L'évolution et l'écologie ont-elles besoins de l'Hypothèse gaia?

La question centrale posé par l’hypothèse gaia est savoir si une interaction vie-environnement généralisée tend à stabiliser ou à déstabiliser la biosphère. Cette stabilité dépend de deux notions centrales en l’écologie : la résistance et la résilience au changement. L’hypothèse gaia soutient que la vie maintient la stabilité de l’environnement et que cet environnement se maintient dans des conditions favorable à la vie. Elle se joue sur de longues échelles de temps et d’espace (comparé aux études classiques d’évolution). Il n’est pas requis que les espèces ou les écosystèmes persistent sur ces échelles de temps. Néanmoins il est attendus que l’écosystème aient une robustesse face aux changement environnementaux et mutationnels.

Conditions d’existence de l’hypothèse gaia

1. Existence de deux types de rétrocontrôles entre vie et environnement. Le rétrocontrôle sur la croissance : le trait sélectionné a un effet sur l’environnement ce qui a un effet sur la croissance des autres individus. Le rétrocontrôle de sélection : un trait affecte des variables environnementale qui a leurs tour affectent directement la sélection sur ce trait.
2. Existence d’un recyclage des nutriments entre les différents compartiments.
3. La vie est inévitable sous les conditions définie, par contre l’arrivé au stade multicellulaire est pas obligatoire.

Mécanismes pouvant mener à l’homéostasie :

1. Les altérations de l’environnement réalisé par plusieurs espèces se font dans des directions opposées, ce qui entraîne la stabilisation de l’environnement. Mécanisme peu crédible à l’échelle globale.
2. Le recyclage interspécifique. Ce mécanisme est efficace mais il ne régule que les paramètres biochimiques, pas le reste (température…).
3. L’assemblage de systèmes stables localement conduit à un système stable globalement. Ce mécanisme a été remis en question à la fois par des expériences et des modèles, et il est donc peu probable.
4. La propriété du réseau d’interaction vie –environnement suffit à le rendre robuste face aux perturbations.

Prédictions :

1. Une système vie-environnement montre une meilleure stabilité que le ferait un équivalent abiotique, et se remet plus vite des perturbations.
2. Les systèmes biotiques à petite échelle et ceux qui n’ont pas de système de de recyclage de nutriment et de photosynthèse efficace sont moins stable que ceux possédant ces attributs.
3. Les rétrocontrôles vie-environnement tendent à stabiliser le système à des échelles géologiques.
4. Comme la vie et l’environnement co-évolue, la biosphère va tendre vers une plus grande stabilité et à rester dans des conditions environnementales plus limitées.
5. La stabilité de la biosphère ne dépend pas d’espèces ou d’écosystème et doit être possible dans un écosystème occupé uniquement par des micro-organismes.

Tester l’hypothèse gaia :
Des modèles intégrant des réponses de la biosphère sur l’évolution du système pourraient tester les hypothèses 1. 3. , néanmoins les modèles actuels ne sont pas capables de modéliser l’évolution à des échelles géologiques.
Des modèles représentant l’évolution des micro-organismes intégrants des facteurs abiotiques non nutritifs permettrait de tester les hypothèses 2. 4. 5..
Étudier la stabilité d’écosystèmes influencés majoritairement par la photosynthèse servirait à tester les hypothèses 2. 4. 5..

Cet article n'est basé sur aucun fait réel ni aucune expérience. Il n'apporte aucun support aux hypothèses qui sont développées. Cet article est donc la pour présenter un point de vue subjectif sur la théorie de Gaïa. Cela ne l’empêche pas d'être pertinent.

L’intérêt de cet article est qu'il présente clairement les hypothèses et les prédictions associées avec la théorie gaia. De plus il apporte certaines pistes sur quelles hypothèses sont testables et sur comment les tester.