Понедельник, Октябрь 21Питер и петербуржцы

Эволюция говорит нам, что мы можем быть единственной разумной жизнью во вселенной

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •   

Одиноки ли мы во Вселенной? Ответ на этот вопрос сводится к тому, является ли интеллект вероятным результатом естественного отбора или невероятной случайностью. По определению, вероятные события происходят очень часто, невероятные события происходят очень редко — или только один раз.

Наша эволюционная история показывает, что многие ключевые приспособления — не только интеллект, но и сложные высшие животные, сложные клетки, фотосинтез да и сама жизнь — были уникальными, одноразовыми событиями и поэтому крайне маловероятными. Возможно, вся наша эволюция была похожа на выигрыш в лотерею.

Вселенная удивительно огромна. Только наша галактика Млечный Путь насчитывает более 100 миллиардов звезд, а в видимой Вселенной имеется более триллиона галактик, и это только крошечная часть Вселенной, которую мы можем видеть.

Даже если обитаемые миры редки, то их должно быть огромное количество — планет столько же, сколько звезд, а скорее всего и больше, — что говорит о том, что там должно быть много жизни.

Так где же все? Это парадокс Ферми. Вселенная очень большая и старая, со временем и пространством для развития интеллекта, но нет никаких доказательств его присутствия.

Может ли интеллект возникнуть «просто так»? К сожалению, мы не можем изучить внеземную жизнь, чтобы ответить на этот вопрос. Но мы можем изучить около 4,5 миллиардов лет истории Земли, глядя на то, повторяется ли эволюция жизни или нет.

Конвергентная эволюция

Эволюция иногда повторяется, и разные виды живых организмов независимо сходятся в одинаковых результатах. Если эволюция часто повторяется, то наша эволюция может быть вероятной, а может быть даже неизбежной.

И яркие примеры конвергентной эволюции существуют. Конвергентная эволюция — это эволюционный процесс, при котором возникает сходство между организмами различных групп, обитающих в сходных условиях. Например, у вымершего австралийского сумчатого тилацина был кенгуру-подобный мешочек, но в остальном он выглядел как волк, несмотря на то, что эволюционировал из другой линии млекопитающих. Есть также сумчатые кроты, сумчатые муравьеды и сумчатые летяги.

Примечательно, что вся эволюционная история Австралии, где млекопитающие диверсифицируются после вымирания динозавров, параллельна другим континентам.

Другие поразительные случаи конвергенции включают дельфинов и вымерших ихтиозавров, которые развили подобные друг другу формы, чтобы эффективно скользить через воду; птиц, летучих мышей и птерозавров, которые конвергентно развили полет.

Мы также видим конвергенцию в отдельных органах. Глаза развивались не только у позвоночных, но и у членистоногих, осьминогов, червей и медуз. Позвоночные, членистоногие, осьминоги и черви независимо друг от друга развили челюсти.

Но здесь есть подвох. Вся эта конвергенция произошла в пределах одной линии (подцарство), Eumetazoa. Эуметазои, или многоклеточные — это сложные животные с симметрией, ртами, кишками, мышцами, нервной системой.

Разные эуметазои развивали похожие решения схожих проблем, но сложный план тела, который сделал все это возможным, уникален. Сложные животные эволюционировали однажды в истории жизни, предполагая, что они невероятны.

Удивительно, но многие критические события в нашей эволюционной истории уникальны и, вероятно, невероятны. Одним из них является костный скелет позвоночных, который позволяет крупным животным перемещаться по суше.

Сложные эукариотические клетки, из которых построены все животные и растения, содержащие ядра и митохондрии, эволюционировали только один раз. Пол развился только один раз. Фотосинтез, который увеличивал энергию, доступную для жизни и производил кислород, является одноразовым событием.

Есть места, где эволюция повторяется, и места, где нет. Если мы только ищем конвергенцию, это создает смещение подтверждения. Конвергенция нам кажется правилом, и наша эволюция при этом выглядит вероятной. Но когда вы ищете несогласованность, то она повсюду, и критические, сложные адаптации кажутся наименее повторяемыми, и поэтому маловероятными.

Более того, события эволюции зависели друг от друга. Люди не могли развиваться, пока морские животные не развили конечности, которые позволили им выползти на сушу. Конечности не могли развиваться, пока не появились сложные животные. Сложные животные нуждались в сложных клетках, а сложные клетки нуждались в кислороде, полученным путем сложного процесса фотосинтеза.

Ничего из этого не происходит без эволюции жизни, единичного события среди единичных событий. Все организмы происходят от одного предка; и насколько мы можем судить, жизнь случилась только один раз.

Любопытно, что все это занимает удивительно много времени. Фотосинтез развился через 1,5 миллиарда лет после образования Земли, сложные клетки — через 2,7 миллиарда лет, сложные животные — через 4 миллиарда лет, а человеческий интеллект — через 4,5 миллиарда лет после образования Земли.

То, что эти нововведения настолько полезны, но развивались так долго, подразумевает, что они невероятно невероятны.

Маловероятная серия событий

Такие одноразовые инновации, критические случайности, могут создать цепочку эволюционных узких мест или фильтров. Если так, то наша эволюция не была похожа на выигрыш в лотерею. Она была похоже на выигрыш в лотерею снова, и снова, и снова.

В других мирах эти критические приспособления могли развиться слишком поздно, чтобы разум мог появиться до того, как их звезда стала сверхновой, или не появились вообще.

Представьте себе, что интеллект зависит от цепочки из семи маловероятных инноваций — происхождения жизни, фотосинтеза, сложных клеток, пола, сложных животных, скелетов и самого интеллекта — каждый с 10-процентной вероятностью развития. Шансы на развитие интеллекта при этом составляют один на 10 миллионов.

Но сложные адаптации могут быть еще менее вероятными. Фотосинтез требует ряда адаптаций в белках, пигментах и ​​мембранах. Сложным многоклеточным животным потребовались многочисленные анатомические инновации (нервы, мышцы, зрение и т. д.).

Поэтому, возможно, каждое из этих семи ключевых нововведений развивается только в 1 проценте случаев. Если это так, интеллект будет развиваться только в одном из 100 триллионов обитаемых миров. Если обитаемые миры редки, то мы можем быть единственной разумной жизнью в галактике или даже в видимой Вселенной.

И все же мы здесь, на Земле. Это должно что-то значить, верно? Если эволюции суждено повезти один раз в 100 триллионов случаев, то каковы шансы, что мы окажемся именно на той планете, где это произошло?

На самом деле, вероятность того, что вы окажетесь в этом невероятном мире, составляет 100 процентов, потому что мы не могли бы вести этот разговор в мире, где фотосинтез, сложные клетки или животные не развивались. Это антропный принцип: история Земли, должно быть, позволила разумной жизни развиваться, иначе мы бы не стали ее обдумывать.

Появления интеллекта, кажется, зависит от цепочки очень невероятных событий. Но, учитывая огромное количество планет, он обязательно будет развиваться где-то еще. Пока невероятный результат — это мы, Homo Sapiens — Человек разумный.

Источник: Evolution tells us we might be the only intelligent life in the universe, Nick Longrich, Senior Lecturer, Paleontology and Evolutionary Biology, University of Bath.

Источник

Добавить комментарий