Enligt Gaia-hypotesen, som föreslogs av forskarna Lovelock och Margulis på 1970-talet, borde vår planet ha blivit gradvis varmare i miljontals år, medan våra hav också borde ha blivit allt surare. Det faktum att detta inte har hänt antyder ett planetomfattande komplext system som är självreglerande, med planetariskt liv och geologiska processer som samverkar för att stabilisera planetarisk geologi och klimat. Trots dess betydelse kunde denna idé inte testas tidigare på grund av dess planetariska skala.
I en artikel, publicerad i Journal of the Royal Society Interface , SFI Extern professor Ricard Solé (Universitat Pompeu Fabra) och medarbetare föreslår ett experimentellt system som ska testa, i liten skala, dynamiken som reglerar planetära processer. Med hjälp av syntetisk biologi kommer de att testa två konstruerade mikroorganismer i ett fristående system för att se om de kan uppnå en stabil jämvikt.
Denna föreslagna uppställning är inspirerad av nyare forskning inom fermentering, som vanligtvis har krävt finjusterad yttre kontroll, för att uppnå stabila, reglerade förhållanden, inklusive en stabil pH-nivå. "Det har gjorts nyligen arbete med att försöka se om du kan konstruera mikroorganismer för jäsning så att de kan självreglera," säger Solé. "Det var den viktigaste inspirationen."
Denna experimentella uppställning, som Solé och flera av hans elever utvecklade under ett besök på SFI, har potential att svara på långvariga frågor inom området om planetomfattande regelsystem.
I denna experimentella uppställning kommer en stam att upptäcka om miljön blir för sur, och motverka den ökande surheten, medan den andra stammen kommer att upptäcka om miljön blir för basisk, och agera för att motverka denna minskande surhet.
"Eftersom dessa stammar verkar på miljön, och miljön påverkar dem, skapar detta en sluten orsaksslinga," sa Solé. "Tanken är att visa att de under mycket breda förhållanden kommer att stabilisera sig till en konstant pH-nivå, som förutspåtts av den ursprungliga teorin."
Mer information: Victor Maull et al, A syntetisk microbial Daisyworld:planetary Regulation in the test tube, Journal of The Royal Society Interface (2024). DOI:10.1098/rsif.2023.0585
Journalinformation: Journal of the Royal Society Interface
Tillhandahålls av Santa Fe Institute
