Leben als planetares Regulierungssystem: Experiment will Gaia-Hypothese testen

Symbolbild (Illu.). Copyright: Victor Maull, created with Image Designer
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Sanata Fe (USA) – Laut der sogenannten Gaia-Hypothese handelt es sich bei der Erde selbst um einen Organismus. Tatsächlich ist das hinter dieser Hypothese stehenden Konzept weniger esoterisch und stattdessen wissenschaftlich verankert als weithin bekannt. Ein Experiment soll eine Grundannahme der Gaia-Hypothese, die Vorstellung eines sich selbst regulierenden planetaren Ökosystems, nun im Kleinen testen.

Hintergrund
Laut der Gaia-Hypothese, die in den 1970-er Jahren von der Mikrobiologin Lynn Margulis und dem Chemiker, Biophysiker und Mediziner James Lovelock formuliert wurde, sollte sich unser Planet eigentlich zusehends aufgewärmt und unsere Ozeane immer säurehaltiger geworden sein. Stattdessen ist dies aber nicht passiert, was für ein planetares komplexes System der Selbstregulation durch biologische und geologische Prozesse spricht, die miteinander wechselwirken und so die planetare Geologie und das Klima immer wieder ausgleichen und stabilisieren. Obwohl die Idee selbst verlockend ist, konnte sie bislang aufgrund des gewaltigen planetaren Maßstabes nicht getestet werden.

Wie das Team um Victor Maull und Ricard Solé vom Santa Fe Institute und der Universitat Pompeu Fabra aktuell im „Journal of the Royal Society Interface“ (DOI: 10.1098/rsif.2023.0585) schlagen sie ein Experiment zur Dynamik planetarer Regulationsprozesse im Kleinstmaßstab vor.

Mit Hilfe von synthetischer Biologie wollen sie zwei synthetisch erzeugte Mikroorganismen in einem isolierten System einander aussetzten, um zu beobachten, ob diese trotz geneteiliger Wirkung ein sich selbst erhaltendes, ausgewogenes und stabiles System erzeugen.

Hintergrund
Die Gaia-Hypothese betrachtet die Erde und ihre Biosphäre selbst als Lebewesen, weil sie in der Gesamtheit aller irdischen Organismen Bedingungen schafft und erhält, die nicht nur Leben, sondern auch eine Evolution komplexerer Organismen ermöglichen. Die Erdoberfläche bildet demnach ein dynamisches System, das die gesamte Biosphäre stabilisiert. Diese Hypothese setzt eine bestimmte Definition von Leben voraus, wonach sich Lebewesen insbesondere durch die Fähigkeit zur Selbstorganisation auszeichnen.

Nicht zuletzt weil sich der Name von Gaia, der Großen Mutter in der griechischen Mythologie, ableitet, wurde und wird sie auch von der esoterisch-spirituellen Gemeinschaften und Denkrichtungen aufgegriffen. Lovelock selbst benannte als älteste gedankliche Vorläufer der Hypothese hingegen Charles Darwins Evolutionstheorie und Alexander von Humboldts Werk Kosmos – Entwurf einer physischen Weltbeschreibung. Hingegen motivierte die Gaia-Hypothese ihrerseits Beschäftigungsfelder wie Geophysiologie, die Landschaftsökologie in einen holistischen Kontext stellt. Die Gaia-Hypothese wird oft auch als Beispiel dafür genannt, wie sich naturwissenschaftliche und esoterisch-spirituelle Konzepte ergänzen und gegenseitig bereichern können, statt sich voneinander abzugrenzen. Kritiker sehen in der Vereinnahmung der Hypothese durch die Esoterik eine Form der „spirituellen Verklärung“.

Im Gegensatz zur Vorstellung von einer „beseelten Erde“ ordnete Lovelock seine Gaia-Hypothese in seinem Buch „Gaia – die Erde als Lebewesen“ selbst wie folgt ein:

„Aber wenn ich von einem lebendigen Planeten spreche, soll das keinen animistischen Beiklang haben; ich denke nicht an eine empfindungsfähige Erde oder an Steine, die sich nach eigenem Willen und eigener Zielsetzung bewegen. Ich denke mir alles, was die Erde tun mag, etwa die Klimasteuerung, als automatisch, nicht als Willensakt; vor allem denke ich mir nichts davon als außerhalb der strengen Grenzen der Naturwissenschaften ablaufend. Ich achte die Haltung derer, die Trost in der Kirche finden und ihre Gebete sprechen, zugleich aber einräumen, dass die Logik allein keine überzeugenden Gründe für den Glauben an Gott liefert. In gleicher Weise achte ich die Haltung jener, die Trost in der Natur finden und ihre Gebete vielleicht zu Gaia sprechen möchten.“

Der Versuchsaufbau sei von jüngsten Forschungsergebnissen zur Fermentation inspiriert, berichtet das Team: „Auch zur Fermentation braucht es stabile, ausgewogene und regulierte Bedingungen, wie etwa einen stabilen pH-Wert. Hierzu gibt es neuere Bemühungen, Mikroorganismen so zur Fermentation herzustellen, dass sie sich gegenseitig selbst regulieren“, so Solé.

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Der nun vorgeschlagene Experimentaufbau soll einen Mikrobenstamm beinhalten, der wahrnehmen kann, wenn seine Umgebung zu säurehaltig wird und diesem Zustand entgegenwirken kann. Ein zweiter Stamm soll die gegenteilige Fähigkeit besitzen, also einen erhöhten basischen Zustand nicht nur detektieren, sondern ebenfalls auch ausgleichen können, um selbst weiter zu gedeihen.

„Da diese Stämme Einfluss auf ihre Umgebung nehmen können, diese Umgebung aber auch auf die Stämme wirkt, sollte ein geschlossenes kausales System entstehen“, erläutert Solé. „Wir wollen zeigen, unter welchen Bedingungen diese Mikroorganismen wie wechselwirken, um einen konstanten pH-Wert zu erreichen und zu erhalten, so wie er von der Gaia-Hypothese vorhergesagt wird.“




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Gaia-Hypothese: Öko-Vordenker James Lovelock an seinem 103. Geburtstag verstorben 29. Juli 2022

Rechercherquelle: Santa Fe Institute

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