กายา หรือ Gaia หมายถึงแนวคิดในการอธิบายและมองว่า “โลกเป็นสิ่งมีชีวิตอันหนึ่ง”ใน ที่สุดเจมส์ก็ชี้ขาดลงไปว่า คุณสมบัติส่วนใหญ่ของเจ้าสิ่งมีชีวิตก็คือ พวกที่สามารถรับเอาพลังงานและสสารเข้าไป และขับถ่ายกากของเสียออกมา โดยใช้บรรยากาศของโลกเป็นสื่อกลางในการแลกเปลี่ยน เช่นมนุษย์สูดเอาออกซิเจนเข้าไป และหายใจเอาคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา เพื่อทดสอบความคิดดังกล่าว เจมส์และเดียน ฮิทซ์ค็อค (Dean Hitchcock) จึงเริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีบรรยากาศของดาวอังคารเปรียบ เทียบกับโลก ผลที่ได้แตกต่างกันราวฟ้ากับดิน เพราะบรรยากาศดาวอังคารถูกยึดครองโดยคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 95 เปอร์เซ็นต์ มีออกซิเจนเบาบาง และปราศจากมีเทน ในขณะที่บรรยากาศของโลกมีส่วนผสมของไนโตรเจน 77 เปอร์เซ็นต์ ออกซิเจน 21 เปอร์เซ็นต์ และมีเทนจำนวนมหาศาลกล่าว อีกนัยหนึ่ง อาการมีชีวิตของโลกที่ปรากฏอยู่ในบรรยากาศเกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิตจำนวนสุด ประมาณร่วมกันสร้างเคมีห่อหุ้มขึ้น และกิจกรรมที่สิ่งมีชีวิตกระทำก็เป็นตัวคอยควบคุมอาการมีชีวิตดังกล่าวแต่ ไม่ว่าแนวคิดนี้จะเป็นจริงหรือไม่ก็ตาม อย่างน้อยก็กระทบวิธีการมองสิ่งต่างๆ บนโลกใบนี้ของมนุษย์ นั่นคือ มนุษย์เป็นเพียงส่วนกระจ้อยร่อยในระบบอันไพศาล ซึ่งสิ่งที่ทำ มีผลต่อระบบ และระบบก็คือความอยู่รอดของมนุษย์ด้วยเช่นกัน
แนวคิดเรื่องกายานี้สั่นสะเทือนวงการวิทยาศาสตร์ และเรียกความสนใจได้อย่างกว้างขวาง ขณะเดียวกันก็ถูกวิพากษ์วิจารณ์อย่างหนัก โดยเฉพาะจากกลุ่มศึกษาสิ่งมีชีวิตที่นิยมแนวทางการคัดเลือกตามธรรมชาติของ ดาร์วิน ซึ่งกลุ่มนี้ก็ตั้งคำถามว่า ถ้าโลกมีชีวิตอยู่ แล้วตรงไหนคือยีน หรือจะสืบพันธุ์ได้อย่างไร
ดังนั้นเจมส์จึงได้ข้อสรุปว่า บรรยากาศบนดาวอังคารประกอบขึ้นด้วยสารเคมีที่ไร้ชีวิต ไม่มีการปรับเปลี่ยนสภาวะ ทุกปฏิกิริยาเคมีได้เกิดขึ้นและจบลงแล้วอย่างสมบูรณ์ ขณะที่ปฏิกริยาเคมีในบรรยากาศโลกยังคงพลุ่งพล่าน ตัวอย่างคือ มีเทนและออกซิเจนที่มีอยู่มากมายในบรรยากาศไวมากต่อการมีปฏิกิริยาซึ่งกัน และกัน ชนิดและลักษณะของก๊าซดังกล่าววิวัฒนาการเรื่อยมาจากปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิต กับโลก ซึ่งเริ่มขึ้นเมื่อราวสามพันล้านปีก่อน เลิฟล็อคจึงชี้ว่า การเคลื่อนไหวของวัฏจักรก๊าซนี่เอง คือสัญญาณการมีชีวิต
แนวคิดนี้เริ่มต้นขึ้นในต้นทศวรรษที่ 1960 เมื่อ เจมส์ เลิฟล็อค (James Lovelock) ในขณะนั้นที่เป็นนักวิทยาศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญด้านบรรยากาศ ได้รับเชิญจากองค์การนาซาให้เป็นหนึ่งในทีมวิจัยเพื่อหาหลักฐานของสิ่งมี ชีวิตบนดาวอังคาร ดังนั้นสิ่งแรกที่เจมส์ลงมือทำ คือการหาว่าอะไรที่เรียกว่าสิ่งมีชีวิต