Жизнь как она есть: её зарождение и сущность
Шрифт:
Для того, чтобы продолжить, нам необходимо знать возраст Вселенной — время, прошедшее с Большого взрыва. К сожалению, это все еще спорный вопрос. Самые максимальные оценки достигают значения двадцати миллиардов лет, наименьшие составляют всего лишь семь миллиардов, хотя немногие согласились бы с такой заниженной цифрой. Когда мы с Лесли Оргелом написали нашу статью, то наилучшим представлялось предположение примерно о тринадцати миллиардах лет. Сегодня ближе к принятой оценке можно считать цифру в десять миллиардов лет.
Для наших целей точная цифра не существенна, при условии, что она не окажется слишком маленькой. На всякий случай, выберем десять миллиардов лет. Если предположить, что развитие планет и химических веществ заняло один миллиард лет, остается девять миллиардов. Сразу понятно, что возраст Земли примерно в два раза меньше. Этого времени вполне достаточно, чтобы жизнь развилась не один раз, а два раза подряд. Короче говоря, прошедшее с тех пор время вполне допускает возможность, что жизнь возникла на какой-то далекой планете, сформировавшейся девять миллиардов лет назад, спустя четыре-пять миллиардов лет появились существа подобные нам, и затем они смогли послать некую примитивную форму жизни на Землю, которая к тому времени охладилась до такой степени, что на ней уже образовались первозданные океаны. Произошло ли это на самом деле — все еще вопрос убеждений, но при сегодняшних данных трудно доказать, что истекшее с тех пор время было, безусловно, слишком коротким. У жизни было достаточно времени, чтобы развиться не просто один раз, но и вновь во второй раз.
Глава 11. Что они могли послать?
С этого момента мы оставим количественные соображения, какими бы приблизительными они ни были, и предоставим своему воображению несколько большую свободу. Мы примем без доказательств, что на некой далекой планете приблизительно четыре миллиарда лет назад или около того развился вид высших существ, которые, как и мы, открыли науку и технику, развив их намного дальше того уровня, которого достигли мы, поскольку они имели массу времени и крайне маловероятно, что их общество остановилось как раз на той же ступени развития, на которой находимся сейчас мы. Нам нелегко угадать, насколько именно они продвинулись дальше нас, хотя некоторые из их наук могут быть не похожи на наши. Наше знание многих областей физики и химии сейчас настолько полное и находится на столь прочных основаниях, что их основные особенности, возможно, уже известны нам. Вряд ли это справедливо для всех разделов этих наук. Например, физика высоких энергий, вероятно, все еще держит про запас много сюрпризов. Мы можем рассчитывать на новые методы в физической химии, которые сделают наше знание химической структуры и химических реакций более точным. Даже если уже не осталось еще не открытых радикально новых принципов (а это довольно маловероятно), то многим поколениям ученых еще предстоит провести исследования, открывающие во всех подробностях, как взаимодействуют атомы и молекулы во многих различных смесях и при многих режимах давления и температуры.
Если мы обратимся к астрономии, астрофизике и космологии, то поймем, что в этих областях предстоит открыть еще больше. Мы уже касались некоторых из этих проблем, например, у какого количества звезд есть планеты; кроме того, здесь остаются без ответа еще более важные вопросы, такие как является ли Вселенная открытой или закрытой (то есть обладает ли она достаточной массой, с тем чтобы, в конечном итоге, начать сжиматься, вместо того, чтобы продолжать постоянно расширяться). Наши знания биологии еще более примитивны: например, у нас все еще достаточно поверхностные представления о характере эмбриологии, и, как мы видели, ход и механизм эволюции все еще поняты лишь в общих чертах, а о возникновении жизни известно еще меньше.
