Обитаемость — это непрерывное свойство природы

Обитаемость - это непрерывное свойство природы

Ученые из Британского центра астробиологии* считают, что обитаемость окружающей среды является главным образом бинарным свойством, то есть среда может поддерживать метаболические процессы данного организма или нет. Они утверждают, что обитаемость в разных средах может иметь разную степень, которую можно определить, по крайней мере теоретически, ответив на вопрос: «пригодна ли эта среда для жизни в данном организме? Вероятность возникновения жизни связана числом ответов » да» или «нет», которые в основном представляют собой серию бинарных вопросов и решений.

По крайней мере три неявных предположения, сделанные для этой линии рассуждений, неправдоподобны и вынуждают делать выводы. Первый — это генетическое разнообразие организмов. Формулировка Cockell et al. можно предположить, что гипотетические организмы типа «Да / нет» на самом деле столь же различны, как, например, цианобактерия Цилиндроспермум и домашняя свинья Sus domesticus. Это неявное предположение о биологически прерывистой выборке организмов является ключом к логике бинарной интерпретации обитаемости.

Давайте проведем эксперимент Геданкена — мысленный эксперимент, который включает в себя образец из четырех организмов: трех тесно связанных типов цианобактерий (С1, С2, С3) и свиньи (рис. 1).). Теперь давайте рассмотрим две среды. Окружающая среда 1 (Е1)-это планета, похожая на Землю, но с относительно незасоленными океанами, в которых С2 и С3 не могут выжить, но С1 может переносить эти условия и процветать. Эта планета станет местом обитания С1 и свиньи.

Окружающая среда 2 (Е2) — это очень соленая океаническая планета, очень похожая на землю, которая не имеет земной жизни и имеет только несколько различных типов одноклеточных организмов, которые все являются цианобактериями. В этом мире цианобактерий мы предполагаем, что С1, С2 и С3 могут счастливо процветать, в то время как свиньи, очевидно, не могут. С точки зрения Cockell et al., Е2 будет более пригоден для жизни, чем Е1, потому что число организмов, которые могут жить в нем, больше, чем для Е1. Этот эксперимент показывает, что с этой точки зрения обитаемость среды зависит от образца, в частности от его состава и размера, но он игнорирует генетическую сложность образца.

Утверждаем, что генетическое разнообразие членов выборки — это одна реализация из непрерывного спектра возможностей, например, через случайные мутации. В результате отбор принципиально непрерывен по своей природе, и бинарная конструкция отбора не имеет смысла. Поэтому вывод о бинарной интерпретации обитаемости должен быть ошибочным.

Ранжирование обитаемости на основе двоичной интерпретации обитаемости.

Рис. 1 Ранжирование обитаемости на основе бинарной интерпретации обитаемости. Рассмотрим две среды: E1 (слева) и E2 (справа). Е1-это планета, похожая на землю, которая предлагает пригодные для жизни условия для цианобактерий С1 и свиней, в то время как Е2-это очень соленый океан, населенный только цианобактериями и пригодный для жизни С1, С2 и С3. В бинарной интерпретации обитаемости Е2 более пригоден для жизни, чем Е1, хотя генетически он менее разнообразен.

Второе заблуждение заключается в предположении, что экосистему можно разложить на подмножества независимых выборок. Это эквивалентно идее о том, что сама жизнь прерывна с точки зрения тех реализаций (организмов), которые она порождает. Вероятно, одна цианобактерия и, возможно, одна свинья могут жить в этой стерильной лабораторной среде в течение ограниченного периода времени, например, чтобы ответить на вопрос: «подходит ли эта среда для данного организма?»

Но организмы нуждаются в пище. Эта пища должна содержать живые организмы или, по крайней мере, производные от мертвых организмов. Одинокая свинья могла бы какое-то время питаться исключительно синтетической пищей, но это превратило бы определение пригодности для обитания в эквивалент «жить до голода».

Насколько нам известно из единственной экосистемы, которую мы можем изучить, организмы являются звеньями в пищевой цепи или, возможно, более адекватно, узлами в пищевой сети. Это лишь одна из многих причин, по которым неспособный образец организмов вообще не может быть получен. Таким образом, картина обитаемости как нового свойства бинарных состояний не является реалистичным описанием природы.

Третья проблема — это определение окружающей среды. Такое определение трудно построить, но для полного логического вывода понятия обитаемости бинарности / недвойственности, которое должно быть оценено для конкретной среды, мы должны сначала ответить на вопрос: «Что такое среда?” Является ли внутренняя часть человеческой клетки кожи средой обитания бактерий? Или это поверхность небольшого камня? Или береговая линия Средиземного моря? Или это скорее поверхность всей планеты? Включает ли наша собственная человеческая “окружающая среда” Луну, которая влияет на приливы океана и долгосрочное вращательное состояние Земли? А как насчет солнца как нашего главного источника энергии?

Ответ может даже зависеть от организма, который интересует человека, потому что некоторые аспекты более релевантны для одного организма, но не связаны с другими. В результате просто не существует прерывистого понятия окружающей среды, и мы понимаем, что оно должно быть таким же непрерывным, как и широта организмов, будь то в генетическом или фенотипическом смысле и т. д.

Обитаемость - это непрерывное свойство природы

Вопрос об окружающей среде непрерывен как в пространстве, так и во времени, и поэтому любое понятие, созданное для применения к образцу среды, также должно быть непрерывным. Фактически, когда Земля получает оценку 1 по двоичной шкале 0/1, концепция бинарной обитаемости скрывает возможность того, что планеты также могут быть “более обитаемыми”, чем Земля.

На самом деле, когда Земля получает оценку 1 по двоичной шкале 0/1, концепция бинарной обитаемости скрывает возможность того, что планеты также могут быть “более населенными”, чем Земля.2, будь то с точки зрения их биомассы, генетического разнообразия и долговечности, устойчивости к разрушению астероидов и так далее.

Обитаемость - это непрерывное свойство природы

Таким образом, мы обнаруживаем, что вопрос о том, является ли обитаемость бинарной величиной или нет, возвращает нас к вопросу о том, являются ли наши представления о жизни и окружающей среде, в которой она процветает (или нет), бинарными или недвойственными. Утверждаем, что последнее имеет место, и поэтому любая современная концепция обитаемости также должна быть непрерывной.

Как последний комментарии Cockell et al. Мы утверждаем, что бинарные аспекты могут помочь нам достичь ясности в использовании этого термина. Эта точка зрения подразумевает, что слово “обитаемость” должно быть сначала обсуждено или определено, прежде чем его можно будет правильно использовать. Но верно и обратное. Лингвистическая философия уже давно утверждает, что значение слова определяется его употреблением в языке. Поэтому то, как мы говорим об обитаемости, определяет то, что мы имеем в виду, а не наоборот. Как только мы осознаем, что говорим об обитаемости в непрерывном контексте жизни и ее окружения, мы понимаем, что обитаемость непрерывна.

  • Cockell, Charles S. ( Британский центр астробиологии, Школа физики и астрономии, Эдинбургский университет, Эдинбург, Великобритания ) ;
  • Стивенс, Адам Х. ( Британский центр астробиологии, Школа физики и астрономии, Эдинбургский университет, Эдинбург, Великобритания ) ;
  • Прескотт Р. ( Британский центр астробиологии, Школа физики и астрономии, Эдинбургский университет, Эдинбург, Великобритания )

Читайте также: