Источник: журнал «Astounding Science Fiction» №5/1939

ДИЗАЙН ДЛЯ ЖИЗНИ

Тщательно аргументированная и необычная статья, в которой г-н де Камп анализирует земные формы жизни и синтезирует вероятные формы внеземного разума. Формы жизни не возникают случайно – их строение подчинено рациональной механике!

Автор: Л. Спрэг де Камп

Иллюстрации Л. С. де Кампа и Вилли Лея

«СЖИМАЯ рукоятку своего лучевого пистолета, Ричард Фарнсворт бесстрашно шагал по поверхности этой странной планеты навстречу существам. Их было около двадцати. Они были ростом с человека, но напоминали огромных пурпурных пауков. Самый главный держал в своих многосуставчатых лапах нечто вроде ружья. Бесстрастный взгляд фасеточных глаз существа зачаровал Фарнсворта. Похоже, что он обладал гипнотическим действием…»
Несомненно, это кажется знакомым читателям научной фантастики. На написание этого фрагмента меня вдохновили просмотр подшивки журналов и сравнение мыслей авторов относительно того, какой могла бы быть форма разумных инопланетян. Авторы совершенно не заморачиваются в процессе разработки разнообразных форм для своих инопланетян.
Если мы рассмотрим только разумные внеземные формы жизни и только те, которые обитают на обычных планетах – исключив те, которые будто бы летают в других измерениях или обладают субмикроскопическими или сверхгалактическими размерами, – то обнаружим инопланетян в форме людей, даже таких, как вы и я. Я предполагаю, что и читатель, и я – это люди. Есть также почти люди, или люди с отличиями: высокие люди, низкорослые люди, толстые люди, худые люди, люди с большими ушами, люди в чешуе, люди с дополнительными руками и т. д. Есть инопланетяне в виде горилл, ящериц, черепах и сверчков. Есть инопланетяне, которые выглядят как мокрицы, морские черви, морские анемоны и женские шляпки весьма эксцентричных моделей. Есть даже один инопланетянин, похожий на тикерный аппарат. Есть инопланетяне, которые не представляют собой практически ничего, кроме мозга. Есть инопланетянин, который может выглядеть так, как ему самому заблагорассудится. Список можно продолжать бесконечно, и даже в этом случае он не учитывает ожившие кристаллы, различные металлические, газообразные и электрические сущности, а также бестелесных разумных существ.
Но если бы разумная жизнь действительно развилась на другой планете, очень маловероятно, что она была бы похожа на хризантему, морскую звезду или пожарный гидрант. Есть веские основания полагать, что она, вероятно, была бы чем-то наподобие человека – по крайней мере, с достаточного расстояния.
Возможно, кто-то из нас спрашивал себя: как эти воображаемые формы жизни соотносятся с тем, что мы знаем о природе и ограничениях, накладываемых на жизнь? Какие из них возможны, а какие невозможны? Если же «невозможно» – это слишком догматичное слово, то какие из них более вероятны, а какие – менее? Какие из них биолог признал бы правдоподобными, а какие заклеймил бы как надуманные?
Давайте сформулируем нашу проблему так: возьмем планету, которая существует уже пару миллиардов лет, подобно нашей собственной Земле, так что у неё было время для развития разумной жизни.* Примем как факт, что такая жизнь действительно развивается. Вопрос: «На что она может быть похожей, и на что – не может?» Чтобы использовать разумный принцип работы от известного нам к неизвестному, мы предположим, что планета похожа на Землю по размеру, массе, химическому составу, атмосфере, количеству поверхностных вод, температуре, скорости вращения и наклону оси. Возможно, позже мы сможем отвлечься и поговорить о планетах других типов.

Нам придётся продолжить, изучая жизнь на одной планете, о которой у нас есть информация из первых рук, чтобы увидеть, какие принципы (если таковые имеются) мы можем вывести в отношении того, как могла бы эволюционировать жизнь на других планетах. Наша экстраполяция этих принципов на другие планеты будет лишь предположением. Но это будет лучше, чем чисто случайные догадки, потому что мы отчасти заставим кости выпадать в нашу пользу, изначально отбросив множество заведомо плохих догадок.
Чтобы сделать проблему разрешимой в принципе, нам придётся исключить живые кристаллы, газообразных и электрических существ, а также бестелесные формы разума. Дело не в том, что мы знаем, что такие вещи невозможны: мы не знаем, существуют ли они, или нет. Но если мы предположим, что они существуют, то на Земле ничего подобного им нет, и, следовательно, у нас нет ни малейшего представления о том, на что они были бы похожи или как они могли бы эволюционировать. Мы обладаем некоторым представлением о том, как устроена земная жизнь. Но ни один земной учёный не исследовал бестелесный разум, поэтому мы понятия не имеем о том, каким типом обмена веществ или способом размножения он мог бы обладать. Попытка описать гипотетическое существо такого рода была бы чистейшей воды случайной догадкой и ни к чему бы нас не привела. Попытка представить правдоподобное животное, которое будет успешно добывать жизненные ресурсы в данной среде, – это что-то сродни инженерной задаче. Если несколько инженеров возьмутся за проектирование моста, один может создать подвесной мост, другой – арочный, а третий – консольный. Если у нас будет много инженеров, они могут разработать по несколько проектов для моста каждого типа. Но все подвесные мосты будут в достаточной степени похожими друг на друг, равно как и арочные, и прочие. Одна успешно функционирующая конструкция подвесного моста заданной длины и грузоподъёмности во многом похожа на другую.

МЫ ОБНАРУЖИВАЕМ, что аналогичным образом работает и эволюция. Для любой рассматриваемой проблемы существует несколько обширных классов решений. В данный момент я собираюсь использовать термин «филум» в смысле единой линии родства.* Таким образом, вы могли бы сказать, что вы сами и все ваши ближайшие родственники, включая дядей, двоюродных братьев/сестёр и племянников/племянниц, составляете семью, но что ваш дед, ваш отец, вы сами и один из ваших детей образуете филум.

Как только филум принял на вооружение один из этих методов, результат будет очень похожим на тот, который получит другой филум, используя тот же метод, какими бы далёкими ни были филумы в плане своего происхождения, и как бы сильно ни различались решения в мелких деталях. Разумеется, чем более специализированным становится филум, развиваясь в одном направлении, тем меньше у него шансов переключиться на развитие в совершенно ином направлении. Некоторое эволюционное изменение возможно только в том случае, если его можно осуществить короткими шагами, без слишком резких изменений в фундаментальной организации, или слишком резкой смены направления развития давно установившейся эволюционной тенденции.
Например, чтобы превратить саламандру в писателя-фантаста, требуется всего лишь достаточное количество незначительных изменений форм и пропорций в направлениях, уже устоявшихся внутри филума, с добавлением и убавлением немногих частей и органов. Но проделать то же самое с жуком было бы работой совсем иного рода. Насекомому пришлось бы спуститься со своей ветви древа жизни куда-то на уровень червей и фактически начать всё сначала. Это то, чего филумы просто не делают – по крайней мере, на Земле.
Эволюция от разных отправных точек в сторону общего результата называется конвергенцией. В животном мире есть множество тому примеров. Возьмём, к примеру, проблему быстрого перемещения крупного тела по воде. На прилагаемой иллюстрации показано, как это было реализовано в ряде различных филумов. Один из самых удачных методов – шевелить какого-то рода плавником на заднем конце тела, причём плавник должен быть достаточно гибким, чтобы возникала направленная вперёд составляющая силы сопротивления воды. Мы можем назвать животных, которые переняли этот метод, галанщиками.* Примерами могут служить дельфин – млекопитающее; ихтиозавр – рептилия, жившая в Век рептилий, который закончился около шестидесяти миллионов лет назад; тунец – рыба; и акула – рыба или не рыба, в зависимости от того, какой системой классификации вы пользуетесь.

Эти четверо галанщиков удивительно похожи друг на друга, хотя дельфин и ихтиозавр произошли от наземных животных, которые ни в малейшей степени не походили на рыб. Среди незначительных различий в решениях – тот факт, что дельфин машет хвостом вверх-вниз, тогда как все остальные машут им из стороны в сторону. Кроме того, у акулы позвоночник продолжается в верхнюю лопасть хвостового плавника, у ихтиозавра – в нижнюю, а у двоих оставшихся – ни в одну, ни в другую сторону. Когда были открыты первые скелеты ихтиозавров, их открыватели задались вопросом о том, почему их позвоночник ближе к концу резко изгибался книзу. Образец, на котором сохранились отпечатки кожи, демонстрирующие хвост и спинные плавники, дал ответ на эту загадку.