Мы можем быть уверены, что если наша собственная цивилизация продолжит существовать хотя бы в течение еще одной тысячи лет, то мы ответим на многие из этих трудных вопросов. Даже если к тому времени будут установлены все фундаментальные принципы всех наук, все же сделать предстоит еще многое. В течение следующих десяти тысяч лет мы можем рассчитывать, что вычислим достаточно обстоятельно многие сложные системы. Прежде всего, мы, вероятно, увидим расцвет инженерных программ, применяющих уже известные к тому времени фундаментальные знания к системам постоянно увеличивающейся мощности, тонкости и сложности. При условии, что человечество не взлетит на воздух или полностью не погубит окружающую среду и среди него не станут преобладать яростные фанатики, противники науки, мы можем рассчитывать увидеть значительные усилия по улучшению природы самого человека. Какие формы они могут принять, насколько успешными они окажутся и сколько времени понадобится, чтобы коренным образом изменить природу человека, мы едва ли можем предполагать, когда всматриваемся сквозь туман неопределенности, окутывающий далекое будущее.
По аналогии мы можем предположить, что эти более древние технократы, вероятно, знали намного больше нас, особенно в области астрономии и биологии, и сконструировали технику, намного превосходящую нашу. Какой могла представляться им их Вселенная?
Было бы удивительно, если бы они не постигали секреты своей собственной природы (до постижения которых нам еще очень далеко), механизмы своей эволюции и глубоких воздействий своего непосредственного физического окружения. Тогда как мы можем только догадываться, у каких звезд могут быть планеты, они, вероятно, это знали, хотя трудно оценить, как много им было известно о конкретных условиях других миров. Если они обладали высокими технологиями и имели достаточно времени, мы можем предположить, что они послали автоматические научно-исследовательские станции, по крайней мере, к нескольким ближайшим звездам и по прошествии нескольких сотен лет, получили ответные послания, сообщающие им кое-что об условиях там. Даже для этого понадобилась бы техника намного более развитая, чем наша.
Предположим, они обнаружили, что в галактике существует много подходящих для жизни мест, где есть и суша, и океаны, а также неизменное снабжение энергией со стороны родительской звезды, подходящая атмосфера, и, следовательно, очень большие массы разбавленного бульона на поверхности. Что мы не можем столь легко предположить, так это то, смогли ли они обнаружить, в каком количестве мест имелась некоторая примитивная форма жизни. Быть может, они установили, что жизнь это действительно очень редкое событие. Даже если верно обратное, возможно, они могли прийти к ложному выводу, что они, на самом деле, единственны в своем роде и в их галактике не существует других форм жизни. Мы можем представить, не слишком насилуя свое воображение, что, когда они внимательно изучили свой небольшой уголок Вселенной, протянувшийся на несколько десятков тысяч световых лет во многих направлениях, они смогли прийти к выводу, что, несмотря на то, что бульоны были обычным явлением, жизнь встречается чрезвычайно редко; что во многих местах существует возможность для зарождения жизни, но ни в одном из них не был сделан важный первый шаг — спонтанное появление химического механизма, необходимого для естественного отбора. И таким образом, мы должны задать вопрос, если Вселенная им представлялась действительно такой, то что они могли предпринять?
Для того чтобы точнее обрисовать их затруднительное положение, необходимо назвать еще один фактор. Они, вероятно, знали, что, в конце концов (и, возможно, по прошествии очень длительного периода времени), их собственная цивилизация обречена. Конечно, можно предположить, что у них были основания считать, что они не смогут выжить даже уже в ближайшее время. Может быть, они обнаружили, что соседняя звезда легла на встречно-пересекающуюся орбиту с их звездой, — весьма маловероятное событие в большей части галактики, но весьма вероятное вблизи галактического центра. Может быть, у них были основания предполагать, что их общественная система окажется неустойчивой неограниченное время, каковой, несомненно, может быть и наша. Они, вероятно, знали, что, в конце концов (имея в виду миллиарды лет), когда ядерное топливо начнет истощаться, их звезда может превратиться в красного гиганта и при этом поглотит их планету и разогреет ее, не оставив им никакой надежды на спасение. Без сомнения, они планировали заселить соседние планеты, но, может быть, это оказалось крайне трудно выполнимо в техническом плане, особенно если им не повезло и ближайшая подходящая планета оказалась на расстоянии многих десятков световых лет. Даже если они сделали такую попытку, то они, должно быть, осознавали, что их шансы на успех невелики и что они должны составить возможные планы действий на случай повторения неудач подобного рода. Какими бы ни были их мотивы, мы можем полагать, что они тщательно изучили другие альтернативы.
