Маргаритковый Мир (англ. Daisyworld) — компьютерная модель условного мира, предназначенная для имитации важных процессов в биосфере Земли под влиянием Солнца. Введена Джеймсом Лавлоком и Эндрю Уотсоном в работе, опубликованной в 1983 году[1], для того, чтобы показать правдоподобность гипотезы Геи.
Цель модели состоит в том, чтобы продемонстрировать теорию о том, что механизмы обратной связи могут развиться не благодаря классическим механизмам группового выбора, а из-за личных предпочтений организмов[2].
В модели предлагается наличие планеты, которая во многом подобна Земле, и где преобладает орошаемая суша, заселённая маргаритками всего двух расцветок (чёрной и белой). Планета вращается вокруг звезды того же спектрального класса, что и Солнце, лучистая энергия которой медленно возрастает. Маргаритки же способны существовать лишь в температурном диапазоне от 5 до 40 °С. Оптимальная же температура для жизнедеятельности цветов — 20 °С.
Согласно современной астрофизической гипотезе, по мере старения звезды близкой по параметрам Солнцу, её лучистая энергия начинает линейно возрастать. По мере прогревания планеты на экваторе достигается минимальное значение температуры (5 °С), при которой возможно произрастание маргариток. Там, где первоначально окажется немного больше тёмных маргариток, отражательная способность (альбедо) отдельных районов планетной поверхности снизится, а значит, грунт лучше прогреется, дав селективное преимущество тёмным маргариткам, которые, способствуя прогреванию и заселению новых очагов почвы дальше от экватора, будут продолжать снижать альбедо, а следовательно всё больше расширять свой ареал, по сравнению с белыми маргаритками. Наконец вся планета окажется захвачена маргаритками тёмных расцветок.
Но затем, по мере дальнейшего повышения энергии, приходящей от звезды, температура на экваторе превысит оптимальную для цветов — 20 °С. С этого момента преимущество переходит на сторону маргариток со светлой окраской цветков, которые повышают альбедо, охлаждая территорию, и тем самым создавая для себя комфортные условия сначала на экваторе, а затем — всё дальше к полюсам. Тёмные маргаритки селективно проигрывают.
Наконец, наступает переломный момент, когда температура на экваторе переваливает отметку в 40 °С, за которой невозможна жизнь маргариток. И вот, начиная от экватора жаркая зона охватывает всю планету, превращая её в безжизненную пустыню.
Математический расчёт, проведённый Лавлоком, выявил закономерность: средняя температура на планете, заселённой маргаритками, несмотря на возрастание активности звезды, практически всё время останется постоянной, составляя оптимальные для маргариток 20 °С. Таким образом, даже примитивная биосфера способна оказывать глобальное влияние с отрицательной обратной связью, при том что каждый компонент системы работает с положительной.
Эта ситуация очень отличается от существующей в безжизненном мире, где температура не регулируется и возрастает линейно с ростом лучистой энергии звезды. В более поздних версиях «Маргариткового Мира» была введёна популяция серых маргариток, а планета населена травоядными и хищниками. Оказалось, что это способствовало даже увеличению гомеостаза (стабильности системы). В новейших исследованиях моделировались реальные биохимические циклы Земли, и, с помощью различных «гильдий» жизни (например, фотосинтезаторы, редуценты, травоядные животные, первичные и вторичные хищники), также были показаны эффект регулирования и стабильность, подобные первоначальному Маргаритковому Миру. Эти модели помогают объяснить единство и разнообразие форм жизни на нашей планете.
Так, путём естественного отбора, возникает переработка питательных веществ в биосфере, когда вредные отходы одного существа становятся основой для извлечения энергии для другого. Исследование о соотношении азота и фосфора показывает, что локальные биотические процессы могут регулировать глобальные системы[3].
Поскольку модель Маргариткового Мира весьма проста, её не следует прямо сопоставлять с Землёй. Об этом чётко заявили его авторы. Тем не менее, она обеспечивает ряд полезных предсказаний о том, каков, например может быть ответ земной биосферы на вмешательство человека. Позже, добавление к Маргаритковому Миру множества дополнительных уровней сложности не вызвало противоречий, но показало те же основные тенденции, как и в исходной модели. Одним из результатов моделирования является прогноз о том, что биосфера Земли способна регулировать климатические условия для поддержания жизни в широком диапазоне солнечной светимости. Многие примеры таких систем саморегулирования, были найдены в природе.
Расширение модели Маргариткового Мира, которое включило кроликов, лисиц и другие виды, привело к неожиданному открытию: чем больше разнообразие видов, тем сильнее влияние биосферы на всю планету (например, улучшается температурное регулирование). Моделирование также показало, что система была надежной и устойчивой даже при потрясениях. Напротив, при медленных изменениях в окружающей среде постепенно богатство видов утрачивается. А возмущения в системе приводят к всплеску видового разнообразия. Эти данные оказали поддержку мнению о ценности биологической вариативности[4].
Концепция Маргариткового Мира была разработана, чтобы опровергнуть критику о «мистической» подоплёке гипотезы Геи органического единства биосферы. Значительный объём критики поступил со стороны таких ученых, как Ричард Докинз[5], которые утверждали что терморегуляция планетарного уровня невозможна без глобального естественного отбора. Доктор У. Форд Дулиттл[6] отверг понятие планетарного регулирования, потому что, как ему казалось, это требует «тайного согласия» между организмами для следовании какой-то необъяснимой цели планетарного масштаба. Оба неодарвиниста указывали на отсутствие движущего механизма. Модель Лавлока была успешно противопоставлена этой критике, показав, что регулирование естественно возникает в пределах некоего диапазона температур. Для терморегуляции Маргаритковому Миру не нужна ни сознательная цель, ни групповой естественный отбор[7].
Позже критики Маргариткового Мира сосредоточили внимание на факте, что искусственное моделирование упускает многие важные детали истинной системы «Земля-Солнце». Например, реальная система требует для поддержания гомеостаза, определённого уровня смертности и должна учитывать различия между видами. Критики моделирования считают, что включение этих деталей будет приводить к неустойчивости системы, и, следовательно, ложно. Многие из этих вопросов рассматриваются в более поздней работе Тимоти Лентона и Джеймса Лавлока 2001 года[8]. В работе показано, что включение этих факторов на самом деле улучшает способность Маргариткового Мира в регулировании климата.
|coauthors=
(справка)|coauthors=
(справка)|coauthors=
(справка)Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .