанная как раз на принципах теории эволюции Дарвина. В 2002 году один из последователей Лавлока, эволюционист Тим Лентон (Университет East Anglia), выступил с заявлением о том, что гипотеза не только не противоречит учению Дарвина, но и дополняет его. А год спустя Такэси Сугимото (Kanagawa University) показал, как открытые Дарвином процессы адаптации стимулируют «гееобразные» процессы, помогая жизни укреплять свои позиции на нашей планете.
В 2008 году группа учёных под руководством профессора Брента Крайстнера () с факультета биологических наук () университета Луизианы обнаружила, что за образование почти всех осадков могут отвечать бактерии, в частности, Pseudomonas syringae. Было доказано, что бактерии могут путешествовать с облаками на дальние расстояния и быть причиной осадков по всему миру при достаточно высоких температурах. Это открытие считается ещё одним подтверждением гипотезы Геи.
Содержание концепции Геи Гипотезы Геи предполагают, что организмы эволюционируют совместно с окружающей средой: то есть они «влияют на свою абиотическую среду, а эта среда, в свою очередь, влияет на биоту посредством дарвиновского процесса». Лавлок (1995) привёл доводы в пользу этого в своей второй книге « Ages of Gai», показав эволюцию от мира ранних термоацидофильных и метаногенных бактерий к сегодняшней обогащённой кислородом атмосфере, которая поддерживает более сложную жизнь.
Слабая версия гипотезы была названа «влиятельной Гайей» в книге «Направленная эволюция биосферы: биогеохимический отбор или Гайя?» Андрея Г. Лапениса, который утверждает, что биота влияет на определённые аспекты абиотического мира, например. температура и атмосфера. Это не работа отдельного человека, а коллектива российских научных исследований, объединённых в данное рецензируемое издание. Он утверждает коэволюцию жизни и окружающей среды посредством «микросил» и биогеохимических процессов. Примером может служить то, как деятельность фотосинтезирующих бактерий в докембрийские времена полностью изменила атмосферу Земли, сделав её аэробной и тем самым поддерживая эволюцию жизни (в частности, эукариотической жизни).
Менее общепринятые — более сильные — версии гипотезы утверждают, что изменения в биосфере происходят за счёт координации живых организмов и поддержания этих условий посредством гомеостаза. В некоторых версиях философии Геи все формы жизни считаются частью одного живого планетарного существа, называемого Гайя. С этой точки зрения, атмосфера, моря и земная кора будут результатом вмешательства Геи посредством одновременно развивающегося разнообразия живых организмов.
Гипотеза Геи в современной культуре Песни о теории Геи есть у Tiamat («Gaia» из альбома Wildhoney), Stratovarius, Девина Таунсенда, Valensia, Reilly Maggie и Exit-13. В рассказе Артура Конан Дойля «Когда Земля вскрикнула» (1928). Там Земля — живое существо, как и другие планеты Солнечной системы. Одним из последователей теории Лавлока был Айзек Азимов, воплотивший её в своих произведениях; в его цикле романов «Основание» (1942—1993) модель Геи, на которой всё живое и неживое связано между собой, как в едином организме, становится выбором человечества среди нескольких вариантов развития галактики и жизни: главный герой, как избранный представитель человечества, из трёх предложенных вариантов выбирает Галаксию — живую Галактику. «Неукротимая планета» (1960) Гарри Гаррисона. В романе Солярис (1961) Станислава Лема представлена подобная идея. Планета Солярис — это огромный разумный океан, который мог корректировать траекторию движения в своей звёздной системе. В дилогии Пирса Энтони «Хтон» (1967) и «Фтор» (1975) упоминается сообщество живых разумных планет. «Обширней и медлительней империй» (1971) Урсулы Ле Гуин — растительный мир планеты, на которую прилетает экипаж космического корабля, оказывается связан общей корневой системой и обладает единым сверхразумом. Планета Пенелопа в произведении Кира Булычёва «Миллион приключений» (1982). В третьей книге фантастического романа Владимира Кузьменко «Древо жизни» (1991) действие происходит на планете Счастливая, растительность которой образует единый мыслящий сверхорганизм, управляющий всей биосферой. Люди, посетившие планету, назвали открытый ими растительный разум именем богини Кибелы. В романе Орсона Скотта Карда «Ксеноцид» (1991) из серии «Игра Эндера» используется понятие гайалогии () как науки о саморегуляции планетарных экосистем. Название планеты Земля в теологии Гару во вселенной «Мир тьмы» (1991—2021). Некоторая конгруэнтность Гипотезе Геи присутствует в серии книг «Звенящие кедры России» (1996—2010), за авторством Владимира Мегре. В играх сериала «Final Fantasy» часто в основе миров стоит теория Геи. Например, в линейке игр «Final Fantasy 7» (1997 — наст. время), где люди научились получать энергию из энергетического поля Земли. В большинстве работ Type-Moon (2000 — наст. время) присутствует Гайя — разум и воля Земли, другие планеты также имеют свой разум. Враждебна человечеству и прямо противопоставляется Алайе — коллективному бессознательному людей; в сеттинге Type-Moon именно Гайя — первоисточник всех антагонистичных человечеству существ, таких, как демоны и вампиры.