Какие другие варианты открывались перед ними? Самый легкий — послать автоматические научно-исследовательские станции, но, несмотря на мнение авторов научно-фантастических книг, их нелегко создавать и восстанавливать. Существовала не только грандиозная задача постройки машины, материалы для которой удобно было бы добывать, но еще и проблема создания таких машин, которые работали бы надежно, не получая значительной помощи со стороны родной базы, особенно после долгого путешествия в космосе и неудачной посадки на далекой планете. Там, вероятно, должны были присутствовать сложные механизмы для автономного ремонта, и они также обязаны были обладать высокой степенью надежности. Единственное благоприятное обстоятельство, вероятно, заключалось в том, что почти наверняка отсутствовало серьезное соперничество. Судя по всему, там не было ни моли, чтобы все портить, ни воров, чтобы разрушать и красть. Нужно было справиться лишь с медленным разрушением под действием ржавчины и другими видами химических и механических разрушений.
Оставалась очевидная возможность послать какие-нибудь другие живые существа со своей планеты. Несмотря на то, что они находились на более низкой ступени эволюции, должно быть, у посылавших их все же была надежда, что они смогут выжить и размножиться, а если повезет, то, в конечном итоге, развиться в высшую форму жизни. Если слишком затруднительно послать в это ужасное путешествие существ, подобных человеку, почему не попытаться послать мышей?
К сожалению, выгоды от использования мышей довольно незначительны. Мышь занимает меньше места, чем человек, но у нее нет ничего похожего на такой же механизм управления окружающей средой. Ее сохранение, как гнездовой колонии в течение сотен лет в космическом корабле, представляет очень значительные трудности, даже если допустить замысловатые формы повторных циклов. Среда, в которой они, вероятно, окажутся по прибытии, почти несомненно окажется постоянно враждебной. В частности, можно предполагать, что они будут испытывать недостаток кислорода, что, в конечном итоге, является почти роковым препятствием. Очевидно, что нам необходим организм, который можно послать в достаточно больших количествах, который может довольно хорошо перенести долгое путешествие в космосе и у которого будет какой-то шанс на выживание как при самой высадке на поверхность планеты, так и в окружающих условиях, в которых он там окажется. Поставив таким образом проблему, мы видим, что микроорганизмы, похожие на наши бактерии, были ли бы хорошим выбором в качестве колонистов, посылаемых для зарождения жизни на далекой планете.
На что похожи бактерии? Основное деление биологического царства заключается не в различии между животными и растениями, как мы, может быть, склонны считать. Это также не деление на организмы лишь с одной клеткой и организмы со многими клетками, подобные нашему. Самое важное различие между организмами заключается в том, что есть организмы, клетки которых имеют ядро, как наши, они называются эукариоты, и есть более простые организмы, у которых отсутствует такое ядро, они известны под названием прокариоты. Термин «высшие организмы», часто используемый биологами, может ввести в серьезное заблуждение. Несомненно, мы являемся высшими организмами и поэтому, говоря в общих чертах, видом животных, которых вы видите в зоопарке. Но перед биологом дрожжевую клетку, например, такую, которая вызывает брожение пива или вина или используется для хлебной закваски, можно охарактеризовать как высший организм. По этой терминологии, под «низшими организмами» имеются в виду прокаритоты. Термин охватывает все бактерии, которые существуют в огромном множестве различных видов, и то, что обычно называют сине-зелеными водорослями. Остальные виды водорослей являются эукариотами, например, амебы, ресничные и многие другие одноклеточные существа.