Pri hľadaní mimozemskej inteligencie sú vedci často obviňovaní z „uhlíkového šovinizmu“, pretože očakávajú, že ďalšie formy života vo vesmíre budú tvorené rovnakými biochemickými stavebnými blokmi ako my, a tomu prispôsobia svoje hľadanie. Ale život môže byť celkom iný - a ľudia o tom uvažujú - preto poďme preskúmať desať možných biologických a nebiologických systémov, ktoré rozširujú definíciu „života“.
A po prečítaní poviete, ktorá forma je pre vás otázna, dokonca aj teoreticky.
Metanogény
V roku 2005 Heather Smith z Medzinárodnej vesmírnej univerzity v Štrasburgu a Chris McKay z Amesovho výskumného centra NASA pripravili príspevok, ktorý skúma možnosti života na základe metánu, takzvaných metanogénov. Takéto formy života môžu konzumovať vodík, acetylén a etán a namiesto oxidu uhličitého vydýchnuť metán.
To by mohlo umožniť obývateľné zóny pre život v chladných svetoch, ako je Saturnov mesiac Titan. Rovnako ako Zem, aj atmosféra Titanu je väčšinou dusíkatá, ale zmiešaná s metánom. Titan je okrem našej Zeme tiež jediným miestom v našej slnečnej sústave, kde sa nachádzajú veľké zásobníky kvapalín - jazerá a rieky zmesi etán-metán. (Podzemné vodné plochy sú prítomné aj na Titane, jeho sesterskom mesiaci Enceladus a Jupiterovom mesiaci Europa.) Kvapalina sa považuje za nevyhnutnú pre molekulárne interakcie v organickom živote a samozrejme sa bude klásť dôraz na vodu, ale aj také interakcie umožňujú etán a metán.
Misia NASA a ESA Cassini-Huygens v roku 2004 spozorovala špinavý svet s teplotami -179 stupňov Celzia, kde bola voda tvrdá ako voda a metán plával údoliami riek a kotlinami do polárnych jazier. V roku 2015 vyvinul tím chemických inžinierov a astronómov na Cornellovej univerzite teoretickú bunkovú membránu vyrobenú z malých organických zlúčenín dusíka, ktoré by mohli fungovať v tekutom metáne Titanu. Svoju teoretickú bunku nazvali „dusíkatý“, čo v doslovnom preklade znamená „dusíkaté telo“, a mala rovnakú stabilitu a pružnosť ako zemský lipozóm. Najzaujímavejšou molekulárnou zlúčeninou bol akrylonitrilový azotozóm. Akrylonitril, bezfarebná a toxická organická molekula, sa používa na akrylové farby, gumu a termoplasty na Zemi; našiel sa tiež v atmosfére Titanu.
Propagačné video:
Dôsledky týchto experimentov na hľadanie mimozemského života je ťažké preceňovať. Život by sa nielen mohol potenciálne vyvinúť na Titáne, ale tiež ho možno zistiť pomocou stopových množstiev vodíka, acetylénu a etánu na povrchu. Planéty a mesiace, v ktorých dominuje metán, môžu byť nielen okolo hviezd podobných Slnku, ale aj okolo červených trpaslíkov v širšej zóne Zlatovláska. Ak NASA v roku 2016 spustí prieskumník Titan Mare, budeme mať podrobné informácie o možnom živote na dusíku v roku 2023.
Život na báze kremíka
Život na báze kremíka je možno najbežnejšou formou alternatívnej biochémie, ktorú obľúbila populárna veda a beletria - spomeňte si na Hortu zo Star Treku. Táto myšlienka nie je ani zďaleka nová, jej korene siahajú k úvahám H. G. Wellsa z roku 1894: „Aká fantastická predstavivosť by mohla vyprchať z takého predpokladu: predstavte si kremíkovo-hliníkové organizmy - alebo, možno, ľudí kremík-hliníka naraz? - ktoré prechádzajú atmosférou plynnej síry, povedzme, na moriach tekutého železa s teplotou niekoľko tisíc stupňov alebo niečo podobné, tesne nad teplotou vysokej pece.
