Новости всё Hi-Tech - iCity.life Москва

Дети, режиссеры и ученые обсуждали, какими могут быть инопланетяне на вид, десятилетиями. Если они действительно существуют, какими они будут? Похожими на нас? Или же похожими на наши худшие кошмары? Ответ на этот вопрос зависит от того, как работает эволюция на самом глубоком уровне. Голливуд годами потчевал нас своими изображениями внеземных рас, и большинство из них были гуманоидными. Поначалу это было необходимо, поскольку спецэффекты требовали, чтобы кто-то залезал в резиновый костюм. Теперь же, когда все делается с помощью компьютерной графики (CGI), инопланетяне бывают похожими на людей лишь в тех случаях, когда нужно установить с ними эмоциональную связь, проникнуться к ним — как в «Аватаре» Джеймса Кэмерона.

В настоящее время единственные формы жизни, которые мы можем изучать, живут на Земле. 3,5 миллиарда лет назад у них было одно происхождение, и этот общий предок породил не меньше 20 миллионов живых видов. Все они имеют тела, организованные в соответствии с порядка 30 различных планов тела в основных группах, называемых фила.

Но когда около 542 миллионов лет назад животные впервые диверсифицировались во время кембрийского «взрыва», могло быть еще большее разнообразие фундаментальных планов тела. Взгляните на пятиглазую бронированную Opabina на изображении выше или на стебельчатую и практически цветковую Dinomichus рядом с нашим собственным дальним родственником, хордовым Pikaia.

Перезапуск пленки жизни

В знаменитом мысленном эксперименте биологи Стивен Джей Гулд задает вопрос: что могло бы произойти, если бы мы получили возможность перемотать «пленку жизни» и запустить ее заново? Гулд настаивал на важности случайности в эволюции: измените одну мелочь на ранней стадии — и со временем последствия проявятся все сильнее. В той версии истории, которую мы знаем, Pikaia или что-то похожее на нее выжило и в конечном счете привело к появлению рыб, амфибий, рептилий, млекопитающих и в коечном счете нас самих. Но что было бы, если бы она вымерла? Могла бы другая группа привести к возникновению разумных существ, например, с пятью глазами? И вы сейчас бы моргали поочередно то двумя, то тремя? Если наши собственные истоки на Земле действительно зависели от таких тонких петелек случайности, почему тогда инопланетяне — которые могут жить на других планетах — должны быть хоть немного похожи на нас?

Ответ на этот вопрос, по мнению эволюционного биолога Саймона Конвей Морриса, лежит в явлении эволюционной конвергенции: процесса, благодаря которому отдаленно родственные животные получаются очень похожими друг на друга. К примеру, похожая обтекаемая форма дельфинов, тунца и вымерших ихтиозавров развилась независимо в ответ на одни и те же селективные рычаги: была задача как можно эффективнее и быстрее передвигаться в воде.

Но чего можно было бы ожидать от инопланетной биологии? Биохимия на основе углерода будет наиболее вероятной, учитывая то, что углерод образует стабильные (но вполне разрушаемые) связи с другими элементами и длинные соединения. Другие элементы, в частности, кремний и сера, образуют менее стабильные связи при земных температурах. Вода или другой растворитель тоже кажется вполне необходимым. Чтобы эволюция имела место, необходим какой-то механизм для хранения и размножения информации с умеренной точностью, как ДНК, РНК или другой аналог. Хотя первые клетки появились на Земле достаточно рано, многоклеточной жизни потребовалось порядка 3 миллиардов лет, чтобы развиться. Вполне возможно, что жизнь на других планетах тоже застряла в одноклеточной стадии.

На планетах земного типа также вероятно ожидать, что излучение солнца (или солнц) будет использоваться в качестве источника энергии для биохимических реакций. Для умеренно крупных многоклеточных первичных производителей, эффективное использование света потребует системы сбора в виде листьев и ветвей. Подобные формы и поведения развивались конвергентно на Земле, поэтому можно было бы ожидать «растения» с вполне знакомыми формами и на других планетах земного типа.

За редкими исключениями, животные либо едят первичных производителей, либо друг друга, и способов сделать это не так-то много. Поглощение пищи требует движущегося рта, поэтому у животного будет голова. Зубы и челюсти, вероятно, появятся в помощь к удержанию и пережевыванию пищи. Перемещение по твердой поверхности потребует специализированных структур (например, ресничек или мускулистых ног), таким образом будет зад и перед. Это также придаст двустороннюю (лево/право) симметрию: и действительно, большинство животных принадлежат к супергруппе Bilateria.

А как же гигантские умных насекомые?

Ну что мы все о людях да о людях. Насекомые на сегодняшний день представляют самую богатую видами группу на Земле: почему бы инопланетянам не быть похожими на них? К сожалению, когда у тебя наружный скелет, очень трудно расти: приходится периодически линять, сбрасывать чешую и заново все это отращивать. На планетах, подобных Земле, любые относительно крупные наземные животные с внешними скелетами просто будут прогибаться под собственным весом во время линьки. И сложные мозги потребуют определенного размера.

На Земле относительно большие мозги коррелируют с использованием орудий в некоторой степени и способностью к решению проблем и появлялись множество раз: у обезьян, дельфинов, китов, собак, попугаев, ворон и осьминогов. Тем не менее обезьяны развили использование инструментов в значительно большей степени. Отчасти это связано с хождением на двух ногах, которое освобождает передние конечности, а также с ловкостью наших пальцев (которые также могут быть ключом к истокам письменности).

В конечном итоге жюри биологов сходится в том, что разумные инопланетяне — если они существуют — будут похожи на нас. Может быть в разной степени важно, что у людей всего два глаза и два уха (то, что нужно для стереокартинки и слуха) и всего две ноги (вместо четырех, например). Многие другие органы также устроены парами, являясь следствием нашей эволюционно глубоко укоренившейся — и, возможно, неизбежной — двусторонней симметрии. Тем не менее другие элементы нашего плана тела являются не больше чем случайностью. Тот факт, что на руках у нас по пять пальцев, является следствием фиксации пятерни у наших ранних предков среди тетрапод — близкие родственники экспериментировали с семью или восемью.

В самом деле, большинство видов были подвержены случайным «блокировкам» во время развития — со временем планы тела становились стереотипными и теряли гибкость. Отделение функционального от случайного является одной из сложнейших задач в эволюционной биологии — и может помочь нам лучше понять, как инопланетные формы жизни могут от нас отличаться.

Основной процесс нашего поиска разумной жизни в космосе заключается в прослушивании радио- или гамма-передач. Чаще всего эти усилия сосредоточены на звездных системах с планетами земного типа, поскольку именно они, как мы считаем, вероятнее всего, укрывают жизнь. В конце концов, проще искать жизнь, которую мы знаем, чем ту, которую не знаем.