ДРУГОЕ решение проблемы плавания демонстрируют гребцы. На этот раз у нас есть современное млекопитающее, современная птица, современная рептилия – черепаха; и есть вымершая рептилия – плезиозавр, который был современником ихтиозавра. Одна из ветвей плезиозавров фактически превратилась в расу снабжённых клювом и панцирем лжечерепах совершенно независимо от настоящих черепах.* Любопытен тот факт, что рыбы попробовали этот способ плавания ещё до Века рептилий, но отказались от него – или, скорее, те филумы, которые попробовали его, просто сдулись – и больше никогда не пускали его в оборот.** Для достижения максимальной скорости гребля, возможно, немного эффективнее. Но тюлень может успешно ловить рыбу, и это тем более примечательно, если учесть, что он использует для движения только свои передние ласты, оставляя задние для управления.***
Среди вьюнов, которые плавают, извиваясь всем телом, мы не находим млекопитающих или птиц, хотя у ископаемого кита Zeuglodon был такой длинный хвост, что его можно было бы отнести к вьюнам.**** Но этот метод используют многие рептилии, амфибии и рыбы. Из двух изображённых рептилий мозазавр был разновидностью морских ящериц, достигающей у некоторых видов тридцати футов в длину.***** И он, и морской крокодил (Geosaurus), живший в Век рептилий, вероятно, были исключительно водными и не могли выползать на сушу, хотя оба произошли от наземных рептилий.

СУЩЕСТВУЮТ и другие способы плавания, такие, как порхающий метод, который заключается в волнообразных движениях выступающего плавника или кожной складки. Он встречается, например, у скатов, морского конька и электрического угря. Существует метод реактивного движения, используемый головоногими моллюсками (кальмарами и осьминогами) и личинкой стрекозы. Существует способ, который мы могли бы назвать методом плавучего якоря, который состоит в том, чтобы вытянуть похожий на мотыгу отросток и сделать им рывок по направлению к себе. Именно так омар совершает бросок назад, в безопасное место, при помощи хвоста, если подвергается серьёзной опасности. Я называю его методом плавучего якоря из-за его сходства с тем методом, который ранее использовался для передвижения парусных судов во время штиля. Лодка, набитая матросами, отплывала от своего корабля, унося с собой плавучий якорь, который представлял собой нечто вроде пляжного зонтика-переростка, соединённого с кораблем канатом. Когда канат оказывался полностью натянутым, плавучий якорь сбрасывали за борт. Затем другие матросы на корабле ходили вокруг шпиля по кругу под выкрики «рад-два-взяли!», наматывая канат и подтягивая плавучий якорь обратно к кораблю, равным образом подтягивая корабль вперёд в сторону плавучего якоря.
Но эти другие способы плавания можно сравнить с такими необычными формами мостов, как подъёмные пролёты и верёвочные мосты; они хороши только при особых обстоятельствах. Того же рода соображения определяют выбор материалов. Ни один компетентный инженер не стал бы указывать, что тросы его подвесного моста следует сделать, например, из фарфора, каким бы полезным ни был фарфор в чайных чашках.

ДАВАЙТЕ РАССМОТРИМ в настоящей статье фундаментальные вопросы биохимической составляющей, среды обитания и размеров нашего внеземного существа. О его физической форме и органах я надеюсь подробно рассказать в следующей статье.
Первый вопрос, касающийся жителей нашей воображаемой планеты, таков: из чего они состоят? Или, скорее, из чего они могли бы состоять? Вся без исключения земная жизнь построена из соединений углерода. Части земных форм жизни, которые чётче всего демонстрируют свойства жизни, состоят из соединений углерода с чрезвычайно высокой молекулярной массой и молекулами огромной сложности. Некоторые более простые соединения при определённых обстоятельствах проявляют некоторые характеристики жизни (подвижность, воспроизводство и так далее), но никогда – все их сразу, или даже достаточное их количество, чтобы заставить задать какой-то серьёзный вопрос о том, будут ли эти соединения живыми, или нет.
Следующий вопрос звучит так: что такое особенное есть в углероде, что позволяет ему образовывать эти соединения? С точки зрения химии углерод – это чрезвычайно многофункциональный элемент. В частности, его уникальность состоит в способности образовывать соединения, где атомы углерода связаны друг с другом в длинные цепочки, к которым могут быть присоединены самыми разнообразными способами сопутствующие атомы – водород, кислород, азот и другие. Следовательно, когда у вас есть одна из этих больших и сложных молекул, количество возможных действий, которые вы можете с ней проделать, огромно. Очевидно, высокая степень эластичности (способности к растяжению) некоторых органических соединений также связана с цепочками. Атомы углерода соединены зигзагом или спиралью; их можно оттянуть, и они вновь встанут на место, как кроватная пружина. Поскольку все молекулы, из которых состоит живая материя, относятся к этому сложному типу с цепочками, и поскольку ни одно из тысяч более простых соединений не проявляет никаких признаков жизни, справедливый вывод будет таким: нет цепочек – нет жизни.
Обладают ли какие-то другие элементы такой же способностью образовывать цепочки, как углерод? Нет. На следующем месте стоит кремний, который находится в периодической таблице прямо под углеродом. Например, он образует ряд гидридов, соответствующий ряду предельных углеводородов –C_nH_2n+2–, которые называются силанами. Но высшим представителем ряда, который вообще стабилен в земных условиях, является силикобутан, Si₄H₁₀, четвёртый представитель. Высшие силаны окисляются, едва на них попадает малейшее количество воды или свободного кислорода. Таким образом, даже если мы предположим, что кремний образует достаточно длинные цепочки (что сомнительно), планета, которая поддерживала бы существование кремниевой жизни, должна быть полностью лишена воды и свободного кислорода – как минимум, на поверхности. Такое положение дел, мягко говоря, трудно себе представить, поскольку кислород является одним из самых распространённых элементов во Вселенной.

БОР, левый сосед углерода по таблице, также образует некоторые соединения, аналогичные соединениям углерода. Но в целом как основа для жизни бор не более перспективен, чем кремний. Сосед углерода справа, азот, – это важный компонент живой материи и по-своему достаточно многофункциональный элемент. Но он не образует цепочек – точнее говоря, сам с собой; атомы азота иногда выступают в роли звеньев в углеродных цепочках. Он образует всего три гидрида, и его поведение в целом настолько отличается от поведения углерода, что мы можем отбросить его без лишних слов. Большая часть тех же замечаний применима и к фосфору. Элементы, размещённые в таблице под бором*, титан, цирконий, гафний и торий, определённо являются металлами и лишь отдалённо напоминают своим поведением углерод.

Итак, мы можем начать конструирование нашего гипотетического инопланетянина с утверждения о том, что он фактически должен состоять из углерода. Писатели могут, если захотят, продолжать воображать борных или кремниевых чудищ. Но им лучше представить условия температуры, давления и т.д., весьма отличные от земных, чтобы сделать цепочкообразующие свойства этих элементов хотя бы отчасти правдоподобными.
Если бы Дмитрий Менделеев (Dmitri Mendeyeev – также пишется -leev, -leyev, -leeff, -lejeff, -ljeff и ещё несколькими другими способами, и произносится mend-yell-vay-eff) не опубликовал около семидесяти лет назад свой знаменитый периодический закон, мы были бы вольны выдвигать гипотезы о существовании различных неизвестных элементов, обладающих свойствами образовывать цепочки, в качестве основы для наших воображаемых форм жизни. Никто не смог бы доказать, что мы ошибаемся. Но как итог работы Менделеева, мы знаем не только то, какие элементы существуют на самом деле, но и то, какие элементы могут существовать. Практически все пробелы в первоначальной периодической таблице были заполнены. Таким образом, единственными элементами, которые мы вольны себе представить, не вступая в противоречие с установленным фактом – это чрезвычайно тяжёлые металлы вроде урана (только ещё тяжелее) и изотопы уже известных элементов. Сверхтяжёлые металлы, вероятно, были бы радиоактивными: в любом случае, вероятно, не случайно, что основные составляющие протоплазмы – углерод, кислород, водород и азот – находятся в верхней части таблицы, то есть обладают небольшим атомным весом. Изотопы известных элементов по химическим свойствам были бы почти идентичными уже известным изотопам этих элементов.
Ситуация выглядит следующим образом: предположим, что за период до 1850 года не существовало никаких надёжных данных об истории Соединённых Штатов. Далее, если бы я писал исторический роман, действие которого происходит в 1810 году, я бы придумал для этого периода президента, которого зовут Теокрит К. Воггон, и наделил бы его полным набором воображаемых характеристик. Никто не смог бы доказать, что я лжец. Но, к сожалению, мы знаем, кто были все президенты, и в нашей истории нет неизвестного периода, в который романист мог бы вклинить своего воображаемого президента, не сказав чего-то, что на самом деле было не так. Можно сказать, что это обозначает одно из различий между научной фантастикой и фэнтези: в научной фантастике мы стараемся не противоречить известным фактам, как бы искусно мы ни размазывали наши предположения о неизвестном. В фэнтези мы выбрасываем за борт любые известные факты, которые оказываются неудобными.

