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盖亚假说的合理性

盖亚假说的合理性

盖亚假说，即地球自我调节学说，是英国大气学家LovelockJE在20世纪60年代末提出的,它认为地球是由生物、海洋、大气和土壤组成的一个复合系统，生物圈不仅改变了地球环境，而且也直接控制着这个复合系统，以维持地球的活动或使之更有活力。这一假说还认为，这个复合系统是自我调节的，生物区系不仅产生了具有一定成分、酸碱度、氧化还原作用的大气以及与其他星球极不相同的温度，而且还保持着生物自我调节生理特征稳定性的一些条件。

盖亚假说的确具有许多合理性，现在就举例来说明盖亚假说的几个主要论点的合理性：

1、地球上所有生物都起着调控作用，对其环境不断地起着主动调节的作用。光合作用就是一个例子，对于绿色植物来说,在阳光充足的白天,它们将利用阳光的能量来进行光合作用,以获得生长发育必需的养分.

这个过程的关键参与者是内部的叶绿体.叶绿体在阳光的作用下,把经有气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成为葡萄糖,同时释放氧气：

12H2O+6CO2+光→C6H12O6(葡萄糖)+6O2↑+6H2O

这个过程是植物赖以生存的关键.同时也对地球进行了调控作用，地球上的碳氧循环,光合作用是必不可少的.，还有维持大气中的氧气和二氧化碳的含量的相对稳定。

2、地球生态系统具有稳定性，比如草原上的食草动物因为迁入而增加，植物就会因为受到过度啃食而减少；而植物数量减少以后，反过来就会抑制动物的数量，从而保证了草原生态系统中的生产者和消费者之间的平衡。

地球本身是进化系统，盖亚假说认为，生物体影响其生存环境，而环境又反过来影响达尔文的生物进化过程，两者是共同进化的。

太古宙至元古宙早期（35～20亿年前） 以光合细菌为主体的、以不生氧的光合作用(光合系统Ⅰ)为基础的浅海底栖微生物席生态系统的建立和发展阶段。这个时期的地球环境有很大变化,大规模的稳定地块形成,海水温度逐渐下降；大气圈CO□含量也逐渐降低,但仍然缺氧，稳定碳同位素的分析和叠层石的出现证明在30～35亿年前地球上已经出现生物光合作用。大气圈仍然缺氧表明这种光合作用是不生氧的光合作用。大的稳定地块形成的同时，出现了大面积的浅海陆棚和浅海盆地，微生物生态系统由深海底水热喷口附近扩展到浅海有光带，形成席状的微生物群落。生态系统结构仍然简单。

元古宙中期（20～8亿年前）大规模的蓝菌（即蓝藻）叠层石礁生态系统和浮游生态系统的建立和发展阶段。随着进行生氧光合作用（光合系统Ⅱ）的蓝菌和真核藻类的出现和繁盛，大气圈的游离氧积累，氧化大气圈出现。蓝菌引起大规模的碳酸盐沉积形成巨大的生物礁，同时大气中C□含量急剧下降,海水温度和气温都大为降低。由于臭氧层逐渐形成，太阳紫外辐射减弱，海水表层可供生物生存，浮游生态系统建立并发展。浮游生物的发展大大提高了海洋生产力和氧的产量，更加速了大气圈的氧化。由于海洋有机物生产增加，为异养生物的出现和发展提供了条件。生态系统内增加了消耗者的中间环节。

元古宙晚期(8～6.5亿年前)浅海底栖多细胞后生藻类植物和后生无脊椎动

物为主体的生态系统的建立和发展、以单细胞真核藻类植物和原生动物为主体的浮游生态系统的发展阶段。由于大气圈CO□含量的急剧下降所造成的全球性气温下降(出现冰川)、海平面及海水化学变化等因素造成蓝菌叠层石生态系统的衰落和解体，后生动物、植物出现。发生了生命历史上的第一次较大规模的绝灭和较大的适应辐射。海洋生态系统进一步复杂化，表现在物种分异度增大，生态系统内物质能量转换的层次增多。

显生宙(6.5亿年前至现代)以陆地植物为基础的陆地生态系统与海洋生态系统并列发展阶段。随着环境的分异，物种分异度大增，生态系统内物种之间竞争和相互依赖的关系加强，生物与环境之间的相互作用也加强，物种绝灭和新种形成速率增高。

地球系统是有机整体。例如，一片森林系发展得好，对区域气候调节作用就强，可以使当地的土壤肥沃，大气清洁，水体清澈。否则的话，将造成水土流失，或大气、水体易被污染。反之，如果土壤肥沃、大气、水体清洁，也将促使这片森林更好地发展。生物与环境的联系如此紧密，的确是一个有机整体。

地球生理学是地球进化的方式。如浮海洋上层浮游植物的生长繁殖一方面收到局地海洋环境因素的限制，另一方面也反过来影响到上层海洋的物理环境。浮游植物影响海洋物理环境的途径主要是调节海水温度、改变海洋的热动力学状态，进而波及到海洋环流与气候。假设某海区上层浮游植物数量较多，则在海洋上层被浮游植物用来光合作用的太阳辐射就较多，相应的能到达海洋深层、未被光合作用所利用的太阳辐射能较少。因此海洋上层浮游植物的含量决定着太阳辐射能在海水中的垂直分配比例。全球大洋不同区域浮游植物数量差异很大，切随着季节的推移周期性的繁