Kremík zostáva populárny práve preto, že je veľmi podobný uhlíku a môže vytvárať štyri väzby, napríklad uhlík, čo otvára možnosť vytvorenia biochemického systému úplne závislého od kremíka. Je to okrem kyslíka najpočetnejší prvok v zemskej kôre. Na Zemi existujú riasy, ktoré do svojho rastového procesu začleňujú kremík. Kremík hrá po uhlíku druhú úlohu, pretože môže vytvárať stabilnejšie a rozmanitejšie zložité štruktúry potrebné pre život. Molekuly uhlíka zahŕňajú kyslík a dusík, ktoré tvoria neuveriteľne silné väzby. Komplexné molekuly na báze kremíka majú, bohužiaľ, tendenciu sa rozpadať. Uhlík je navyše vo vesmíre mimoriadne bohatý a existuje tu už miliardy rokov.
Život na báze kremíka je nepravdepodobný, že sa objaví v zemskom prostredí, pretože väčšina voľného kremíka bude uväznená v sopečných a vyvretých horninách kremičitých materiálov. Predpokladá sa, že vo vysokoteplotnom prostredí môže byť všetko inak, zatiaľ sa však nenašli nijaké dôkazy. Extrémny svet, ako je Titan, by mohol podporovať život na báze kremíka, pravdepodobne spojený s metanogénmi, pretože molekuly kremíka, ako sú silány a polysilany, môžu napodobňovať organickú chémiu Zeme. Na povrchu Titanu však dominuje uhlík, zatiaľ čo väčšina kremíka sa nachádza hlboko pod povrchom.
Astrochemik NASA Max Bernstein naznačil, že život na báze kremíka by mohol existovať na veľmi horúcej planéte s atmosférou bohatou na vodík a chudobnou na kyslík, čo by umožňovalo zložitú chémiu silánov so spätnými väzbami kremíka so selénom alebo telurom, čo je však podľa Bernsteina nepravdepodobné. Na Zemi by sa také organizmy množili veľmi pomaly a naša biochémia by si navzájom nijako neprekážala. Mohli však pomaly požierať naše mestá, ale „dalo by sa na ne použiť zbíjačka“.
Ďalšie biochemické možnosti
V zásade existuje dosť návrhov systémov života založených na niečom inom ako na uhlíku. Rovnako ako uhlík a kremík, aj bór má tendenciu vytvárať silné kovalentné molekulárne zlúčeniny, ktoré vytvárajú rôzne štruktúrne varianty hydridu, v ktorých sú atómy bóru spojené vodíkovými mostíkmi. Rovnako ako uhlík, aj bór sa môže viazať s dusíkom za vzniku zlúčenín s chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami podobnými alkánom, najjednoduchším organickým zlúčeninám. Hlavným problémom života na báze bóru je, že je to pomerne vzácny prvok. Život na báze bóru bude najvhodnejší v prostredí, ktoré je dostatočne chladné na tekutý amoniak, potom budú chemické reakcie kontrolovanejšie.
Ďalšou možnou formou života, ktorej sa venovala určitá pozornosť, je život založený na arzéne. Celý život na Zemi pozostáva z uhlíka, vodíka, kyslíka, fosforu a síry, ale v roku 2010 NASA oznámila, že našla baktériu GFAJ-1, ktorá mohla namiesto fosforu do bunkovej štruktúry inkorporovať arzén bez akýchkoľvek následkov pre seba. GFAJ-1 žije vo vodách jazera Mono v Kalifornii, ktoré sú bohaté na arzén. Arzén je jedovatý pre akékoľvek živé tvory na planéte, s výnimkou niekoľkých mikroorganizmov, ktoré ho bežne prenášajú alebo dýchajú. GFAJ-1 je prvýkrát, kedy telo začlenilo tento prvok ako biologický stavebný blok. Nezávislí odborníci toto tvrdenie trochu zriedili, keď nenašli nijaký dôkaz o arzéne obsiahnutom v DNA, ba dokonca ani o nijakom arzenáte. Napriek tomu vzrástol záujem o možnú biochémiu založenú na arzéne.