Конвергентная эволюция
Галанщики	Гребцы	Вьюны
современность	современность	меловой период
Дельфин (Delphinus delphis)	Тюлень (Erignatus barbatus)	Мозазавр (Tylosaurus dyspelor)
юрский период	современность	современность
Ихтиозавр (Stenopterygius quadriscissus)	Пингвин (Aptenodytes patagona)	Ремень-рыба (Regalecus bancsil)
современность	современность	современность
Тунец (Thunnus thynnus)	Кожистая черепаха (Dermochelys coriacea)	Морская змея (Pelamis platurus)
современность	юрский период	современность
Акула (Prionace glauca)	Плезиозавр (Plesiosaurus guilelmus imp.)	Протей (Proteus anguinus)
Рис. 2. Двенадцать различных форм жизни, относящихся к трём совершенно разным филумам – млекопитающие, птицы и рептилии, – столкнувшись с одной и той же проблемой перемещения массивного тела в воде, решают её одними и теми же тремя способами. Дельфина, ихтиозавра и тунца разделяют бесчисленные миллионы лет эволюции, огромная разница в истории групп и коренные различия в обмене веществ, но все они решили одну и ту же проблему одним и тем же способом.

КАКОГО РОДА обмен веществ был бы у наших инопланетян? Опять же, это вопрос конструкции. Это зависит от того, что вы хотите, чтобы делал этот организм – точно так же, как выбор движителя для лодки зависит от того, собираетесь ли вы ловить тунца, заниматься пассажирскими перевозками в Северной Атлантике, или участвовать в регате на Кубок Америки.
На Земле все животные достаточно большого размера, чтобы их можно было увидеть невооружённым глазом, используют реакции окисления и восстановления. Органические соединения служат как сырьём для восстановления, так и топливом для окисления. Восстановление некоторых из этих соединений необходимо для их использования в процессе создания новой живой материи, то есть для роста. Чтобы обеспечить энергией этот процесс и другие задачи животного вроде передвижения и (у некоторых форм) поддержания температуры тела выше температуры окружающей среды, большая часть пищи животного окисляется – в каком-то смысле «сжигается» – до углекислого газа и воды. Аналогичным образом поступают многие одноклеточные существа. Но некоторые из них, автотрофные бактерии, вносят изменения в общую картину, окисляя не органические соединения, а такие вещества, как железо до оксида железа, серу до серной кислоты и аммиак до азотной кислоты. То, что некоторые бактерии могут проделывать с азотом и его соединениями – это уже совершенно особая история.
У растений видимого размера обмен веществ совершенно иной. Им требуется несколько видов сырья: углерод, кислород, водород и азот, характерные для всей живой материи, и в меньших количествах – многие другие элементы вроде серы и фосфора. Углерод и кислород они забирают из атмосферы в виде углекислого газа; до того, как они смогут его использовать, он должен быть восстановлен, на что требуется энергия. Остальные элементы они получают из земли. Чтобы поднять эти вещества – неорганические соли и т. п. – вверх по стеблям, требуется дополнительная энергия. Они получают энергию непосредственно из солнечного света в ходе процесса, называемого фотосинтезом. Кстати, этот полезный термин является иллюстрацией того факта, что присвоение процессу имени не объясняет его. Ибо, хотя мы знаем, что подразумевается под фотосинтезом, мы пока точно не знаем, как он работает, хотя по нему было проведено немало исследований.*

Но это ещё не всё. Существует ряд бактерий, обмен веществ которых представляет собой своего рода «окисление» без использования кислорода, называемое брожением. Сырьём и топливом для них являются органические соединения – такие, как сахара. Но конечными продуктами брожения являются не углекислый газ и вода, а углекислый газ и одно из целого ряда органических соединений типа спиртов или органических кислот – молочной, масляной, уксусной и т. д. Эти бактерии называются анаэробными; название указывает на тот факт, что они обходятся без кислорода. Некоторые бактерии в зависимости от наличия кислорода могут переключаться с анаэробного режима на окислительно-восстановительный и наоборот.

КАКОЙ ТИП обмен веществ был бы у наших инопланетян? Вспомните, мы ищем разумную форму жизни. Разумное существо почти наверняка было бы активным. Животные и растения обычно не приобретают какие-то структуры или формы без всякой на то причины, за исключением тех случаев, когда это является вторичным результатом мутации, которая была благоприятной в каком-то ином отношении. Кажется совершенно невероятным, чтобы у какой-либо формы жизни возникла такая сложная структура, как мыслящий мозг, если бы этот мозг не приносил ей какую-то практическую пользу в её стремлении есть и избегать опасности быть съеденной. Главное обоснование наличия мозга заключается не в том, что он позволяет своему обладателю играть в бридж или читать журналы, а в том, что он позволяет принимать правильные решения, сталкиваясь с проблемами, от решения которых зависит выживание его обладателя.
Это означает, что такая форма должна жить жизнью, ставящей перед ней проблемы, и в остальном должна быть устроена таким образом, чтобы её способность решать их приносила ей определённую пользу. У устрицы мало проблем. Вода доставляет ей пищу. Её раковина – это подходящее укрытие и защита от большинства врагов. Конечно, если её найдёт голодная морская звезда, она погибнет. Но даже если бы у неё был достаточно хороший мозг, чтобы написать целую книгу о морских звёздах, какой бы от этого был толк? Прикреплённая к своей скале, она не может ни убежать, ни спрятаться, ни сражаться. Это избавляет нас от разумных растений и других неподвижных форм, в том числе от бессмертного Оскара Ст. Вейнбаума.
Разовьётся ли у данного филума подвижность, очевидно, зависит главным образом от сложности добывания пищи. Если пища приносится ветром и водой, за ней нет нужды гоняться. Поскольку в воде много микроорганизмов, а в воздухе – углекислого газа, двустворчатый моллюск или дерево катальпа сидят на одном месте и позволяют течениям делать свою работу. Они могут быть съедены какой-нибудь более активной формой. Но, видимо, оказывается более практичным нейтрализовать эту опасность путём разработки пассивной защиты в виде твёрдых покровов, шипов или яда, чем приобретать в ходе эволюции сложный аппарат, необходимый для того, чтобы позволить жертве убежать.
Это исключает фотосинтез, одним из существенных признаков которого является использование самой общедоступной части атмосферы. В чём-то схожее возражение относится и к активным организмам автотрофного типа. Вам не нужно выслеживать серу или гоняться за ней. Конечно, в равной степени вам не нужно гоняться за растительной пищей. Но наши активные современные вегетарианцы наподобие коз и кузнечиков в большинстве своём явно произошли от плотоядных форм. Если вы углубитесь достаточно далеко в прошлое, то обнаружите, что их предки были водными животными, а почти все водные животные крупнее микроскопических размеров – плотоядные. Причина кроется в размерах: почти все водные растения, за исключением таких, как бурые водоросли и болотные растения, микроскопические, и животные, которые ими питаются, тоже должны быть микроскопическими, чтобы получать жизненные ресурсы. Едва заметные животные типа водяных блох достаточно малы, чтобы питаться самыми крупными микроскопическими животными, но слишком велики для микроскопических растений, и так далее по мере увеличения размеров.
Здесь нам приходится делать выбор между окислением и сбраживанием органических соединений. Если мы взглянем на количество энергии, получаемой в результате окисления и брожения некоторого количества пищи, то сразу увидим, каким огромным преимуществом обладает первый процесс. Если вы сбраживаете одну грамм-молекулу виноградного сахара, C₆H₁₂O₆ до молочной кислоты, то получаете 18 калорий энергии. Если сбраживаете её до этилового спирта, то получаете 28 калорий. Но если вы окислите её до углекислого газа и воды, то получите 674 калории!
Итак, вы можете себе представить, что если бы ваш обмен веществ за ночь изменился на спиртовое брожение, то, если бы вы захотели вести такой же образ жизни, как раньше, вам пришлось бы есть в 25 раз больше, чем вы едите сейчас. Если бы его заменили на молочнокислое брожение, вам пришлось бы увеличить потребление пищи в 37 раз! Хотя я известен как любитель хорошо поесть, меня должна бы привести в ужас перспектива съесть на ужин 37 стейков и 37 порций картошки фри, 37 – бр-р-р! Даже если мои механизмы поглощения и переваривания пищи были бы приспособлены для выполнения этой задачи, то после того, как я съем 37-й кусок пирога и выпью 37-ю чашку кофе, у меня почти наверняка не осталось бы времени, чтобы писать статьи.
Практическая трудность развития крупного и активного животного с обменом веществ на основе брожения очевидна. Если бы на планете не было свободного кислорода, жизнь волей-неволей была бы ограничена анаэробными формами. Но кажется маловероятным, что такие формы смогли бы эволюционировать значительно дальше таких существ, как плоские черви нашего собственного мира: водные, простые, вялые и непритязательные.
При возникновении процесса фотосинтеза в атмосфере появился бы свободный кислород. Прошло бы много миллионов лет, прежде чем окислительный метаболизм превратился бы в практичное предложение. Но едва начнётся жизнь на основе окислительного метаболизма, у неё не возникнет особых трудностей с победой над приверженцами брожения, даже несмотря на то, что у последних есть преимущество в виде раннего старта. В качестве сравнения можно сказать, что более эффективный обмен веществ бензинового автомобиля позволил ему вытеснить электрический. Во-первых, ему не нужно таскать с собой всё своё топливо. О, нет, это не так: половину его он берёт из воздуха. Электромобили, подобно анаэробным формам жизни, выживают в немногих необычных случаях, как, например, автолавки для торговли хлебом, где их особые качества дают им преимущество.

