Энергия, секс, самоубийство
Шрифт:
Первый эукариотический организм — два миллиарда лет назад одна клетка захватила другую, породив удивительную химеру
Одиноки ли мы во Вселенной? С тех пор как Коперник показал, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, наука постепенно уводит нас от глубоко внедрившегося представления о том, что человек — центр Вселенной, к пониманию того, что наша планета — всего лишь скромное и малозначительное поселение. С точки зрения статистики существование жизни где-нибудь еще во Вселенной представляется весьма вероятным, но с той же точки зрения эта другая жизнь, если она есть, находится так далеко, что ее существование лишено для нас всякого смысла. Шансы на встречу с инопланетянами стремятся к нулю.
В последние десятилетия эту проблему стали рассматривать в новом ключе. Поворотный момент совпал с повышением научной «респектабельности» исследований, затрагивающих происхождение жизни. Когда-то это была запретная тема — безбожная для одних, антинаучная и бездоказательная для других. Теперь же она обернулась решаемой научной загадкой, к которой подбираются с двух концов — прошлого и будущего. С одной стороны, астрономы и геологи двигаются от начала времен к настоящему. Они пытаются понять, какие
Эта картина — возникновение жизни на фоне адского пейзажа древней Земли — не кажется неправдоподобной благодаря удивительной способности современных бактерий процветать или, по крайней мере, выживать в крайне неблагоприятных условиях. В конце 1970-х гг. научный мир был потрясен открытием бактериальных колоний, чувствующих себя вполне бодро под огромным давлением и опаляющими температурами серных гидротермальных источников на дне океанов (так называемых «черных курильщиков» [11] ). Одним ударом была поколеблена самодовольная уверенность в том, что жизнь на Земле обязана своим существованием энергии Солнца, которую бактерии, водоросли и высшие растения превращают в органические соединения путем фотосинтеза. С тех пор было сделано еще несколько революционных открытий, потрясших устои наших представлений об эволюции жизни. Оказалось, что в горных породах земной коры, на глубине нескольких километров (в так называемой глубинной горячей биосфере [12] ) обитают в огромном количестве некоторые автотрофные [13] бактерии. Кое-как перебиваясь на минералах, они растут так медленно, что смена поколений может занять миллион лет, но при этом они, несомненно, живые, а не мертвые и не оцепеневшие. По некоторым оценкам, их биомасса сравнима с общей бактериальной биомассой всего освещенного Солнцем мира. Некоторые бактерии переносят огромные, калечащие гены, дозы радиации в безвоздушном пространстве и прекрасно чувствуют себя на атомных электростанциях или в стерилизованных мясных консервах. Другие обитают в сухих долинах Антарктики, миллионы лет хранятся в вечной мерзлоте Сибири, переносят щелочные озера и кислотные ванны, вода которых растворяет резиновые сапоги. Трудно представить, что столь выносливые бактерии не смогли бы выжить на Марсе, если бы их туда занесли, или не смогли бы отправиться «автостопом» на кометах по открытому космосу. А если они могут жить в таких условиях, то почему они не могли там возникнуть? После того как за дело взялись пиарщики из НАСА [14] , всегда готовые прочесывать космос на предмет признаков жизни, эти замечательные способности бактерий привели к зарождению и развитию новой науки — астробиологии.
11
Глубоководные выбросы обогащенных рудными компонентами растворов через подводящие каналы на дне океанов.
12
Теория Томаса Голда (1920–2004).
13
То есть бактерии, не использующие внешнее органическое вещество.
14
Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (National Aeronautics and Space Administration).