Amoniak bol tiež navrhnutý ako možná alternatíva k vode pre budovanie foriem života. Vedci navrhli existenciu biochémie založenej na zlúčeninách dusík-vodík, ktoré používajú ako rozpúšťadlo amoniak; mohol by sa použiť na vytvorenie proteínov, nukleových kyselín a polypeptidov. Akýkoľvek život na báze amoniaku musí existovať pri nízkych teplotách, pri ktorých má amoniak tekutú formu. Tuhý amoniak je hustejší ako tekutý amoniak, takže neexistuje žiadny spôsob, ako zabrániť jeho zamrznutiu, keď je studený. Pre jednobunkové organizmy by to nebol problém, ale mnohobunkovým organizmom by to spôsobilo chaos. Napriek tomu existuje možnosť existencie jednobunkových organizmov amoniaku na chladnejších planétach slnečnej sústavy, ako aj na plynných gigantoch ako Jupiter.
Predpokladá sa, že síra slúžila ako základ pre nástup metabolizmu na Zemi a známe organizmy, ktoré namiesto kyslíka metabolizujú síru, existujú na Zemi v extrémnych podmienkach. Možno by v inom svete mohli formy života na báze síry získať evolučnú výhodu. Niektorí ľudia si myslia, že dusík a fosfor môžu za veľmi špecifických podmienok nahradiť uhlík.
Memetický život
Richard Dawkins verí, že základný životný princíp znie takto: „Celý život sa vyvíja vďaka mechanizmom prežitia reprodukujúcich sa tvorov.“Život by mal byť schopný reprodukcie (s určitými predpokladmi) a mal by byť v prostredí, kde bude možný prirodzený výber a vývoj. Dawkins vo svojej knihe Sobecký gén poznamenal, že koncepty a nápady sa vytvárajú v mozgu a šíria sa medzi ľuďmi prostredníctvom komunikácie. V mnohom to pripomína správanie a adaptáciu génov, preto ich nazýva „mémy“. Niektorí porovnávajú piesne, vtipy a rituály ľudskej spoločnosti s prvými etapami organického života - voľnými radikálmi plávajúcimi v starodávnych moriach Zeme. Výtvory mysle sa reprodukujú, vyvíjajú a bojujú o prežitie v oblasti myšlienok.
Podobné mémy existovali aj pred ľudstvom, v spoločenských výzvach vtákov a naučenom správaní primátov. Keď ľudstvo získalo schopnosť abstraktného myslenia, ďalej sa rozvíjali mémy, ktoré riadili kmeňové vzťahy a tvorili základ pre prvé tradície, kultúru a náboženstvo. Vynález písania ďalej posunul vývoj mémov, pretože sa dokázali šíriť v priestore a čase a prenášať memetické informácie podobným spôsobom, ako gény prenášajú biologické informácie. Pre niektorých je to čistá analógia, iní sa však domnievajú, že mémy predstavujú jedinečnú, aj keď mierne rudimentárnu a obmedzenú formu života.
Niektorí zašli ešte ďalej. Georg van Driem rozvinul teóriu „symbiozizmu“, z ktorej vyplýva, že jazyky sú samy osebe formy života. Staré lingvistické teórie považovali jazyk za niečo ako parazit, ale van Driem verí, že žijeme v spolupráci s memetickými entitami, ktoré obývajú náš mozog. Žijeme v symbiotickom vzťahu s jazykovými organizmami: bez nás nemôžu existovať a bez nich sa nelíšime od ľudoopov. Verí, že ilúzia vedomia a slobodnej vôle sa vyliala z interakcie zvieracích inštinktov, hladu a žiadostivosti ľudského nosiča a jazykového symbionta reprodukovaného pomocou myšlienok a významov.