БУДЕТ ли наш инопланетянин одноклеточным, как амёба, или многоклеточным, как мидия или человек? Итак, что выбрал бы компетентный конструктор? Разум – это такая форма поведения, для которой требуется высокоорганизованная нервная система, что означает наличие сложного электрохимического аппарата, состоящего из отдельных нервных клеток. И если у него есть отдельные нервные клетки, то очевидно, что он не одноклеточный. Более того, наше разумное существо должно быть довольно крупной и активной формой. Чтобы перемещать большое тело так же, как мы перемещает своё, требуются мышцы, опять же состоящие из большого количества специализированных клеток. У простейших просто нет структур, которые позволяли бы им думать, читать газеты или строить дома. Самые активные из них передвигаются благодаря монотонным взмахам своих протоплазматических волосков. Если их увеличить до размеров человека, им бы не стало лучше.
Здесь мы могли бы отделаться от гигантских амёб, при помощи которых так много писателей угрожало жизням своих персонажей. На самом же деле амёба – это маленькое медлительное существо, чье поведение настолько просто, насколько это было бы возможно у подвижного животного. Когда она испытывает желание переместиться из точки А в точку В, в её протоплазме происходят такие химические изменения, что её поверхностное натяжение снижается в сторону точки В. Снижение натяжения на «передней» стороне приводит к тому, что поверхность на этой стороне выпячивается в виде ложноножек. Протоплазма тела амёбы перетекает вперёд, в эти выпуклости. Когда она встречается с частицей пищи, то обтекает её. Она скорее течёт или переливается, чем ползёт. Наблюдение за амёбой под микроскопом требует большого терпения. Однако однажды я имел удовольствие наблюдать, как амёба безуспешно пыталась проглотить диатомовую водоросль, которая была слишком велика для неё. Она не могла полностью слиться на другой её стороне!
Что же случится, если вы увеличите амёбу до размеров автомобиля? Если бы она была под водой, то вряд ли смогла бы поймать какую-либо добычу, которая вообще способна двигаться, из-за своего медленного химического дрейфа, и не смогла бы убежать от орды крабов и ильных рыб, которые вскоре набросились бы на неё, наслаждаясь лучшей едой за многие поколения. Если бы это случилось на суше, то конец был бы ещё более однозначным: лишённая какого-либо скелета, мышц или соединительной ткани, которые поддерживали бы её форму в условиях действия силы тяжести, она была бы расплющена собственным весом в тонкий слой слизи.
Вообще, на самом деле у нас на Земле есть нечто похожее на гигантских наземных простейших из научной фантастики – это слизевики. Крупный слизевик состоит из массы липкой протоплазмы размером с обычный блин, в которую погружены тысячи ядер. Они обитают во влажных местах наподобие гниющих брёвен, внутри которых они перетекают с места на место, переваривая гнилую древесину, грибы или бактерий, в зависимости от вида. Но чтобы сделать из этих непонятных и бесформенных существ угрожающих монстров, пришлось бы приложить немало усилий. Они действительно движутся, но с такой же скоростью, как стрелки, указывающие день месяца на хитроумных часах, показывающих высоту прилива в Рангуне.

ИТАК, давайте согласимся, что наш инопланетянин должен быть многоклеточным. Будет ли он сухопутным или водным животным? Мы не можем ответить на этот вопрос так же однозначно, как на предыдущий. Но небольшое обдумывание показывает, что в качестве места его обитания суша определённо более вероятна. Похоже, что разум на нашей собственной Земле явно связан с обширной и изменчивой средой обитания, которая ставит животное в новые ситуации и, следовательно, позволяет использовать его разум на практике. Более того, среда обитания должна быть такой, чтобы животное могло с пользой развивать свои чувства до большой остроты – в особенности зрение. В обоих этих отношениях вода явно уступает суше. Вода – это сумрачный мир. Даже в благоприятных условиях, как, например, на некоторых тропических побережьях, максимальная дистанция чёткого обзора измеряется десятками футов. Если в воде много грязи или микроскопических организмов, обзор ухудшается ещё больше. Соответственно, хотя у рыб и головоногих моллюсков мы находим хорошо развитые глаза камерного типа, их зрение значительно уступает зрению наземных позвоночных. А на больших глубинах вообще не на что смотреть, кроме светящихся пятен, которыми украшены многие глубоководные животные.
Если мы остаёмся вблизи поверхности, где возможен хоть какой-то обзор, то мы сталкиваемся с другими трудностями. Открытое море – это настолько монотонная среда, насколько это можно себе представить. От его обитателей требуется настолько небольшая приспособляемость, что у многих пелагических рыб даже нет рефлексов, позволяющих им избегать препятствий или давать задний ход. Это одна из причин, по которой вы нечасто увидите скумбрию в аквариумах: она бьётся об стенки своего аквариума насмерть. Их можно содержать только в большом количестве и в большом кольцевом резервуаре – в таких условиях они нарезают в нём бесконечные круги. Если круг разомкнут, они вновь начинают усердно биться головой об преграду, пока их живое колесо не восстановится.*

В полосе вдоль берега разнообразие больше, но географически эта среда невелика. Например, распространение прибрежной рыбы или ракообразного может быть ограничено участками дна на глубине от десяти до пятидесяти футов. Почти у всей морской флоры и фауны диапазон вертикального распространения резко ограничен из-за скорости изменения давления и освещённости при подъёме или спуске. Это означает, что общий ареал данного животного представляет собой длинную узкую полосу вдоль берегов материка.
По этим причинам жизнь на суше способствует не только лучшему развитию нервной системы; даже сам факт необходимости поддерживать вес своего тела и передвигаться в условиях действия силы тяжести вместо поддержки его водой требует более сложной структуры и лучшей нервно-мышечной координации, чем необходимо водным животным.
Таким образом, хотя разумная водная жизнь не исключена, шансы на её развитие явно будут меньше, чем у разумной наземной жизни. Всё, на основании чего мы можем судить об этом, – это то, что мы видим здесь, на Земле. Все самые умные животные на земле возникли на суше, если не считать морских львов, которые произошли от похожих на куньих плотоядных животных, которые вернулись в воду после одной или двух сотен миллионов лет пребывания на суше. У водных животных было гораздо больше времени для достижения этого. Если бы на нашей воображаемой планете вообще не было суши, и если разумная водная жизнь фактически невозможна (чего мы точно не знаем), на нашей планете никогда не возникли бы разумные формы, сколько бы времени она ни ждала. Но мы предположили, что на ней есть материки, сравнимые с нашими.

