Biosfären – en helhet i helheten

Begreppet biosfär, som omfattar allt liv på jorden, betonar att allt liv står i ett ömsesidigt beroende av varandra. Och inte bara det. Biosfären samspelar i sin tur med litosfären (jordskorpan), hydrosfären (vattnet) och atmosfären. Ett kännetecken på liv är att det levande eftersträvar en inre balans, homeostas. Detsamma gäller den större helheten.

Livets hemlighet: en "vilja" till liv

Livet bär på många hemligheter. Ett är hur det uppstod. Givetvis finns det många hypoteser, men ingen har nått ända fram. Kruxet är att även de allra enklaste livsformerna, encelliga varelser utan cellkärna och utan finesser som mitokondrie och kloroplast, är extremt komplexa. Alla delar är beroende av varandra. DNA behöver RNA, men RNA behöver också DNA. DNA är hjälplöst, meningslöst, utan RNA. Men detsamma gäller RNA, fast tvärtom. Och de minsta mest nödvändiga proteinerna består av mycket långa invecklade kedjor av aminosyror, som är omöjliga utan ett redan existerande maskineri. Så hur kom de invecklade livsprocesserna igång? Föll de bara på plats?

En nyckel till att förstå livets hemlighet är att tänka i termer av system. Hela universum är genomsyrat av system. Även en atom är ett system. Universum har under tidens gång genomgått en evolution. Från början fanns bara två slags atomer, väte och helium. Genom stjärnors födelse, utveckling och död har nya uppstått. Det intressanta med de nya spelarna i det atomära systemet är att de har nya egenskaper, som inte direkt kan hänföras till ursprunget. Detsamma gäller molekyler, kombinationer av atomer. Nya egenskaper tillkommer hela tiden. Man säger att dessa egenskaper emergerar.

En ny egenskap som liv har, till skillnad från ”död” materia, är att det verkar ha en vilja. Så får man inte säga strikt vetenskapligt, men livet beter sig på ett sätt som om det hade en vilja, sett ur ett mänskligt kanske naivt perspektiv. ”Död” materia kan röra på sig. En sten kan komma i rullning. Men det verkar vara utan syfte och mål. Även den enklaste levande varelsen, en liten encelliga bakterie, söker dock envetet ljus och näring, och skyr miljöer som verkar som gift på den.

”Död” materia har en tendens till att tappa värdefull energi. Värme övergår till kyla. Energin går inte förlorad, men är inte längre brukbar. Livet har funnit en lösning på detta: ämnesomsättning. Livet är ett öppet system som hela tiden tar in ny energi.

Man kan inte säga annat än att liv är ett mycket sårbart ting. Men det är också ett ting som spjärnar emot, som uppfinner försvar och vägar till överlevnad. Ett sådant är en inneboende tendens till homeostas. Det finns värden, olika parametrar, som ska vara på en viss nivå för att hälsan ska vara god. Dessa värden, detta inre tillstånd, försöker den levande varelsen hela tiden återvända till.

Ett annat sätt är fortplantning. De ”själviska” generna förs vidare, från generation till generation. Under tidens och evolutionens gång sker också en anpassning. Om miljön förändras, vilket den nästan hela tiden gör, är det de bäst anpassade individerna som överlever och fortplantar sig.

Ibland dör hela populationer av individer ändå ut, ja, hela arter försvinner för gott. Men livet verkar alltid komma igen. Ser man på hela livets utveckling, från starten för 3,6 miljarder år sedan, kan man inte säga annat än att livet blivit allt mer komplext.

 

Biosfären - en samspelare utan dess like

På något sätt uppstod liv på jorden ur kemiska processer, som förmodligen försiggick långt under havsytan, i närheten av de hetvattenkällor som på sina håll väller ut på havsbottnen. Av jord är du kommen, men också vatten. Atomerna och molekylerna som byggde upp de första organismerna, som bygger upp din kropp, är jord. De är bara ordnade, strukturerade, på ett sätt som gör att livsgnistan tänts. Vidare lever organismerna i vatten, eller bär med sig vatten i sina kroppar. Uttorkade dör de snart. Redan från starten, för minst 3,6 miljarder år sedan, samspelade alltså livet med litosfären, jordens yttersta skorpa (från ytan och cirka 10 mil ned), och hydrosfären, vattnet i haven, i grundvattenlagren och i sjöar, bäckar, åar, älvar och floder.

Så har det fortsatt under tidens gång. Ständigt har de geologiska strukturerna och förutsättningarna ändrats, genom vulkanutbrott, jordbävningar och kontinentalplattornas förflyttningar, och livet har tvingats anpassa sig. Men livet har också förändrat litosfären, tänk bara på kalksten och de djupa lagren av kol. Mängder av andra bergarter har bildats genom livets påverkan. Platåbergen i Västergötland består exempelvis av sedimentära bergarter. På ett liknande sätt har livet påverkats av vattnets kretslopp, och perioder av torka, havsnivåförändringar och nedisning. Samtidigt har hydrosfären transformerats av livet, inte minst genom det revolutionerade arbete som började utföras av syreproducerande cyanobakterier för 2,7 miljarder år sedan. Ett berikande arbete.