Syntetický život na báze XNA
Život na Zemi je založený na dvoch molekulách prenášajúcich informácie, DNA a RNA, a vedci dlho uvažovali, či by mohli vzniknúť ďalšie podobné molekuly. Zatiaľ čo akýkoľvek polymér dokáže ukladať informácie, RNA a DNA predstavujú dedičnosť, kódovanie a prenos genetickej informácie a sú schopné sa adaptovať v priebehu času pomocou evolúcie. DNA a RNA sú reťazce nukleotidových molekúl pozostávajúce z troch chemických zložiek - fosfátu, päťuhlíkovej cukrovej skupiny (deoxyribóza v DNA alebo ribózy v RNA) a jednej z piatich štandardných báz (adenín, guanín, cytozín, tymín alebo uracil).
V roku 2012 skupina vedcov z Anglicka, Belgicka a Dánska ako prvá na svete vyvinula syntetické nukleotidy xenonukleovej kyseliny (XNA, XNA), ktoré funkčne a štrukturálne pripomínajú DNA a RNA. Boli vyvinuté nahradením cukrových skupín deoxyribózy a ribózy rôznymi náhradami. Takéto molekuly boli vyrobené už skôr, ale prvýkrát v histórii sa dokázali množiť a vyvíjať. V DNA a RNA k replikácii dochádza molekulami polymerázy, ktoré dokážu čítať, prepisovať a reverzne prepisovať normálne sekvencie nukleových kyselín. Skupina vyvinula syntetické polymerázy, ktoré vytvorili šesť nových genetických systémov: HNA, CeNA, LNA, ANA, FANA a TNA.
Jeden z novších genetických systémov, HNA alebo kyselina hexitonukleová, bol dostatočne robustný na to, aby uchovával správne množstvo genetickej informácie, ktorá by mohla slúžiť ako základ pre biologické systémy. Ďalšia, treosonukleová kyselina, alebo TNA, sa ukázala ako potenciálny kandidát na záhadnú primárnu biochémiu, ktorá vládla na úsvite života.
Existuje mnoho možných použití pre tieto pokroky. Ďalší výskum by mohol pomôcť vyvinúť lepšie modely pre vznik života na Zemi a bude mať dôsledky na biologické vynálezy. XNA má terapeutické využitie, pretože je možné vytvárať nukleové kyseliny na ošetrenie a väzbu na špecifické molekulárne ciele, ktoré sa nezhoršujú tak rýchlo ako DNA alebo RNA. Môžu dokonca tvoriť základ molekulárnych strojov alebo všeobecne formu umelého života.
Ale skôr ako to bude možné, musia sa vyvinúť ďalšie enzýmy, ktoré sú kompatibilné s jednou z XNA. Niektoré z nich boli vyvinuté vo Veľkej Británii už na konci roka 2014. Existuje tiež možnosť, že XNA môže poškodiť organizmy RNA / DNA, takže bezpečnosť musí byť na prvom mieste.
Chromodynamika, slabá jadrová sila a gravitačný život
V roku 1979 navrhol vedec a nanotechnológ Robert Freitas mladší možný biologický život. Uviedol, že možný metabolizmus živých systémov je založený na štyroch základných silách - elektromagnetizme, silnej jadrovej sile (alebo kvantovej chromodynamike), slabej jadrovej sile a gravitácii. Elektromagnetický život je štandardný biologický život, ktorý máme na Zemi.
Chromodynamický život by mohol byť založený na silných jadrových silách, ktoré sa považujú za najsilnejšie zo základných síl, ale iba na extrémne krátke vzdialenosti. Freitas predpokladal, že také médium je možné v neutrónovej hviezde, ťažkom rotujúcom objekte s priemerom 10 - 20 kilometrov a hmotnosťou hviezdy. S neuveriteľnou hustotou, silným magnetickým poľom a gravitáciou 100 miliárdkrát silnejšou ako na Zemi by takáto hviezda mala jadro s 3 km kôrou kryštalického železa. Pod ním by bolo more s neuveriteľne horúcimi neutrónmi, rôznymi jadrovými časticami, protónmi a atómovými jadrami a možnými „makronukleami“bohatými na neutróny. Tieto makronukley by teoreticky mohli tvoriť veľké supernukleá, analogické s organickými molekulami, neutróny by pôsobili ako ekvivalent vody v bizarnom pseudobiologickom systéme.