НАСКОЛЬКО КРУПНЫМ был бы наш инопланетянин? Простой физический размер во многом определяет, какие виды животных оказываются приемлемыми. Вы видели, что случилось с нашей амёбой, когда мы увеличили её, хотя в пределах своих габаритов она существует достаточно успешно. Если бы мы уменьшили человека до размеров амёбы, он столкнулся бы со столь же смертельными трудностями вроде более быстрой потери тепла его телом. Полноценное функционирование живой клетки любого вида зависит от множества условий. Мышечная клетка сокращается, когда химическое изменение увеличивает её поверхностное натяжение, отчего она пытается изменить свою форму со стручка фасоли на мячик для гольфа.* Если бы вы увеличили её слишком сильно, поверхностное натяжение не смогло бы справиться с увеличившейся массой. Если бы вы уменьшили её достаточно значительно, её поверхностное натяжение было бы настолько сильным по отношению к её размеру, что она находилась бы в сокращённом состоянии в постоянной судороге. Здесь свою роль играют и другие факторы, такие, как способность пропускать химические вещества сквозь клеточные стенки и электрическое сопротивление. Предполагается, что нервные клетки подвержены тем же размерным ограничениям, что и клетки других видов.

И действительно, когда мы рассматриваем ткани животных под микроскопом, то обнаруживаем, что при тех огромных различиях в размерах животных, принадлежащих к одной группе, размер клеток соответствующих органов у этих животных варьирует довольно незначительно. Возьмём крайний случай изменчивости: масса клеток, выстилающих переднюю кишку крупной цейлонской многоножки Spirostreptus stenorhynchus, примерно в 14 раз превышает массу соответствующих клеток обитающей в Британии многоножки Cylindroyulus londinensis, хотя масса тела цейлонской многоножки более чем в 60 раз превышает массу тела её маленькой британской родственницы. Естественно, что в слизистой оболочке передней кишки у Spirostreptus должно быть больше клеток, чтобы компенсировать разницу. И об этой изменчивости в размерах клеток недавно сообщалось в британском периодическом издании Nature как о самой большой, о которой кто-либо когда-либо слышал для таких близкородственных животных! Для большинства типов клеток разница в два-три раза больше меньшего из размеров – это примерно столько, сколько вы ищете.

ПОСКОЛЬКУ существуют верхний и нижний пределы размеров отдельных клеток, при которых они полноценно работают, их максимальное количество зависит от размера животного, в состав которого они входят.
«Умственные способности» – это досадно расплывчатый термин. Мы можем несколько конкретизировать его, определив как одну из двух достаточно разных вещей: первая – это способность учиться на собственном опыте, или, выражаясь более причудливым языком, формировать условные рефлексы в ответ на новые стимулы; вторая – это способность решать проблему в уме, не бродя при этом вокруг да около, пока случайно не наткнёшься на её решение. Многие хордовые и некоторые беспозвоночные способны к обучению – это умственные способности первого типа. Например, рыба может узнать, где находится отверстие в стеклянной перегородке поперёк аквариума, отделяющей её от корма, и после этого каждый раз будет проплывать через отверстие, не ударяясь в стекло носом. Единственные животные, у которых развито мышление – умственные способности второго типа – это человек и шимпанзе. Горилла и орангутан также могут обладать этой способностью, но, поскольку они склонны проявлять замкнутость и в неволе не предрасположены к сотрудничеству, в отношении них этот вопрос ещё не решён.
Не следует путать с умственными способностями обычную сложность поведения, подобную той, что наблюдается у общественных насекомых. Сложное поведение насекомых не является результатом предыдущего опыта – оно врождённое, то есть инстинктивное. Они реагируют на раздражители так же определённо и неразумно, как будильник. Наивные люди иногда настаивают на том, что муравьи и пчёлы должны быть разумными, чтобы делать то, что они делают. Но у дикаря была бы такая же веская причина настаивать на том, что автоматическая телефонная станция – живая.
Вероятно, способности муравья заключены в связях между нервными клетками мозга – нейронами. Мы можем быть совершенно уверены в том, что разумное поведение требует гораздо большего числа нейронов, чем самые сложные формы инстинктивного поведения на Земле. У человека есть около девяти миллиардов нейронов в коре, или наружном слое головного мозга, который у него увеличивался до тех пор, пока практически не покрыл весь остальной мозг. Мозг муравья – это что-то порядка одной миллионной от массы человеческого мозга, и в нём содержится, вероятно, порядка одной миллионной от этого количества нейронов. Всего лишь десяти миллионов нейронов вполне достаточно, чтобы наделить муравья почти таким же разнообразием автоматических откликов, как телефонную станцию. Но этого совершенно недостаточно для того, чтобы оперировать гораздо более сложным процессом мышления.
Таким образом, разумно предположить, что наш инопланетянин не мог бы мыслить, если бы у него не было количества нейронов, сравнимого с таковым у человека. Мы не можем чётко обозначить нижний предел размера нашего инопланетянина. Но два самых умных среди не мыслящих животных – это лиса и росомаха, животные, чем-то схожие по размеру.
При размерах меньше, чем у них, способность к обучению быстро снижается. Возможно, что мыслящее животное должно быть крупнее любого из них. Оно, вероятно, не могло быть меньше – например, размером с домашнюю кошку. По моим собственным догадкам, максимальный размер мыслящего животного примерно равен размеру ирландского терьера, который весит сорок или пятьдесят фунтов, когда полностью вырос.*

НАСКОЛЬКО НАМ ИЗВЕСТНО, максимальный размер ограничен механическими критериями, а не критерием количества нейронов. Пока животное достаточно велико, чтобы носить мозг объёмом 1000 кубических сантиметров или более, не имеет значения, насколько оно велико. Ещё одним среди самых умных животных, не способных к мышлению, является слон. Размер ограничивается знакомым законом квадрата и куба. Если размер некоторого предмета меняется, а его форма и плотность – нет, то площади меняются как квадрат размера, а массы изменяются как их куб. Тяговая сила мышцы пропорциональна площади её поперечного сечения. Следовательно, если вы утроите длину животного, вы увеличите его вес в 27 раз, но его силу – лишь в 9 раз. Если вы не измените его очертаний, чтобы наделить его пропорционально более крупными мышцами конечностей, то вскоре вы достигнете такого состояния, когда животное не сможет самостоятельно передвигаться, или даже стоять на ногах. Сила сжатия костей конечностей изменяется примерно таким же образом, но здесь более сложная формула, требующая учета формы поперечного сечения кости.*

Волк, будучи неспециалистом в отношении оружия нападения, был вынужден развивать мозг, чтобы компенсировать недостаток в своей механике.
Крупная кошка, у которой оружие торчит во всех доступных местах, – это настолько бесспорная машина для убийства, что ей требуются меньшие умственные способности.

Самые крупные наземные животные, которых мы знаем, – это динозавры-зауроподы юрского периода вроде бронтозавра: растительноядные со слоноподобными телами, длинными шеями и хвостами и маленькими головами. Брахиозавр, самый крупный из обнаруженных на данный момент, возможно, весил где-то около сорока тонн. Если это не практический предел размеров наземных животных, как минимум, на Земле, то он, вероятно, близок к этому.* Учёные долго задавались вопросом о том, могли ли эти существа вообще ходить по суше, или же они обитали лишь в озёрах и реках, где росли мягкие водные растения, которыми они питались, и где их вес поддерживался водой. Чисто водные животные вроде китов без труда управляются со своим весом, доходящим до девяноста тонн. Доктор Р. Т. Бёрд из Американского музея естественной истории недавно нашёл ответ на этот вопрос. В Техасе он нашел следы зауропода, который спустился по одному берегу реки, перешёл её вброд и вышел на сушу на другом её берегу. Но при каждом шаге ноги рептилии погружались в землю на два фута. Можно себе представить, какие чудные чавкающие звуки издавали эти ноги, когда их вытаскивали из грязи!