Cyanobakteriernas syreproduktion omvandlade också atmosfären, den tunna hinna av gaser som omger jordens yta. Gradvis höjdes syrehalten även i atmosfären. Det gjorde det möjligt för det syrekrävande livet att ta sig upp på land, först kom alger, sedan mossor, lavar, växter, djur som äter detta och djur som äter de växtätande djuren.

Ett märkligt fenomen är att syrehalten i atmosfären hela tiden hålls på 21 procent, precis lagom för landlevande varelser. Hur kan det komma sig? Vi ska inte alls gå in på några tekniska detaljer här, men man kommer lösningen på spåret när man börjar tänka i termer av system, precis som vi gjorde i kapitlet ovan om livet. Biosfären, litosfären, hydrosfären och atmosfären utgör tillsammans ett system, som i viss mån är självreglerande. Växtligheten andas ut syre i hydrosfär och atmosfär, och andas in koldioxid. Djuren på jorden andas in syre och andas ut koldioxid. Även bakterier upptar syre, och utger koldioxid, inte minst vid föruttnelseprocesser, då döda kroppar åter blir jord, vari nya friska kropper kan hämta näring och växa. Systemet är förstås långt mer komplext än så. Solen är givetvis en livsviktig spelare. Den ger ju energi till växtligheten (via växters kloroplast där fotosyntesen sker) och därmed även till växtätare och ätare av växtätare. Och mikrober bidrar inte vara som nedbrytare av döda kroppar, utan också som kvävefixerare. De hämtar kväve direkt ur atmosfären, och utan kväve ingen växtlighet eller annat liv. Till sist, i detta lilla stycke: Atmosfären är inte bara en mästare i att hålla en perfekt syrehalt. Fotokemiska processer i den övre atmosfären bildar också ozon, som skyddar livet på jorden mot dödlig ultraviolett strålning.

Fördjupning i biosfärkunskap

För den som vill läsa mer om detta, och som behärskar engelska och är någorlunda bevandrad i naturvetenskap, kan vi rekommendera en bok av Tyler Volk, professor i miljövetenskap och biologi vid New Yorks universitet: Gaias Body – Toward a Physiology of Earth.

Människan i biosfären

Mätt med den geologiska tidsskalan, tiden som passerat sedan jordens tillkomst för 4,5 miljarder år sedan, är människan bara en liten låga som flammat upp den allra sista minuten före kl 24.00. Hur länge ska hon brinna? Det vet förstås ingen. Ser man på livet som en utveckling mot en allt högre grad av komplexitet kan man se människan som en höjdpunkt. Men ser man till vad hon ställt till med, särskilt under den sista sekunden då industrialismen varat, så är hon en förstörare och rubbare av balansen, inte bara i biosfären, utan också i litosfären, hydrosfären och atmosfären.

En del säger att vi lämnat den (nuvarande) geologiska epoken holocen och förts in i Antropocen, människans tidsålder. Hon tror sig vara, och i viss mån är hon, jordens rättmätiga ägare. I sin iver att utvecklas som individ och att utveckla samhället, har hon utrotat många andra arter på jorden, och hotar miljoner andra. Hon har förändrat landskapen genom att hugga ner skogar, skapa odlingsytor och bygga vägar och städer. Därigenom har hon bidragit till jorderosion och jordförstöring. Hon har dirigerat om stora vattenflöden och börjat (överut)nyttja även grundvatten. Nu har vattenbrist blivit ett allt större problem. Genom att pumpa upp olja och gräva upp kol och använda dessa som energikällor har hon spytt ut växthusgaser i atmosfären, och som en följd har klimatet börjat förändras. Genom produktion av tonvis av varor tär hon på jordens resurser, sprider miljögifter, och skapar ett sopberg.

Men nu ska vi sluta klaga. Människan är också förnuftig, hon kan tänka framåt och har ett stort mått av empati. Allt fler har förstått att vi måste tänka om, ställa om och förändra vårt sätt att leva. Fortsatt utveckling är möjlig, men den måste vara hållbar, inte minst ur ekologisk synvinkel, men också ur social synvinkel. Ja, var och en måste skapa ett liv, en personlig utveckling, som är hållbar. Vi är inte slit och släng-varor. Vi måste upphöra att hantera omgivningen som om den vore slit- och slängbar. Alla vill ha en god ekonomi, men det krävs att alla investeringar är hållbara, för alla.

Det är med denna nya och nödvändiga strävan som UNESCO för 50 år sedan skapade programmet ”Man and Biosphere”, Människan och biosfären. Målet var, och är, att hitta områden på jorden som kan stå som exempel på, föredömen för, en hållbar utveckling. Det är sådana områden som kallas Biosfärområden. Östra Vätterbranterna är ett av dessa, ett av jordens 700 biosfärområden. Slutmålet är förstås att hela jorden ska börja ses för vad jorden redan är, ett biosfärområde, ett område som är självorganiserande, som i sig strävar efter en balans, en harmoni. Människan behöver bara låta bli att störa den processen, och ställa tillrätta den oordning hon skapat.