Глядя на успех жизни в неблагоприятных условиях, некоторые астробиологи поддаются искушению рассматривать появление живых организмов как следствие универсальных законов физики. Создается впечатление, что эти законы благоприятствуют эволюции жизни в нашей Вселенной. Будь физические константы хоть чуть-чуть другими, звезды не образовались бы или давно сгорели бы, или солнечные лучи были бы лишены своей живительной силы. Возможно, мы живем в мультиверсуме — сообществе вселенных, в каждой из которых действуют свои константы, а наша Вселенная, по определению Мартина Риса [15] , биофильна. Она одна из немногих вселенных, в которых фундаментальные константы благоприятствуют жизни. А быть может, благодаря некоему пока неоткрытому свойству элементарных частиц или умопомрачительной случайности или мановению руки Творца, нам повезло и наша Вселенная, пусть и единственная, благоприятствует жизни. Как бы то ни было, искра жизни в ней имеет шанс разгореться. Некоторые философы заходят еще дальше и рассматривают появление в процессе эволюции человечества и особенно человеческого сознания как неизбежный результат общих законов природы, то есть тонкой настройки фундаментальных физических констант. По сути, это современный вариант «заводной вселенной» Лейбница и Ньютона, взгляды которых пародировал Вольтер, вложив в уста доктора Панглосса фразу «Все к лучшему в этом лучшем из миров» [16] . Некоторые интересующиеся биологией физики и астрономы находят духовное величие в мысли о том, что Вселенная — повитуха разума. Подобные прозрения сокровенной сути природы представляются возможностью проникнуть в намерения Бога.
15
Мартин Рис — Королевский астроном Великобритании с 1998 г. по настоящее время.
16
«Кандид, или Оптимизм».
Большинство биологов более осторожны, а может, менее религиозны. В эволюционной биологии можно найти больше предостерегающих примеров, чем в любой другой науке. Беспорядочные метания жизни, когда одни группы организмов без видимой причины взлетают к вершинам эволюционного успеха, а целые типы вымирают без следа, больше обязаны историческим случайностям, чем физическим законам. В своей знаменитой книге «Живительная жизнь» Стивен Джей Гулд [17] задается вопросом, что было бы, если бы эволюционный фильм прокручивался снова и снова с самого начала. Повторялась ли бы история, вела бы она каждый раз к эволюционной вершине человечества, или всякий раз получался бы новый, странный, экзотический мир? (В последнем случае, разумеется, мы не могли бы его оценить, так как «нас» не было бы.) Гулда критиковали за то, что он уделял недостаточно внимания конвергентной эволюции — тенденции неродственных организмов формировать структуры, сходные морфологически и функционально. Так, например, все летающие организмы имеют крылья, все видящие организмы имеют глаза. Страстную и убедительную критику теории Гулда мы находим в книге Саймона Конвей-Морриса «Решение жизни». Забавно, что Саймон Конвей-Моррис является одним из героев «Живительной жизни» Гулда, но реальный Конвей-Моррис не согласен с далеко идущим выводом этой книги. Прокрутите ленту эволюции назад, говорит он, и вы увидите, как поток жизни снова и снова устремляется в те же русла. Это связано с тем, что число возможных инженерных решений одной и той же проблемы ограничено, и естественный отбор будет подталкивать жизнь к одним и тем же решениям, какими бы они ни были. Споры на эту тему, по сути, сводятся к тому, что важнее — случайность или конвергенция. В какой мере эволюция подчиняется случаю, а в какой — необходимости? Гулд считает все игрой случая, а Конвей-Моррис ставит совсем другие вопросы — например, всегда ли обладающее разумом двуногое существо имело бы на руке пять пальцев, один из которых противопоставлен другим?
17
Стивен Джей Гулд (1941–2002) — американский палеонтолог, биолог-эволюционист и историк науки.
Поднятый Конвей-Моррисом вопрос конвергенции важен для понимания эволюции разума как здесь у нас, так и в любой другой точке Вселенной. Было бы досадно осознать, что никакие формы высшего разума не возникли больше нигде. Почему? Потому что самые разные организмы должны — за счет конвергенции — приходить к разуму как к удачному решению общих проблем. Разум — удобное эволюционное приобретение, он открывает новые экологические ниши тем, у кого хватает ума их занять. Не стоит думать в этом ключе только о человеке; некоторая степень разумности, а также, на мой взгляд, самосознания, широко встречается у животных, от дельфинов до медведей и горилл. Люди очень быстро заняли самую «высокую» нишу, чему, несомненно, способствовало несколько случайных факторов, но кто может сказать, что медведи — те самые, которые сейчас так ловко таскают еду из мусорных баков, — не могли бы достичь сходного уровня разумности, будь в их распоряжении свободная ниша и несколько десятков миллионов лет? Или, скажем, гигантские кальмары — величественные и умные обитатели морских глубин? Возможно, подъем Homo sapiens, а не какой-нибудь другой вымершей линии рода Homo, был обусловлен обстоятельствами, по большому счету, случаем, но сила конвергенции всегда бы подталкивала кого-нибудь занять эту нишу Да, мы гордые обладатели уникально развитого интеллекта, но в эволюции разума как такового ничего невозможного нет. Высокий уровень интеллекта мог бы снова появиться на Земле, а мог бы, по тем же причинам, в какой-нибудь другой точке Вселенной. Жизнь будет снова и снова искать и находить самые удачные решения. В этом и есть суть конвергенции.
