Daisyworld ( eng. Daisyworld ) er en computermodel af en betinget verden designet til at simulere vigtige processer i Jordens biosfære under påvirkning af Solen. Introduceret af James Lovelock og Andrew Watson i et papir offentliggjort i 1983 [1] for at demonstrere plausibiliteten af Gaia-hypotesen .
Formålet med modellen er at demonstrere antagelsen om, at feedbackmekanismer ikke kan udvikle sig på grund af de klassiske mekanismer for gruppeselektion , men på grund af individuelle organismers aktivitet [2] .
Daisy-verdenmodellen betragter en jordlignende planet domineret af kunstvandet land beboet af kun to arter af tusindfryd (eller tusindfryd ), sort og hvid. Planeten kredser om en stjerne af samme spektraltype som Solen , hvis strålingsenergi langsomt øges. Tusindfryd på planeten er kun i stand til at eksistere i temperaturområdet fra 5 til 40 ° C, mens den optimale temperatur for dem er 20 ° C.
Ifølge den moderne astrofysiske hypotese, som en stjerne, der i parametre er tæt på Solen, ældes, begynder dens strålingsenergi at stige lineært. Efterhånden som planeten varmes op ved ækvator , nås minimumstemperaturen (5 ° C), ved hvilken vækst af tusindfryd er mulig. Hvor der i starten er et par mørke tusindfryd, vil reflektiviteten ( albedo ) af planetoverfladen falde, og jorden vil varmes bedre op, hvilket giver en selektiv fordel til mørke tusindfryd, som bidrager til opvarmning og kolonisering af nye jordlommer længere fra ækvator, vil fortsætte med at reducere albedoen og derfor udvide dens rækkevidde mere og mere i sammenligning med hvide tusindfryd. Endelig vil hele planeten blive fanget af mørkfarvede tusindfryd.
Efterhånden som energien fra stjernen stiger yderligere, vil temperaturen ved ækvator overstige det optimale for planter (20 °C). Fra dette øjeblik går fordelen til siden af tusindfryd med lyse blomster, som øger albedoen, afkøler territoriet og derved skaber behagelige forhold for sig selv, først ved ækvator, og derefter længere og længere til polerne . Mørke tusindfryd taber nu selektivt.
Endelig kommer der et vendepunkt, når temperaturen ved ækvator overstiger 40 ° C, ud over hvilket tusindfryds liv er umuligt. Og nu, startende fra ækvator, dækker den varme zone hele planeten og gør den til en livløs ørken.
En matematisk beregning udført af Lovelock afslørede et mønster: gennemsnitstemperaturen på en planet beboet af tusindfryd, på trods af stigningen i stjerneaktivitet, forbliver konstant næsten hele tiden, svarende til 20 ° C, hvilket er optimalt for tusindfryd. Således er selv en primitiv biosfære i stand til at udøve en global indflydelse med negativ feedback , mens hver komponent i systemet arbejder med positiv feedback . Denne situation er meget forskellig fra den eksisterende i en livløs verden, hvor temperaturen ikke reguleres og stiger lineært med væksten af stjernens strålingsenergi.
I senere versioner af tusindfrydverdenen blev en bestand af grå tusindfryd introduceret, og planeten er beboet af planteædere og kødædere . Det viste sig, at dette endda bidrog til en stigning i homeostase . Nylige undersøgelser har simuleret de faktiske biokemiske cyklusser af Jorden og forskellige laug af levende ting (f.eks. fotosyntese , nedbrydere , planteædere, primære og sekundære kødædere) og har vist en regulerende effekt og stabilitet svarende til den originale tusindfrydverden. Disse modeller hjælper med at forklare mangfoldigheden af livsformer på vores planet.
Så gennem naturlig udvælgelse opstår en cyklus af næringsstofbearbejdning i biosfæren, når det skadelige affald fra et væsen bliver en energikilde for et andet. Forskning i forholdet mellem nitrogen og fosfor viser, at lokale biotiske processer kan regulere globale systemer [3] .
Da daisy-verdenmodellen er meget enkel, bør den ikke direkte sammenlignes med Jorden, som forfatterne af modellen klart sagde. Det giver dog en række nyttige forudsigelser om for eksempel, hvordan Jordens biosfære kan reagere på menneskelig indblanding.
Senere skabte tilføjelsen af mange ekstra sværhedsgrader til tusindfrydverdenen ikke kontroverser, men viste de samme grundlæggende tendenser som i den originale model. Et af simuleringsresultaterne er en forudsigelse om, at Jordens biosfære er i stand til at regulere klimatiske forhold for at understøtte liv i en bred vifte af sollysstyrke. Mange eksempler på sådanne selvregulerende systemer er fundet i naturen.
En udvidelse af daisy-verdenmodellen, der omfattede kaniner , ræve og andre arter, førte til en uventet opdagelse: Jo større mangfoldighed af arter, jo større indflydelse har biosfæren på hele planeten (for eksempel forbedret temperaturregulering). Simuleringerne viste også, at systemet var robust og modstandsdygtigt selv under stød. Samtidig, når man simulerer langsomme ændringer i miljøet, går artsrigdommen gradvist tabt; tværtimod fører forstyrrelser i systemet til et udbrud af artsdiversitet. Disse data understøttede værdien af biodiversitet [4] .
Begrebet margueritverdenen blev udviklet for at tilbagevise kritik af den "mystiske" baggrund for Gaias hypotese om biosfærens organiske enhed. En betydelig mængde kritik er kommet fra videnskabsmænd som Richard Dawkins [5] , der har hævdet, at termoregulering på planetarisk niveau er umulig uden global naturlig udvælgelse. Dr. W. Ford Doolittle [6] afviste begrebet planetarisk regulering, fordi det efter hans mening kræver en "hemmelig aftale" mellem organismer for at forfølge et eller andet uforklarligt mål på planetarisk skala. Begge neo-darwinister pegede på fraværet af en drivmekanisme. Lovelocks model imødegik med succes denne kritik ved at vise, at regulering forekommer naturligt inden for en række temperaturer. For termoregulering behøver tusindfrydverdenen hverken et bevidst mål eller gruppe naturlig udvælgelse [7] .
Senere kritikere af tusindfrydverdenen fokuserede på det faktum, at kunstige simuleringer savner mange vigtige detaljer i det sande Jord-Sol-system. For eksempel kræver et rigtigt system et vist niveau af dødelighed for at opretholde homeostase og skal tage højde for forskelle mellem arter. Modelleringskritikere mener, at inddragelsen af disse detaljer vil føre til ustabilitet i systemet, og derfor er modellen ikke anvendelig under disse forhold. Mange af disse spørgsmål behandles i et nyere 2001 -dokument af Timothy Lenton og James Lovelock [8] . Papiret viser, at inddragelsen af disse faktorer faktisk forbedrer tusindfrydverdenens evne til at regulere klimaet.