3. Az élő közösségek változása, a bioszféra története

Az élő közösségek nem statikus, változatlan rendszerek, hanem folyamatosan változásban vannak. Még egyazon terület is más-más képet ad a különböző évszakokban, hiszen egyes élőlények csak bizonyos hónapokban élnek, vagy elköltöznek. Az ökoszisztémák ilyen évesen váltakozó képeit nevezzük aszpektusoknak, egy erdőnek van téli, nyári, őszi és tavaszi aszpektusa, amire más-más fajok jellemzőek.

Van azonban egy hosszabb távú változás is, amelyben különféle társulások váltják egymást egy adott helyen. Egy újonnan létrejött lávamezőn legelsőként zúzmók és náhány fű jelenik meg (ezeket nevezik pionír fajoknak). Ezen fajok tevékenységének hatására vékony talajréteg jöhet létre, amin azután sziklagyepek telepedhetnek meg. Ahogy vastagszik a talaj előbb cserjék majd fák is képesek lesznek megélni az adott helyen, míg végül kialakul az az adott klímára jellemző társulás, ami már nem változik, ezt nevezik zárótársulásnak, a mi éghajléatunkon ez a lombos erdő. Az egész folyamat, ahogy egymásra következnek a társulások pedig a szukcesszió nevet viseli. Ez a folyamat a mi éghajlatunkon 2-300 év alatt játszódik le.

A földi élet mintegy 3,8 milliárd éves. Ez alatt az idő alatt nagyon sok változáson ment át, melyek közül többről már korábban is tanultunk. Mai elképzeléseink szerint az élet egyik legnagyobb erőpróbáját a fotoszintézis kialakulása jelenthette. A fotoszintézis melléktermékeként került oxigén a levegőbe. Az oxigén pedig nagyon agresszív anyag, könnyen reakcióba lép. Ezért a meglévő élőlények számára méregként viselkedett. Az élőlényeknek valamilyen módon rá kellett jönniük, mit kezdjenek vele. Egyesek olyan élőhelyekre húzódtak, ahol nincs oxigén, ezek a mai anaerob élőlények, főként bizonyos baktériumok. Mások viszont létrehozták az oxigént semlegesítő mechanizmusokat. Ezekről később kiderült, hogy remekül használhatóak energia előállítására, így aztán a mai élőlények döntő többségének oxigénre van szüksége az energiatermeléshez (ezért lélegzünk mi is).
Nem ez volt azonban az egyetlen ilyen nagy változás az élet történetében. Az alábbi diagram azt mutatja, az egyes korszakok határain a tengeri élőlények hány százaléka pusztult ki:

Az úgy nevezett Sepkosky diagramból jól látható, hogy legalább négy olyan esemény volt, amikor jelentős, tömeges kipusztulás történt. Korábban is tanultunk már a kréta kor végén bekövetkezettről, a dinoszauruszok alkonyáról, de azt is láthatjuk, hogy akár a kambrium, akár a perm korszak lezárásaként is nagyobb méretű volt a fajok kihalása mint akkor. Ezeknek a kihalásoknak több oka is lehet, okozhatta kisbolygó becsapódása (kréta vége), a kontinensek vándorlása (ordovícium vége), éghajlati változás (kambrium vége) vagy vulkáni tevékenység (triász vége). Természetesen egyik esetben lehetünk tökéletesen biztosak abban, hogy mi történt, szinte bizonyos, hogy minden esetben több esemány is összejátszott.

A kövületekből látható négy nagy tömeges kihaláshoz még egy ötödiket is hozzá kell rendelnünk, ez pedig a jelen pillanatban folyik. Ez a kihalás a leggyorsabb mindazok közül, amiket ismerünk és egyértelműen az emberi tevékenység okozza. Tulajdonképpen már akkor megkezdődött, amikor az ember elindult Afrikából, gondoljunk csak a korábbi epochában tanultakra Ausztrália élővilágáról, az ember megjelenésekor szinte azonnal kipusztította az összes ott élő nagyobb testű erszényest. Tulajdonképpen ez az esemény, az ember hatása a bioszférára lesz az, ami az elkövetkező epochánk tárgyát képezi.

Az alábbi diagram szintén a Föld történetét mutatja, de itt nem a kihalások százalékát, hanem a tengeri állatok nemzetségeinek számát láthatjuk. A kihalások egyfelől itt is jól kivehetőek, de azt is láthatjuk, hogy a földi élet minden ilyen esemény után talpra állt. Sőt ennél több is történt, a fajok száma (ha eltérő ütemben és megszakításokkal is), de mindvégig növekedett. Az élő rendszerek egyre komplexebbek, egyre összetettebbek lettek. A komplexitás növekedése az evolúció egyik tulajdonsága.

A tény, hogy a földi élet ilyen sokféle megpróbáltatást élt túl, figyelemre méltó. Egyes kutatók ezt a jelenséget tanulmányozva arra a következtetésre jutottak, hogy a bioszféra maga képes befolyásolni a környezetét úgy, hogy a számára körülmények legyenek jelen. Az elmúlt négymilliárd évben például a Napból érkező energiamennyiség 25%-kal nőtt, a Föld átlaghőmérséklete mégsem emelkedett drasztikusan. Ennek oka a légkör változása, ami pedig egyértelműen az élet tevékenységének köszönhető. Mikor a devon korszakban a vulkáni tevékenység miatt megnövekedett a tengerek kálcium tartalma, olyannyira, hogy az már veszélyeztette volna a tengeri élőlényeket, megjelentek a tengeri liliomok, melyek vázukat kálcium-karbonátból építették fel, ezáltal kivonva ezt az anyagot a vízből. Mindezeken túl még több olyan esetet is találhatunk, amikor az élet tevékenységének köszönhetően maradtak fent azok a feltételek, amik lehetővé teszik az élet létezését. James Lovelock brit biológus ezek alapján fogalmazta meg a Gaia hipotézist, mely szerint a bioszféra egésze megteremti azokat a körülményeket, melyek létezéséhez szükségesek. A hipotézist sok kritika is érte és sokan úgy értelmezték, hogy eszerint a bioszféra valamiféle szuperélőlény lenne. Erről nincs szó, de vannak olyan szimulációk , melyek részben alátámasztják Lovelock egyes vélekedéseit.

aszpektus, pionír faj, zárótársulás, szukcesszió, tömeges kihalás, Gaia hipotézis