Сила конвергенции хорошо видна на примере таких «полезных навыков», как полет и зрение, которые неоднократно появлялись в процессе эволюции. Конвергенция вовсе не означает, что такие вещи неизбежны, но она коренным образом меняет наше представление о вероятности их появления. Несмотря на очевидную сложность инженерных решений, полет независимо возникал по меньшей мере четыре раза — у насекомых, птерозавров (например, птеродактилей), птиц и летучих мышей. В каждом из этих случаев неродственные организмы приобрели довольно сходное крыло, выполняющее роль несущей поверхности (это же инженерное решение люди использовали в самолетах). То же самое и со зрением. Глаз возникал независимо по меньшей мере сорок раз по ограниченному набору «технических заданий». Назовем для примера глаза со светопреломляющим аппаратом (например, у млекопитающих и головоногих) или сложные фасеточные глаза (например, у насекомых и трилобитов). А мы изобрели фотоаппараты, которые работают по сходным принципам. Эхолокация как способ ориентации в пространстве появилась независимо у дельфинов и летучих мышей, а люди разработали звуковые эхолокаторы прежде, чем поняли, что эти животные ориентируются именно так. Их навигационные системы удивительно сложны и тонко приспособлены к их потребностям, но тот факт, что они возникали независимо, наводит на мысль, что шансы на возникновение были довольно велики.
Если так, то конвергенция важнее вероятности, а необходимость торжествует над случаем. Ричард Докинз в книге «Рассказ предка» приходит к такому выводу: «Меня привлекает мнение Конвей-Морриса о том, что не надо больше относиться к конвергентной эволюции как к колоритной диковине, при виде которой надлежит восхититься и сделать мысленную отметку. Возможно, нам стоит считать ее нормой и удивляться при виде исключений». Так что если снова и снова прокручивать ленту жизни, может быть, мы — такие, какие мы есть, — и не увидим результата, но, скорее всего, какие-нибудь разумные двуногие будут зачарованно следить за полетом каких-нибудь крылатых существ и размышлять о смысле существования.
Если происхождение жизни в горниле древней Земли не так маловероятно, как когда-то полагали ученые (подробнее об этом во второй части книги), а большинство главных эволюционных приобретений возникали неоднократно, то резонно предположить, что разумные существа возникнут где-нибудь в другом месте нашей Вселенной. Резонно-то резонно, но лично меня все равно грызут сомнения. Все пышное многообразие жизни у нас на Земле возникло за последние 600 миллионов лет, то есть примерно за шестую часть общего времени ее существования. До того не было ничего, кроме бактерий и нескольких примитивных эукариот. Означает ли это, что нечто тормозило эволюцию, что было какое-то другое случайное обстоятельство, которое нужно было преодолеть, чтобы жизнь могла набрать полный ход?
Наиболее очевидный вариант такого тормоза в мире, где преобладают одноклеточные организмы, — это сложности, связанные с эволюцией крупного многоклеточного существа, клетки которого сотрудничают друг с другом, чтобы функционировать как единый организм. Но если подойти и к этому вопросу с мерилом воспроизводимости, то препятствия на пути к многоклеточности не покажутся непреодолимыми. Многоклеточные организмы, вероятно, возникали несколько (возможно, довольно много) раз. Увеличение размеров, несомненно, происходило независимо у животных и растений, а возможно, и у грибов. Сходным образом, многоклеточные колонии, возможно, неоднократно возникали у водорослей. Красные, бурые и зеленые водоросли — древние линии жизни, разошедшиеся более миллиарда лет назад, когда преобладали одноклеточные. Никакие черты организации или генетического родства не говорят о том, что многоклеточность возникала у них лишь однажды. На самом деле многие из них настолько просты, что их правильнее считать большими колониями похожих клеток, а не истинными многоклеточными организмами.