Freitas považoval formy života založené na slabých jadrových interakciách za nepravdepodobné, pretože slabé sily pôsobia iba v subjadrovom rozmedzí a nie sú nijako zvlášť silné. Ako často ukazujú beta rádioaktívny rozpad a voľný rozpad neutrónov, mohli by existovať slabé interakcie životných foriem s dôkladnou kontrolou slabých interakcií v ich prostredí. Freitas si predstavoval stvorenia tvorené atómami s prebytkom neutrónov, ktoré sa stanú rádioaktívnymi, keď zomrú. Tiež naznačil, že existujú oblasti vesmíru, kde je slabá jadrová sila silnejšia, čo znamená, že šanca na vznik takéhoto života je vyššia.
Môžu existovať aj gravitačné bytosti, pretože gravitácia je najhojnejšia a najefektívnejšia základná sila vo vesmíre. Takéto stvorenia mohli prijímať energiu zo samotnej gravitácie, prijímať neobmedzenú moc zo zrážok čiernych dier, galaxií a iných nebeských objektov; menšie tvory z rotácie planét; najmenší - z energie vodopádov, vetra, prílivu a odlivu a oceánskych prúdov, možno zemetrasení.
Životné formy prachu a plazmy
Organický život na Zemi je založený na molekulách so zlúčeninami uhlíka a už sme prišli na možné zlúčeniny pre alternatívne formy. Ale v roku 2007 medzinárodná skupina vedcov vedená V. N. Tsytovichom z Ústavu všeobecnej fyziky Ruskej akadémie vied zdokumentovala, že za správnych podmienok sa častice anorganického prachu môžu hromadiť do špirálových štruktúr, ktoré potom budú vzájomne interagovať spôsobom, ktorý je vlastný organická chémia. Toto správanie sa tiež rodí v plazmatickom stave, štvrtom stave hmoty po tuhom, kvapalnom a plynnom skupenstve, keď sa elektróny oddelia od atómov a zanechajú hmotu nabitých častíc.
Tsytovichova skupina zistila, že keď sa elektrónové náboje oddelia a plazma sa polarizuje, častice v plazme sa samy organizujú do špirálovitých štruktúr ako vývrtka, ktoré sú elektricky nabité a navzájom sa priťahujú. Môžu sa tiež deliť vytváraním kópií pôvodných štruktúr, napríklad DNA, a vyvolávať u svojich susedov náboje. Podľa Tsytovicha „tieto zložité, samoorganizujúce sa plazmové štruktúry spĺňajú všetky potrebné požiadavky, aby sa mohli považovať za kandidáty na anorganickú živú hmotu. Sú autonómne, množia sa a vyvíjajú sa. ““
Niektorí skeptici sa domnievajú, že takéto tvrdenia sú pútavejšie ako vážne vedecké tvrdenia. Aj keď špirálové štruktúry v plazme môžu pripomínať DNA, podobnosť tvaru nemusí nevyhnutne znamenať podobnosť funkcie. To, že sa špirály reprodukujú, navyše neznamená potenciál pre život; robia to aj mraky. Ešte skľučujúcejšie je, že väčšina výskumu sa uskutočnila na počítačových modeloch.
Jeden z účastníkov experimentu tiež uviedol, že aj keď sa výsledky podobajú na život, nakoniec išlo „iba o špeciálnu formu plazmového kryštálu“. A napriek tomu, ak môžu anorganické častice v plazme prerásť do sebareplikujúcich sa a vyvíjajúcich sa foriem života, mohli by to byť najhojnejšie sa vyskytujúce formy života vo vesmíre vďaka všadeprítomnej plazme a medzihviezdnym oblakom prachu v celom vesmíre.
Anorganické chemické bunky
Profesor Lee Cronin, chemik na Vysokej škole vedy a techniky na univerzite v Glasgowe, sníva o vytvorení živých buniek z kovu. Pomocou polyoxometalátov, série kovových atómov spojených s kyslíkom a fosforom, vytvára bubliny podobné bunkám, ktoré nazýva „bunky anorganických chemikálií“alebo iCHELLs (skratka, ktorú možno preložiť ako „neocelli“).
