Daisyworld ( eng. Daisyworld ) es un modelo informático de un mundo condicional diseñado para simular procesos importantes en la biosfera de la Tierra bajo la influencia del Sol. Introducido por James Lovelock y Andrew Watson en un artículo publicado en 1983 [1] para demostrar la plausibilidad de la hipótesis de Gaia .
El propósito del modelo es demostrar la suposición de que los mecanismos de retroalimentación pueden desarrollarse no debido a los mecanismos clásicos de selección de grupo , sino debido a la actividad de los organismos individuales [2] .
El modelo del mundo de las margaritas considera un planeta similar a la Tierra dominado por tierras de regadío habitadas por solo dos especies de margaritas (o margaritas ), negras y blancas. El planeta gira alrededor de una estrella del mismo tipo espectral que el Sol , cuya energía radiante aumenta lentamente. Las margaritas en el planeta solo pueden existir en el rango de temperatura de 5 a 40 ° C, mientras que la temperatura óptima para ellas es de 20 ° C.
De acuerdo con la hipótesis astrofísica moderna , a medida que una estrella, que tiene parámetros cercanos al Sol, envejece, su energía radiante comienza a aumentar linealmente. A medida que el planeta se calienta en el ecuador , se alcanza la temperatura mínima (5 °C) en la que es posible el crecimiento de las margaritas. Donde inicialmente hay unas pocas margaritas oscuras más, la reflectividad ( albedo ) de la superficie planetaria disminuirá y el suelo se calentará mejor, dando una ventaja selectiva a las margaritas oscuras que, contribuyendo al calentamiento y colonización de nuevas bolsas de suelo. más alejada del ecuador, seguirá reduciendo el albedo y, por lo tanto, ampliará cada vez más su área de distribución en comparación con las margaritas blancas. Finalmente, todo el planeta será capturado por margaritas de color oscuro.
Luego, a medida que la energía proveniente de la estrella aumente aún más, la temperatura en el ecuador superará el óptimo para las plantas (20 °C). A partir de este momento, la ventaja va del lado de las margaritas con flores de colores claros, que aumentan el albedo, enfrían el territorio y, por lo tanto, crean condiciones cómodas para ellos, primero en el ecuador y luego más y más hacia los polos . Las margaritas oscuras ahora pierden selectivamente.
Finalmente, llega un punto de inflexión cuando la temperatura en el ecuador supera los 40 °C, más allá del cual la vida de las margaritas es imposible. Y ahora, a partir del ecuador, la zona caliente cubre todo el planeta, convirtiéndolo en un desierto sin vida.
Un cálculo matemático realizado por Lovelock reveló un patrón: la temperatura promedio en un planeta habitado por margaritas, a pesar del aumento de la actividad estelar, permanece constante casi todo el tiempo, alcanzando los 20 °C, lo cual es óptimo para las margaritas. Así, incluso una biosfera primitiva es capaz de ejercer una influencia global con retroalimentación negativa , mientras que cada componente del sistema funciona con retroalimentación positiva . Esta situación es muy diferente a la existente en un mundo sin vida, donde la temperatura no está regulada y aumenta linealmente con el crecimiento de la energía radiante de la estrella.
En versiones posteriores del mundo de las margaritas, se introdujo una población de margaritas grises, y el planeta está habitado por herbívoros y carnívoros . Resultó que esto incluso contribuyó a un aumento en la homeostasis . Estudios recientes han simulado los ciclos bioquímicos reales de la Tierra y varios gremios de seres vivos (por ejemplo , fotosintetizadores , descomponedores , herbívoros, carnívoros primarios y secundarios) y han demostrado un efecto regulador y una estabilidad similar al mundo original de las margaritas. Estos modelos ayudan a explicar la diversidad de formas de vida en nuestro planeta.
Entonces, a través de la selección natural , surge un ciclo de procesamiento de nutrientes en la biosfera, cuando los desechos dañinos de una criatura se convierten en una fuente de energía para otra. La investigación sobre la proporción de nitrógeno y fósforo muestra que los procesos bióticos locales pueden regular los sistemas globales [3] .
Dado que el modelo del mundo de las margaritas es muy simple, no debe compararse directamente con la Tierra, como lo afirman claramente los autores del modelo. Sin embargo, proporciona una serie de predicciones útiles sobre, por ejemplo, cómo la biosfera de la Tierra podría responder a la interferencia humana.
Más tarde, la adición de muchos niveles adicionales de dificultad al mundo de las margaritas no causó controversia, pero mostró las mismas tendencias básicas que en el modelo original. Uno de los resultados de la simulación es una predicción de que la biosfera de la Tierra es capaz de regular las condiciones climáticas para sustentar la vida en un amplio rango de luminosidad solar. En la naturaleza se han encontrado muchos ejemplos de tales sistemas de autorregulación.
Una extensión del modelo del mundo de las margaritas que incluía conejos , zorros y otras especies condujo a un descubrimiento inesperado: a mayor diversidad de especies, mayor influencia de la biosfera en todo el planeta (por ejemplo, mejor regulación de la temperatura). Las simulaciones también mostraron que el sistema era robusto y resiliente incluso bajo impactos. Al mismo tiempo, al simular cambios lentos en el ambiente, se pierde paulatinamente la riqueza de especies; por el contrario, las perturbaciones en el sistema conducen a un estallido de diversidad de especies. Estos datos respaldaron el valor de la biodiversidad [4] .
El concepto del mundo de las margaritas se desarrolló para refutar las críticas al trasfondo "místico" de la hipótesis de Gaia sobre la unidad orgánica de la biosfera. Una cantidad significativa de críticas proviene de científicos como Richard Dawkins [5], quienes argumentan que la termorregulación a nivel planetario es imposible sin la selección natural global. El Dr. W. Ford Doolittle [6] rechazó la noción de regulación planetaria porque, en su opinión, requiere un "acuerdo secreto" entre organismos para perseguir algún objetivo inexplicable a escala planetaria. Ambos neodarwinistas señalaron la ausencia de un mecanismo impulsor. El modelo de Lovelock contrarrestó con éxito esta crítica al mostrar que la regulación ocurre naturalmente dentro de un rango de temperaturas. Para la termorregulación, el mundo de las margaritas no necesita ni un objetivo consciente ni una selección natural grupal [7] .
Los críticos posteriores del mundo de las margaritas se centraron en el hecho de que las simulaciones artificiales pasan por alto muchos detalles importantes del verdadero sistema Tierra-Sol. Por ejemplo, un sistema real requiere un cierto nivel de mortalidad para mantener la homeostasis y debe tener en cuenta las diferencias entre especies. Los críticos del modelado creen que la inclusión de estos detalles conducirá a la inestabilidad del sistema y, por lo tanto, el modelo no es aplicable en estas condiciones. Muchas de estas cuestiones se abordan en un artículo más reciente de 2001 de Timothy Lenton y James Lovelock [8] . El documento muestra que la inclusión de estos factores en realidad mejora la capacidad del mundo de las margaritas para regular el clima.