Существует, правда, несколько возражений против очень крупного мыслящего инопланетянина, ни одно из которых не является фатальным само по себе, но в совокупности очень весомых. Очень крупным наземным животным обычно приходится использовать как опору для огромного веса все свои конечности. В связи с этим конечности преобразуются в массивные колонны с очень короткими ступнями. Поясню: у лошади очень длинные ступни. «Колени» её передних ног – это на самом деле её запястья, а скакательные суставы – лодыжки. Этот тип строения эволюционировал независимо у нескольких весьма далёких друг от друга филумов, таких как зауроподы, слоны и титанотерии – вымершие родственники лошади и носорога. Это вновь конвергентная эволюция. Для манипулирования предметами конечность такого типа не годится.
Но затем мы вспоминаем двуногих динозавров, среди которых были те, кто, подобно тираннозавру, носил на своих задних лапах многотонный вес, оставляя передние свободными для использования в качестве рук. Тираннозавр не сумел воспользоваться преимуществами этой особенности: его передние лапы редуцировались до бесполезных придатков, слишком коротких даже для того, чтобы держать пищу, как делали некоторые из его предков.
Другое возражение заключается в том, что зверю размером с тираннозавра было бы трудно манипулировать мелкими предметами. Но мы не знаем, насколько сильным было бы влияние этого недостатка. Могут быть компенсирующие его преимущества.
Есть также тот факт, что большие размеры требуют высокого совершенства ходильного аппарата. И похоже, что существует очень грубая обратная корреляция между совершенством механики и разумом. Филумы, достигающие крайней степени совершенства механики, обычно не занимаются параллельно этому усовершенствованием мозга. Собаки – менее специализированные машины для убийства по сравнению со своими кузенами кошками, и при аналогичных размерах они превосходят кошек по развитию мозга. Кошки, в свою очередь, умнее (по крайней мере, насколько мы можем судить по черепам), чем их ещё более специализированные родственники, ныне покойные саблезубые кошки. Если не считать нашего мозга, прямой осанки и утраты шерсти, хвоста и силы челюстей, мы являемся довольно примитивными млекопитающими.
Если нам нужно сделать хоть какое-то предположение о вероятном максимальном размере, то я бы назвал 1600-фунтового аляскинского гризли, или же бурого медведя, что одно и то же. Но если кто-то захочет увеличить вес до тонны или полутора, я не буду возражать.
Итак, строение нашего инопланетянина сводится к следующим особенностям: активное многоклеточное наземное животное весом от сорока фунтов до тонны, состоящее из углеродных соединений и приводимое в действие обменом веществ окислительно-восстановительного типа. Это оставляет нерешёнными многие вопросы, касающиеся физических особенностей. Но это уже другая история.

ОКОНЧАНИЕ СЛЕДУЕТ.

Источник: журнал «Astounding Science Fiction» №6/1939

ДИЗАЙН ДЛЯ ЖИЗНИ

Окончание статьи на очень интересную тему – почему люди-осьминоги с Марса не будут выглядеть таковыми!

Автор: Л. Спрэг де Камп

Иллюстрации Л. С. де Кампа и Вилли Лея.

Если бы разумная жизнь действительно развилась на другой планете, очень маловероятно, что она была бы похожа на хризантему, морскую звезду или пожарный гидрант. Есть веские основания полагать, что она, вероятно, была бы чем-то похожа на человека.

Я СДЕЛАЛ это заявление в предыдущей статье. В статье я обосновал первую часть – о морских звёздах и всём остальном – показав, почему разумная форма жизни в условиях, сходных с земными, должна с большей или меньшей вероятностью представлять собой активное многоклеточное наземное животное с химическим составом и обменом веществ, очень похожими на таковые у наземных животных Земли, и быть весом, вероятно, больше тридцати или сорока фунтов.
Тем не менее, это оставляет большую свободу действий для конструирования нашего воображаемого инопланетянина. Два животных, питон и вилорог, соответствуют приведённому выше описанию, но вы бы не сказали, что кто-то из них особенно похож на человека. Итак, на этот раз давайте сосредоточимся на вероятном конкретном облике и строении нашего инопланетянина.
В своей предыдущей статье я упоминал о сходстве эволюционного процесса с процессом инженерного проектирования. Филум (линия предков и их потомков) животных, попадающий в определённую среду обитания, сталкивается с проблемой приобретения формы, которая позволит ему выжить в ходе конкуренции с другими филумами, столкнувшись с климатическими трудностями и непрекращающимися атаками бактерий и других паразитов. Разумеется, это неосознанное соперничество: каждое отдельное животное осознаёт лишь конфликт между своими инстинктивными побуждениями добывать пищу, избегать промашек и воспроизводить себе подобных, и трудностями на пути реализации этих целей – настолько глубоко, насколько развито у него хоть какое-то сознание. Оно не имеет ни малейшего представления о том, что от его успеха в этом деле может зависеть судьба его вида. Единственным исключением является человек, который благодаря развитию речи и письменности стал осознавать вещи, которые не находятся у него под носом, и события, которые произошли задолго до вчерашнего дня.
В условиях возникшей проблемы у филума обычно есть выбор из ограниченного числа практических решений. Например, среди травоядных млекопитающих, подвергающихся нападениям хищников, кто-то полагается в целях самозащиты главным образом на скорость (антилопы), кто-то – на острый слух (олени), кто-то – на высокую рождаемость (кролики), кто-то – на вооружение (буйволы), а кто-то – на свой ум (приматы).
Если два филума независимо друг от друга возьмут на вооружение одно и то же решение, результаты, вероятно, будут весьма схожими, вне зависимости от того, насколько далёкими родственниками будут эти животные. Но сходство применимо только к тем особенностям, которые напрямую задействованы в решении проблемы. Например, дельфин и пелагическая акула похожи друг на друга формой своих конечностей и общей обтекаемой формой. Но одно из этих животных – всё равно теплокровное млекопитающее, дышащее воздухом, а другое – холоднокровная недорыба с жабрами. Скорее всего, никакая эволюция не заставит дельфина перейти с лёгких на жабры; он прошёл слишком долгий путь по своей собственной ветви древа жизни, чтобы возвращаться к рыбьей дыхательной системе.
Тем не менее, по внешнему виду акула и дельфин удивительно похожи; оба филума воспользовались одинаковым решением проблемы быстрого перемещения тяжёлого тела по воде. (На самом деле дельфин – это едва ли не самое быстрое существо в море, для него указывали скорость в семьдесят миль в час.)

ДРУГОЙ случай конвергентной эволюции, как её называют, встречается среди плотоядных млекопитающих. Существуют два возможных способа умерщвления добычи – это нанесение укусов, при котором задействованы обе челюсти, и закалывание, когда в жертву вонзается один или два больших зуба, но при этом рот остаётся широко открытым. Многие хищники кусают. Но в Северной Америке ближе к началу эры млекопитающих мы встречаем одну ветвь семейства кошачьих – в те времена все они были мелкими животными – которые предпочитали наносить колющие удары. Они постепенно отрастили свои верхние клыки до такой степени, что те стали почти бесполезными для типичного укуса, а нижняя челюсть стала настолько подвижной, что рот можно было открыть достаточно широко, чтобы не мешать концам этих клыков. Мышцы шеи, которые опускали голову вниз, были усилены, позволяя этим почти кошкам, называемым махайродонтами или саблезубыми, наносить мощный колющий удар головой.
Этот способ использования клыков был проверен самым интересным образом. В середине олигоценовой эпохи в Северной Америке жили две кошки – одна саблезубая, Eusmilus, а другая обычная, Nimravus; у них обеих были примерно такие же размеры и пропорции, как у современной пумы.* Типовой череп нимравуса – это окаменелость: на лбу есть ужасная рана, которая, по всей видимости, была нанесена одним из сабельных клыков Eusmilus. Рана подходящего размера и форма, и для неё не было предложено никакого иного правдоподобного объяснения. Удар пришелся в лобную пазуху, но не задел мозг. Nimravus явно оправился и жил ещё какое-то время после этого, потому что на момент смерти животного дыра в кости частично заросла.

Разумеется, саблезубые кошки были плацентарными млекопитающими – такими же, как люди и ондатры. На протяжении большей части Века млекопитающих Южная Америка была отделена от всех других континентов, и местные млекопитающие эволюционировали независимыми путями. Все травоядные тех мест эволюционировали из нескольких мелких неспециализированных плацентарных млекопитающих в различные типы, среди которых были формы, похожие на лошадей, носорогов, верблюдов и кроликов, а некоторые формы вроде наземных ленивцев не похожи ни на кого другого на земле. Но плацентарных хищников там не было. Все плотоядные были сумчатыми, как кенгуру и опоссумы; они разделились на множество форм, похожих на куньих, кошек и волков.
Плацентарная и сумчатая ветви класса Mammalia разделились ещё в Век рептилий и отчётливо отличались друг от друга на протяжении более чем шестидесяти миллионов лет. Но, как ни странно, у одного из филумов южноамериканских хищных сумчатых развились такие же сабельные зубы и такой же способ их использования, как и у настоящих саблезубых. Плиоценовое сумчатое Thylacosmilus и последний из настоящих саблезубых, Smilodon, внешне были очень схожи, оба были размером примерно с современного льва. И нет ни малейшей возможности того, что один из них произошёл от другого, или что произошло их смешение. Вы могли бы скрестить собаку с лошадью, как минимум, с такой же лёгкостью, как получить гибрид сумчатого и плацентарного млекопитающих.*

Другим примером конвергентной эволюции являются южноамериканские копытные животные под названием протеротерии, у которых независимо эволюционировала ступня лошадиного типа с единственным пальцем. И существовали три отдельных филума рептилий: Rhyncocephalia, Phytosauria и Crocodilia; каждый из них, начав с ящерицеобразных животных, эволюционировал в крупных коротконогих и длиннорылых речных обитателей, которые выглядели достаточно схожими друг с другом, чтобы ввести в заблуждение относительно своего истинного родства кого угодно, кроме палеонтолога. Среди них фитозавры давно исчезли; ринхоцефалы представлены единственным видом – новозеландской «ящерицей» туатарой; крокодилы прекрасно себя чувствовали, пока человек не начал превращать их в чемоданы.