Croninova skupina začala tvorbou solí zo záporne nabitých iónov veľkých oxidov kovov viazaných na malý kladne nabitý ión, ako je vodík alebo sodík. Roztok týchto solí sa potom vstrekne do iného soľného roztoku plného veľkých kladne nabitých organických iónov naviazaných na malé záporne nabité. Tieto dve soli sa stretávajú a vymieňajú si časti, takže sa veľké oxidy kovov stávajú partnermi s veľkými organickými iónmi a vytvárajú akúsi bublinu nepriepustnú pre vodu. Úpravou kostry oxidu kovu môžu bubliny získať vlastnosti biologických bunkových membrán, ktoré selektívne prechádzajú a uvoľňujú chemikálie z bunky, čo by potenciálne mohlo umožniť rovnaký typ riadených chemických reakcií, aké sa vyskytujú v živých bunkách.
Tím tiež vytvoril bubliny v bublinách napodobňovaním vnútorných štruktúr biologických buniek a dosiahol pokrok vo vytváraní umelej formy fotosyntézy, ktorá by sa mohla potenciálne použiť na vytvorenie umelých rastlinných buniek. Iní syntetickí biológovia poukazujú na to, že také bunky nikdy nemôžu ožiť, kým nebudú mať systém replikácie a evolúcie ako DNA. Cronin nestráca nádej, že ďalší vývoj prinesie ovocie. Medzi možné aplikácie tejto technológie patrí aj vývoj materiálov pre solárne palivové zariadenia a samozrejme medicína.
Podľa Cronina „hlavným cieľom je vytvorenie komplexných chemických buniek so živými vlastnosťami, ktoré nám môžu pomôcť pochopiť vývoj života a ísť rovnakou cestou vnášania nových technológií založených na evolúcii do hmotného sveta - akýchsi anorganických živých technológií“.
Sondy Von Neumanna
Strojový umelý život je pomerne častá myšlienka, takmer triviálna, tak sa pozrime iba na von Neumannovy sondy, aby sme ju neobišli. Prvýkrát ich vynašiel v polovici 20. storočia maďarský matematik a futurista John von Neumann, ktorý veril, že aby stroj mohol reprodukovať funkcie ľudského mozgu, musí mať mechanizmy samoriadenia a samoliečby. Na základe pozorovaní narastajúcej zložitosti života v procese reprodukcie teda prišiel s myšlienkou vytvorenia samorozmnožovacích strojov. Veril, že také stroje sa môžu stať akýmsi univerzálnym konštruktérom, ktorý umožní nielen vytvárať úplné repliky seba samého, ale aj vylepšovať alebo meniť verzie, čím sa bude časom vyvíjať a komplikovať.
Ďalší futuristi ako Freeman Dyson a Eric Drexler tieto nápady rýchlo aplikovali na prieskum vesmíru a vytvorili sondu von Neumann. Poslanie samoreplikujúceho sa robota do vesmíru môže byť najúčinnejším spôsobom kolonizácie galaxie, pretože dokáže zachytiť celú Mliečnu cestu za menej ako milión rokov, a to aj pri rýchlosti svetla.
Ako vysvetlil Michio Kaku:
„Sonda von Neumann je robot navrhnutý na dosahovanie vzdialených hviezdnych systémov a vytváranie tovární, ktoré z nich vytvoria tisíce kópií. Mŕtvy mesiac, dokonca ani planéta, by nemohol byť ideálnym cieľom pre sondy von Neumanna, pretože uľahčí pristátie a vzlet z týchto mesiacov, a tiež preto, že mesiace nemajú eróziu. Sondy mohli žiť na zemi, ťažiť železo, nikel a ďalšie suroviny na stavbu robotických tovární. Vytvorili by tisíce svojich kópií, ktoré by sa potom rozptýlili pri hľadaní ďalších hviezdnych systémov. ““
V priebehu rokov boli vyvinuté rôzne verzie základnej myšlienky von Neumannovej sondy, vrátane prieskumu a prieskumných sond na tiché skúmanie a pozorovanie mimozemských civilizácií; komunikačné sondy rozptýlené po vesmíre, aby lepšie zachytili mimozemské rádiové signály; pracovné sondy na stavbu supermasívnych vesmírnych štruktúr; kolonizujúce sondy, ktoré dobyjú iné svety. Môžu existovať dokonca aj vodiace sondy, ktoré odnesú mladé civilizácie do vesmíru. Bohužiaľ, môžu existovať sondy berserkerov, ktorých úlohou bude zničiť stopy akejkoľvek organickej hmoty vo vesmíre, nasledované výstavbou policajných sond, ktoré budú odrážať tieto útoky. Vzhľadom na to, že sondy von Neumann sa môžu stať akýmsi vesmírnym vírusom, mali by sme byť pri ich vývoji opatrní.
