В конце концов, люди, возможно, не такие уж и особенные во Вселенной.

14.02.2025, Лорен Леффер, popsci.com

Многое должно было произойти, чтобы мы (люди) оказались здесь (на Земле). Наш вид стал возможен, потому что заполненная водой планета вращается на определенном расстоянии от звезды определенного размера. Прежде чем мы смогли эволюционировать, должны были появиться живые клетки, животные и приматы. Рыба должна была выйти на сушу. Если учитывать множество необходимых предпосылок и предшественников на извилистом пути нашей эволюции, может показаться случайным, граничащим с чудом, то, что мы вообще существуем. 

На протяжении десятилетий эта идея подкреплялась моделью «трудных шагов» происхождения человечества, согласно которой наше появление было крайне маловероятным, учитывая сколько времени нам потребовалось на эволюцию по сравнению с общим временем существования Солнца и Земли. Согласно модели «трудных шагов», эта крайняя неправдоподобность справедлива для всей Вселенной: эволюция любой разумной жизни, подобной человеческой, была бы маловероятной на любой планете.

Но новая контртеория переворачивает эту идею. Разумная жизнь на Земле и за ее пределами может быть гораздо более распространенным явлением, чем мы думали ранее, согласно статье, опубликованной 14 февраля в журнале Science Advances. Качественное обзорное исследование предлагает подробную критику модели сложных шагов и представляет альтернативный способ понимания того, почему нашему виду потребовались миллиарды лет для эволюции. Если бы мы вымерли, какая-то другая форма разумной жизни могла бы легко возникнуть вместо нас, согласно недавно предложенной структуре. И человечество, скорее всего, будет не так одиноко во Вселенной, как мы думали. Хотя эта теория и не является прямым доказательством существования инопланетян, она открывает путь для проверки и изучения того, где, когда и могут ли инопланетяне вообще существовать.

«Наше существование, вероятно, не является эволюционной случайностью, — говорит Дженнифер Макалади, соавтор исследования и профессор микробиологии в Университете штата Пенсильвания. — Мы — ожидаемый или предсказуемый результат эволюции нашей планеты, как и любая другая разумная жизнь».

Модель эволюции с трудными шагами 

Чтобы понять новую теорию, важно сначала понять старую. Первая версия модели сложных шагов была предложена физиком Брэндоном Картером в 1983 году. В общих чертах он рассмотрел общую прогнозируемую продолжительность жизни Солнца и отметил, что люди появились на Земле во второй ее половине, когда осталось всего несколько миллиардов лет солнечного света и пригодности планеты для жизни. Он интерпретировал это так, что среднее время для развития человеческой жизни на любой планете намного больше, чем окно пригодности для жизни большинства планет. И что причина, по которой людям потребовалось так много времени, чтобы появиться, заключается в том, что определенное количество крайне маловероятных биологических «сложных шагов» должно было произойти последовательно, чтобы это стало возможным.

Первоначально он предложил не более одного или двух сложных шагов и предположил, что это возникновение ДНК и последний эволюционный скачок, который позволил достичь интеллекта человеческого уровня. Ученые-последователи построили модель на этой основе и предложили другие возможные сложные шаги. Новый обзор суммирует их и останавливается на пяти наиболее часто упоминаемых в прошлых исследованиях. Это возникновение жизни, фотосинтез, эукариоты, многоклеточные животные и люди.  

Если рассуждать по принципу «сложных шагов», то каждое из этих пяти событий произошло только один раз в истории Земли (согласно современным данным), потребовало множественных генетических изменений одновременно и имеет важное значение для нашего существования, что делает людей продуктом большой доли слепой удачи.

Скользкий путь к разумной жизни

Напротив, новая модель находит альтернативные объяснения того, почему каждое из этих событий кажется редким, открывая возможность того, что на самом деле они не являются изначально маловероятными. Она описывает разумную жизнь как результат планетарных циклов обратной связи между геологией и биологией Земли, где одно изменение делало следующее вероятным или даже неизбежным. Эволюция жизни происходит в тандеме с эволюцией нашей планеты, и поэтому их нельзя разделить, объясняет Макалади. 

Короче говоря: мы могли эволюционировать, как только биосфера Земли сделала это возможным. «Мы действительно говорим, что люди появились вовремя, по отношению к эволюции земной системы, — говорит Макалади. — И некоторые внеземные биосферы могли эволюционировать даже быстрее, чем Земля. Мы просто не знаем».

В обзорной статье предлагается несколько причин, по которым так называемые сложные шаги могли быть больше похожи на пандус (наклонный съезд). Во-первых, Макалади и ее соавторы признают, что ископаемые и генетические записи удручающе неполны и не отражают точно все, что когда-либо эволюционировало на Земле. Поэтому то, что Картер и другие считали произошедшим только один раз, на самом деле могло случаться многократно в истории нашей планеты.