Рис. 1. Конвергентная эволюция, достигшая уровня совершенного параллелизма. Слева – череп Eusmilus sicarius, настоящей североамериканской саблезубой кошки размером примерно с современную пуму. Массивный колющий клык является главной особенностью, и вокруг него и его функций был «сконструирован» весь остальной череп. Чтобы эффективно работать, он должен свободно наносить колющий удар, а для этого требуется, чтобы нижняя челюсть была закреплена таким образом, чтобы иметь возможность полностью уходить с пути. Шарнирное соединение нетипично подвижное, что позволяет животному опускать челюсть до самого горла, полностью высвобождая сабельные клыки для использования. Когда сабельные клыки не используются, они должны быть защищены от случайного повреждения с помощью ножен – поэтому у Eusmilus появились аккуратные чехлы. Череп в центре принадлежит экземпляру Nimravus bumpensis, обычной крупной кошке того же периода, и помещён сюда из-за любопытной случайности, когда у этого конкретного Nimravus случилась драка с саблезубой кошкой, и один из больших сабельных клыков был вогнан ему в череп, сохранив доказательство того, каким образом Eusmilus использовал свои сабельные клыки. Маленькая врезка сверху показывает вероятное положение двух дерущихся животных, когда было нанесено ранение. Кстати, Nimravus оказался живучим; он выжил после страшного ранения, о чём свидетельствует тот факт, что кость срослась. Правый череп принадлежит Thylacosmilus atrox, южноамериканскому сумчатому. В Южной Америке, отрезанной от Северной Америки, крупные хищные млекопитающие не появились, так что эту работу взяли на себя сумчатые. Возникло сильное плотоядное животное-охотник, но это было сумчатое из большого отряда, к которому принадлежат кенгуру и опоссумы.* Оказавшись в условиях, в целом сходных с теми, в которых жил Eusmilus, Thylacosmilus решил проблему тем же способом – при помощи сабельных клыков. Челюсть также закреплена таким образом, чтобы открываться далеко вниз, высвобождая оружие, и опять образуются защитные чехлы. Кажется, будто черепа принадлежат двум близкородственным членам семейства – но на самом деле дивергентная эволюция развела их так далеко друг от друга, что даже самая основная функция жизни, размножение, у этих двух форм коренным образом различалась. Но жизненные проблемы, с которыми сталкивался каждый из них, были одинаковы, и у них развился почти одинаковый облик.** * Систематика сумчатых в настоящее время пересмотрена: их делят на несколько отрядов. Тилакосмилус принадлежит к полностью вымершему отряду. – прим. перев. ** В настоящее время тилакосмилус считается не хищником, а скорее падальщиком. – прим. перев.

НО разговоры об уничтожении человеком других форм жизни напоминают мне о тех людях, которые вершат суд над животным царством, оценивая виды на предмет их соответствия представлениям самих судей о моральном поведении. Обычно они хвалят травоядных и осуждают хищников, как будто предпочтение кроликом травы вместо мяса было благороднее или нравственнее, чем предпочтение лисой кролика. Разумеется, на самом деле кролик ест растения не потому, что в нём есть нечто доброе или благочестивое, а потому что это всё, на что способны его зубы, желудок и физические особенности в целом, и потому, что он наделён инстинктами, которые заставляют его поедать растительную пищу без всяких философствований о том, что отнимать жизнь – это неправильно. Он убегает от опасности не в силу какой-либо веры в пацифизм, основанный на непротивлении, а в силу того, что кролику, который делал бы что-то другое при появлении лисы, никогда не выпал бы шанс передать потомкам свою самоубийственную храбрость.
Я хочу подчеркнуть, что эти люди особенно суровы к тем хищникам, которые, как пума, убивают больше, чем им нужно, ради удовольствия от процесса, забывая, что лишние туши никогда не пропадают даром: они служат полноценным обедом для сотен более мелких зверей. Но среди всех животных, которые убивают ради развлечения, человек, безусловно, самый смертоносный, однако я никогда не слышал, чтобы кто-то из противников хищничества предлагал уничтожить человека по этой причине.
Перейдём к структуре нашего внеземного существа: мы уже определили, что он должен быть приличного размера и активным. Будет ли он совсем мягкотелым, или же у него будет какой-то скелет?
Любой, кто видел ползущего по суше пойманного осьминога, может догадаться, каков будет ответ на этот вопрос. Если говорить о ногах, то эластичные бескостные щупальца наподобие щупальцев осьминога вполне приемлемы под водой, но для передвижения в условиях действия силы тяжести вам нужен каркас из жёстких частей для опоры и для прикрепления мышц. И вам действительно нужны ноги: ползать на животе, как змея или улитка, – это слишком медленно. Даже самые быстрые змеи могут развивать скорость всего лишь около четырёх миль в час.*

Будет ли скелет внутренним, как у хордовых (это термин, используемый вместо старого «позвоночных», потому что он включает примитивного ланцетника и дегенерировавших асцидий, которые родственны животным с настоящим позвоночником, хотя у них самих его нет), или внешним, похожим на скелет членистоногого: насекомого, паука, многоножки, краба, креветки и др.? Справедливо замечено, что если вы увеличите муравья до размеров эрдельтерьера, он не сможет оторвать свой вес от земли из-за закона квадрата-куба. И он вскоре умер бы от удушья, потому что его трахейные трубки не смогли бы пропускать кислород достаточно быстро.
Но это не является фатальным возражением против гигантских насекомых. Почти такая же участь постигла бы мышь, увеличенную в такой же пропорции. Нет причин, по которым конструкция гигантского насекомого не могла бы включать ноги достаточной прочности, чтобы выдержать его вес, даже если бы этот вес составлял свыше пятисот фунтов, или по которым нельзя было бы наделить его настоящими лёгкими вместо неприемлемых трахей. Они представляют собой серию трубок, пронизывающих тело насекомого и обеспечивающих прямой доступ кислорода к его тканям и выведение из них углекислого газа напрямую. Эта система, как и ползание амёбы при помощи ложноножек, работает очень хорошо, но лишь в подходящем диапазоне размеров. У некоторых насекомых есть примитивный дыхательный аппарат. Понаблюдайте за осой, которая, будучи очень активным насекомым, нуждается в большем количестве кислорода, чем многие другие, и понаблюдайте за ритмичными телескопическими сокращениями её брюшка. Она всасывает воздух в свои трахеи и выдавливает его из них.
Есть гораздо более весомое возражение против гигантских членистоногих, которое, вероятно, не приходило в голову многим людям: как они собираются вырасти такими большими? При наличии твёрдой оболочки, закрывающей собою всё тело, нет такого направления, в котором вы могли бы расти. Живые членистоногие преодолевают эту трудность двумя способами. Многие из них периодически сбрасывают свой панцирь. Кожа под ним достаточно мягкая, чтобы позволить ему расти в течение нескольких дней, пока она снова не затвердеет. Животное обычно забивается в норы и прячется, пока находится в таком беззащитном состоянии.
Знакомый нам съедобный краб с мягким панцирем – это всего лишь обычный голубой краб, пойманный в такой момент.

