Daisyworld ( angl. Daisyworld ) je počítačový model podmíněného světa určený k simulaci důležitých procesů v biosféře Země pod vlivem Slunce. Představený Jamesem Lovelockem a Andrewem Watsonem v článku publikovaném v roce 1983 [1] , aby demonstroval věrohodnost hypotézy Gaia .
Účelem modelu je demonstrovat předpoklad, že zpětnovazební mechanismy se mohou vyvinout nikoli díky klasickým mechanismům skupinového výběru , ale díky aktivitě jednotlivých organismů [2] .
Model sedmikráskového světa uvažuje planetu podobnou Zemi , v níž dominuje zavlažovaná půda, kterou obývají pouze dva druhy sedmikrásek (nebo sedmikrásek ), černá a bílá. Planeta obíhá kolem hvězdy stejného spektrálního typu jako Slunce , jejíž zářivá energie se pomalu zvyšuje. Sedmikrásky na planetě jsou schopny existovat pouze v teplotním rozmezí od 5 do 40 °C, přičemž optimální teplota pro ně je 20 °C.
Podle moderní astrofyzikální hypotézy, jak hvězda, která je svými parametry blízko Slunci, stárne, její zářivá energie začíná lineárně narůstat. Jak se planeta ohřívá na rovníku , je dosaženo minimální teploty (5 °C), při které je možný růst sedmikrásek. Tam, kde je zpočátku o něco více tmavých sedmikrásek, se odrazivost ( albedo ) planetárního povrchu sníží a půda se lépe zahřeje, což poskytuje selektivní výhodu tmavým kopretinám, které přispívají k oteplování a kolonizaci nových kapes půdy dále od rovníku bude i nadále snižovat albedo, a tedy stále více rozšiřovat svůj areál ve srovnání s bílými kopretinami. Nakonec celou planetu zaujmou tmavě zbarvené sedmikrásky.
Poté, jak se energie přicházející z hvězdy dále zvyšuje, teplota na rovníku překročí optimum pro rostliny (20 °C). Od této chvíle jde výhoda na stranu sedmikrásek se světlými květy, které zvyšují albedo, ochlazují území, a tím pro sebe vytvářejí pohodlné podmínky, nejprve na rovníku a pak dále a dále k pólům . Tmavé sedmikrásky nyní ztrácejí selektivně.
Nakonec nastává zlom, když teplota na rovníku překročí 40 °C, za nímž je život sedmikrásek nemožný. A nyní, počínaje rovníkem, horká zóna pokrývá celou planetu a mění ji v poušť bez života.
Matematický výpočet provedený Lovelockem odhalil vzorec: průměrná teplota na planetě obývané sedmikráskami, navzdory nárůstu aktivity hvězd, zůstává téměř po celou dobu konstantní, činí 20 ° C, což je pro sedmikrásky optimální. I primitivní biosféra je tedy schopna vyvíjet globální vliv s negativní zpětnou vazbou , přičemž každá složka systému pracuje s pozitivní zpětnou vazbou . Tato situace je velmi odlišná od situace v neživém světě, kde teplota není regulována a roste lineárně s růstem zářivé energie hvězdy.
V pozdějších verzích světa sedmikrásek byla zavedena populace sedmikrásek šedých a planetu obývají býložravci a masožravci . Ukázalo se, že to dokonce přispělo ke zvýšení homeostázy . Nedávné studie simulovaly skutečné biochemické cykly Země a různých cechů živých tvorů (např. fotosyntetizéry , rozkladače , býložravci, primární a sekundární masožravci) a prokázaly regulační účinek a stabilitu podobnou původnímu světu sedmikrásek. Tyto modely pomáhají vysvětlit rozmanitost forem života na naší planetě.
Přírodním výběrem tak vzniká cyklus zpracování živin v biosféře, kdy se škodlivý odpad jednoho tvora stává zdrojem energie pro druhého. Výzkum poměru dusíku a fosforu ukazuje, že lokální biotické procesy mohou regulovat globální systémy [3] .
Vzhledem k tomu, že model světa sedmikrásky je velmi jednoduchý, neměl by být přímo srovnáván se Zemí, jak jasně uvedli autoři modelu. Poskytuje však řadu užitečných předpovědí například o tom, jak by biosféra Země mohla reagovat na lidské zásahy.
Později přidání mnoha dalších úrovní obtížnosti do světa sedmikrásky nevyvolalo kontroverzi, ale ukázalo stejné základní trendy jako v původním modelu. Jedním z výsledků simulace je předpověď , že biosféra Země je schopna regulovat klimatické podmínky pro podporu života v širokém rozsahu sluneční svítivosti. V přírodě bylo nalezeno mnoho příkladů takových samoregulačních systémů.
Rozšíření modelu sedmikráskového světa, který zahrnoval králíky , lišky a další druhy, vedlo k nečekanému objevu: čím větší je rozmanitost druhů, tím větší vliv má biosféra na celou planetu (například zlepšená regulace teploty). Simulace také ukázaly, že systém byl robustní a odolný i při otřesech. Zároveň se při simulaci pomalých změn prostředí postupně ztrácí druhová bohatost; naopak, poruchy v systému vedou k výbuchu druhové diverzity. Tyto údaje podpořily hodnotu biologické rozmanitosti [4] .
Koncept sedmikráskového světa byl vyvinut, aby vyvrátil kritiku "mystického" pozadí Gaiiiny hypotézy o organické jednotě biosféry. Významné množství kritiky přišlo od vědců, jako je Richard Dawkins [5] , kteří tvrdili, že termoregulace na planetární úrovni je nemožná bez globálního přirozeného výběru. Dr. W. Ford Doolittle [6] odmítl pojem planetární regulace, protože podle jeho názoru vyžaduje „tajnou dohodu“ mezi organismy, aby bylo možné sledovat nějaký nevysvětlitelný cíl v planetárním měřítku. Oba neodarwinisté poukazovali na absenci hnacího mechanismu. Lovelockův model úspěšně čelil této kritice tím, že ukázal, že regulace se přirozeně vyskytuje v rozmezí teplot. Pro termoregulaci nepotřebuje svět sedmikrásek ani vědomý cíl, ani skupinový přirozený výběr [7] .
Pozdější kritici sedmikráskového světa se zaměřili na skutečnost, že umělé simulace postrádají mnoho důležitých detailů skutečného systému Země-Slunce. Reálný systém například vyžaduje určitou úroveň úmrtnosti k udržení homeostázy a musí brát v úvahu rozdíly mezi druhy. Kritici modelování se domnívají, že zahrnutí těchto detailů povede k nestabilitě systému, a proto není model za těchto podmínek použitelný. Mnohé z těchto problémů jsou řešeny v novějším článku z roku 2001 Timothyho Lentona a Jamese Lovelocka [8] . Článek ukazuje, že zahrnutí těchto faktorů skutečně zlepšuje schopnost sedmikráskového světa regulovat klima.