Gaiova hypotéza
V roku 1975 James Lovelock a Sidney Upton spoluautorom článku pre New Scientist s názvom „Finding Gaia“. V súlade s tradičným názorom, že život vznikol na Zemi a prekvital vďaka správnym hmotným podmienkam, Lovelock a Upton naznačili, že život sa tak aktívne podieľal na udržiavaní a určovaní podmienok pre jeho prežitie. Navrhli, že všetka živá hmota na Zemi, vo vzduchu, oceánoch a na povrchu je súčasťou jediného systému, ktorý sa správa ako superorganizmus, ktorý je schopný upraviť teplotu na povrchu a zloženie atmosféry spôsobom nevyhnutným na prežitie. Tento systém pomenovali Gaia, podľa gréckej bohyne Zeme. Existuje na udržanie homeostázy, vďaka ktorej môže na Zemi existovať biosféra.
Lovelock pracoval na hypotéze Gaia od polovice 60. rokov. Základná myšlienka je, že biosféra Zeme má množstvo prírodných cyklov, a keď sa niekto zvrtne, iní to kompenzujú spôsobom, ktorý si udržuje životnú kapacitu. To by mohlo vysvetliť, prečo atmosféra nie je úplne vyrobená z oxidu uhličitého alebo prečo nie sú moria príliš slané. Aj keď sopečné erupcie spôsobili, že v rannej atmosfére bol prevažne oxid uhličitý, objavili sa baktérie a rastliny produkujúce dusík, ktoré fotosyntézou produkujú kyslík. O milióny rokov neskôr sa atmosféra zmenila v náš prospech. Zatiaľ čo rieky prenášajú soľ do oceánov z hornín, slanosť oceánov zostáva stabilná na hodnote 3,4%, pretože soľ presakuje cez praskliny na dne oceánu. Nie sú to vedomé procesy, ale výsledok spätnej väzby,ktorá udržuje planéty v obývateľnej rovnováhe.
Medzi ďalšie dôkazy patrí, že nebyť biotickej aktivity, metán a vodík by z atmosféry zmizli len za pár desaťročí. Navyše, napriek 30% zvýšeniu teploty Slnka za posledných 3,5 miliardy rokov, priemerná globálna teplota stagnovala iba o 5 stupňov Celzia, a to vďaka regulačnému mechanizmu, ktorý odstraňuje oxid uhličitý z atmosféry a zachytáva ho vo fosilizovaných organických látkach.
Lovelockove nápady sa spočiatku stretávali s výsmechom a obvineniami. V priebehu času však Gaiaho hypotéza ovplyvnila predstavy o biosfére Zeme a pomohla formovať ich integrálne vnímanie vo vedeckom svete. Dnes je hypotéza Gaia vedcami skôr rešpektovaná ako prijímaná. Ide skôr o pozitívny kultúrny rámec, v rámci ktorého by sa mal uskutočňovať vedecký výskum na Zemi ako globálnom ekosystéme.
Paleontológ Peter Ward vytvoril v gréckej mytológii konkurenčnú hypotézu Medea, pomenovanú po matke, ktorá zabila svoje deti, ktorej hlavnou myšlienkou je, že život je vo svojej podstate sebadeštruktívny a samovražedný. Poukazuje na to, že historicky najviac hromadného vymierania spôsobili formy života, ako sú mikroorganizmy alebo hominidy v nohaviciach, ktoré vážne poškodzujú zemskú atmosféru.