Как микробиолог, Макалади отмечает, что она прекрасно осознает, насколько распространены повторы в эволюции. «Примеров этому гораздо больше, чем примеров сложных шагов, — говорит она. — Жизнь невероятно инновационна и динамична». Например, клеточное приобретение пластид — предшественников хлоропластов, которые обеспечивают фотосинтез — долгое время считалось единичным событием в биологии. Однако исследование 2005 года побудило переосмыслить это, указав, что очень похожий процесс произошел снова, совсем недавно в эволюционном времени. 

Как только эволюционное новшество закрепится, оно может превзойти другие подобные узлы на древе жизни. Подумайте о том, что Homo sapiens — единственный оставшийся человеческий вид, несмотря на наше растущее понимание того, что мы возникли в сложной и переполненной людьми среде. 

Любое конкретное биологическое изменение может также изменить окружающую среду таким образом, что это предотвратит повторение подобных изменений. Согласно новой структуре вероятность одного эволюционного события не является независимой от других. Самым ярким и наиболее изученным примером этого является фотосинтез, который требовал определенной химической обстановки для развития. И, развиваясь, он фундаментально изменил атмосферу Земли, устранив условия, которые изначально сделали это возможным, и поднявшись по пресловутой лестнице эволюции.

Идея о том, что жизнь на Земле сформировала саму Землю, является ключевой для новой теории. Разумной жизни потребовались миллиарды лет для развития, потому что окна, в которых каждый необходимый шаг был возможен, были намного меньше, чем предполагал Картер, и появились они только на более поздних периодах истории Земли, говорит Дэниел Миллс, ведущий автор обзора и геобиолог из Мюнхенского университета. Животные, отмечает он, были невозможны примерно в течение 2 миллиардов лет жизни Земли, и появились, когда в атмосфере появился первый кислород. Требования, необходимые для длительного проживания человека, были выполнены только около 400 миллионов лет назад, добавляет он, после того, как истек 91 процент истории Земли. «Картер предполагал, что люди могли эволюционировать в любое время, но это просто неверно. На протяжении большей части истории Земли планета не поддерживала условия для жизни людей». 

Наше появление не обязательно было счастливой случайностью. Напротив, оно могло быть само собой разумеющимся, вызванным стремительной сменой планетарных условий и биологических событий, в которых каждое новое событие делало следующее более вероятным. Исследование не доказывает такую возможность, но оно дает возможность начать ее проверку.

Доказательства внеземного существования

Макалади и Миллс отмечают, что необходимо провести множество конкретных научных исследований, прежде чем кто-либо сможет с уверенностью сказать, насколько мы редки во Вселенной. Экологические наблюдения и лабораторные эксперименты, которые проверяют требования микроорганизмов к pH и температуре, могли бы прояснить, как должна была выглядеть Земля, чтобы эти формы жизни впервые появились. Более глубокое изучение древних белков и генов могло бы пролить свет на утерянные родословные. Развитие геологии предлагает все более четкий портрет древней среды, а моделирование климата может помочь заполнить пробелы.
Один из способов проверить, какая теория более вероятна (сложные шаги или не очень сложные шаги), — это продолжать смотреть за пределы нашей собственной планеты. По мере совершенствования наших наблюдений за экзопланетами, изучение их атмосфер на предмет наличия кислорода может дать серьезный намек на то, что подобные эволюционные траектории происходили не один раз. Новая теория сама по себе может побудить к дополнительным инвестициям во все вышеперечисленное и подстегнуть поиск внеземной жизни. 

Даже если это не так, она предлагает новый способ думать о нашей планете и о нас самих. Часть технократов, таких как Илон Маск, придерживается теории трудных шагов, отмечает Миллс. Это большая часть их обоснования того, почему людям нужно колонизировать другие планеты, — потому что мы потенциально единственный шанс на сложную цивилизацию, который есть во вселенной. «Это оказывает на нас большое давление», — говорит Миллс.

Но если мы не настолько исключительны, ставки меняются. Если мы вымрем по собственной воле или из-за внешних обстоятельств, то следующим может появиться другое обладающее самосознанием, технологически развитое общество. «Я бы нашел это утешительным, — говорит Миллс. — Я действительно надеюсь, что мы выживем, но я был бы счастлив, если бы у Земли появился еще один шанс». 

Перевод: Александр Тарлаковский (блог tay-ceti)

Оригинал: New theory ups the odds that intelligent aliens exist

Научная статья: A reassessment of the “hard-steps” model for the evolution of intelligent life