ДРУГОЙ метод заключается в том, чтобы вырасти до определённого размера в форме мягкотелой личинки или гусеницы, далее превратиться в куколку и, наконец, появиться на свет уже в виде взрослой особи, обычно крылатой. Более прогрессивные отряды насекомых, такие как жуки и бабочки, используют этот метод. Взрослая особь уже никогда не вырастет крупнее после того, как вывелась из куколки.*

Если наш инопланетянин попытается вырасти до крупного размера путём последовательных линек, ему придется столкнуться с риском необходимости периодически бегать в своём мягком состоянии. Может случиться так, что рано или поздно какой-нибудь враг настигнет его во время одной из многочисленных линек, необходимых для достижения им желаемого размера, поскольку рост при таком методе обязательно будет медленным. И по мере увеличения своих размеров он сталкивается с дополнительной трудностью, связанной с гравитацией. Ноги, которые были бы приемлемы в нормальных условиях, подогнулись бы, если бы затвердевали, не имея ничего, кроме хитиновой кожи, достаточно мягкой, чтобы быть растяжимой.
Под водой эта сложность ощущается не так серьёзно. Как и в случае с хордовыми и моллюсками, самые крупные членистоногие – водные: японский краб-паук, медлительное и очень даже съедобное существо с пятифутовыми ногами; обыкновенный омар, который может достигать ярда в длину и веса в тридцать фунтов; ископаемые морские скорпионы, среди которых были виды длиной девять футов, и их ближайшим современным родственником является мечехвост. Самое крупное сухопутное членистоногое – это на самом деле не насекомое, а кошельковый краб с тихоокеанских островов.* Его максимальный вес, составляющий около двадцати фунтов, вероятно, близок к практическому пределу для наземных членистоногих. И этого очень мало для разума.

Метод полного превращения, подобный тому, что происходит у бабочки, сталкивается со сложностью создания крупной личинки без костей, которая, тем не менее, может передвигаться. Ещё есть тот факт, что на стадии куколки организация животного, в том числе его нервная система, оказывается разрушенной и перестроенной настолько основательно, что трудно понять, как какие-либо воспоминания о его жизни в виде личинки могли быть перенесены на стадию взрослой особи.* В таком случае для взрослых особей не было бы никакой пользы обучать её. Вероятно, именно такой контакт между разными поколениями необходим для развития разума. Возможно, это единственный способ передачи приобретенных знаний: не существует никаких доказательств существования «расовой памяти».

Другим возможным методом роста было бы размещение в экзоскелете достаточного количества ростовых клеток, чтобы позволить всему организму в целом увеличиваться в размерах, как это делает скелет позвоночных. Но это означало бы снабжение кровью клеток по обе стороны оболочки. У членистоногого должна появиться кожа снаружи панциря для защиты панциря и питающих его кровеносных сосудов – что-то наподобие бархата на оленьих рогах. Казалось бы, такая схема сочетает в себе многие из недостатков моделей хордовых и членистоногих, но не их преимущества. Не исключено, что было бы возможно разработать какую-то хитрую комбинацию признаков членистоногих и хордовых, которая позволила бы действительно крупному наземному членистоногому жить, передвигаться и обеспечивать собственное существование. Но в целом, очевидно, есть так много практических трудностей, что мы вправе сказать, что принятие модели хордовых более вероятно.
Существует ещё один способ добиться жёсткости, который заключается в использовании полых трубок, заполненных жидкостью под давлением. Жёсткость тут скорее как у пожарного рукава, чем как у балки. Есть и пример этого: у маленького ланцетника Amphioxus по всей длине тела проходит такая трубка под названием хорда, предвестник настоящего позвоночника позвоночных животных. Но чтобы придать таким способом жёсткость ногам крупного наземного животного, вам пришлось бы очень сильно поднять давление с сопутствующей опасностью деформации, если трубка даст течь или окажется проколотой.
И к чему волнение, когда есть так много вещей, из которых может получиться настоящий скелет?

Рис. 2. Проблема с дальновидением – камерный и сложный глаз. Зрение – это, по сути, проблема в телевидении: приём изображения и его передача в виде импульсов, только нервных, а не электрических, к приёмному устройству – в данном случае к мозгу. Справа – наилучшее достижение примитивного дальновидения сложного глаза насекомого. Словно примитивные телевизоры, созданные людьми, он воспринимает лишь сравнительно небольшое количество точек, тогда как высокоразвитый камерный глаз, словно современный иконоскоп, воспринимает образ через одну линзу и фокусирует его на огромном количестве микроскопических нервов сетчатки. Ptilocercus, перохвостая тупайя – это мелкое, но очень успешное насекомоядное; местным насекомым было бы гораздо лучше, если бы они видели его, как показано слева, а не справа – такой рисунок мог бы представлять собой лишь ветку с сучком и листом.

С нашей точки зрения, химический состав скелета не имеет большого значения. У наземных животных Земли мы находим целый ряд веществ, работающих более или менее удовлетворительно. У хордовых мы наблюдаем хрящ (белок) и фосфат кальция. У членистоногих есть хитин (белок) с добавлением некоторых солей кальция у водных форм. У моллюсков мы находим конхиолин (белок), обычно с большим количеством карбоната кальция и меньшим количеством других солей.
Равным образом может сильно варьировать, не особо влияя на возможности животного, состав крови. Для переноса кислорода мы, хордовые, используем соединение железа – гемоглобин, один из видов которого имеет формулу C₇₅₈H₁₂₀₃FeN₁₉₅O₂₁₈S₃. Членистоногие используют соединение меди – гемоцианин. Асцидии, просто чтобы отличаться от других, используют соединение ванадия. Однако гемоглобин, видимо, успешнее переносит кислород, чем гемоцианин, в соотношении примерно 10:4. Чтобы получить представление о физическом строении нашего инопланетянина, мы могли бы взглянуть на те варианты, что представлены в животном царстве на Земле. Животные разделились где-то на дюжину основных подцарств. Лишь три – хордовые, моллюски и членистоногие – породили формы, которые являются крупными, активными и высокоорганизованными одновременно. Другие подцарства, то есть такие существа, как круглые черви, плеченогие, морские звёзды и губки, в основном мелкие, мягкотелые, водные и простые.
Три доминирующих подцарства демонстрируют необычайное разнообразие структуры. Сравните хордовое животное вроде вас самих с таким членистоногим, как омар. Скелет омара находится снаружи, спинной мозг проходит вдоль живота, сердце находится посередине спины, а почки – в голове. У него в животе пара зубов. Вместо отдельных слюнных, желудочных, кишечных и поджелудочной желёз у него есть одна большая железа, которая заменяет их все и вдобавок запасает соли кальция для отверждения панциря после каждой линьки. Или сравните себя с таким моллюском, как осьминог, у которого голова находится в том месте, которое обычно является задним концом его тела, а «ноги» расположены по кругу вокруг рта.
Но на самом деле представители этих трёх подцарств демонстрируют определённое сходство.
Поскольку они так заметно отличаются друг от друга в иных отношениях, представляется вероятным, что черты, которые действительно общие для них, более или менее необходимы для построения высокоорганизованного животного.
Например, почти все они двусторонне симметричны – как минимум, снаружи. (Правая и левая стороны обычно несколько различаются, но главным образом в плане расположения внутренних органов. У многих из них на переднем конце тела есть выраженная голова, в которой расположен главный нервный узел, или мозг, рот и основные органы чувств. Те, у кого голова отсутствует – это главным образом неподвижные формы вроде двустворчатых моллюсков. Более активные наземные формы обладают чётным числом ног, расположенных по бокам или снизу тела. У нашего инопланетянина может быть любой из множества вариантов расположения внутренних органов, и он всё равно будет функционировать адекватно. Подробное обсуждение проблемы само по себе заняло бы целую статью, поэтому мы ограничим наше внимание внешними факторами.

СКОЛЬКО у него было бы ног? Это зависит от того, сколько плавников или других парных придатков было у водной формы, от которой он произошёл. Что касается нас, то у нашего рыбьего предка было четыре парных плавника, поэтому у нас четыре конечности. Их могло быть лишь две. Илистый прыгун Periophthalmus, рыба, явно находящаяся в процессе выхода на сушу, прыгает лишь на двух своих сильных грудных плавниках. А двуногие наземные животные весьма практичны. У тираннозавра и нескольких нелетающих птиц, например, у киви, передние конечности превратились в бесполезные остатки или вовсе исчезли. Но если наш инопланетянин находится на пути развития разума, ему понадобится какой-нибудь орган для манипулирования вещами. Самая умная лошадь, вероятно, не смогла бы построить дом или написать письмо, поэтому маловероятно, что у неё развился бы мозг, необходимый для того, чтобы она могла делать что-то из этого.
Щупальцевидный придаток вроде хобота слона, полезен, но по механическим причинам не так удовлетворителен, как пара хватательных конечностей наподобие наших рук. Не укреплённый костью, он обладает небольшой прочностью на сжатие; он может тянуть, но не толкать; точнее, он не может толкать, когда полностью вытянут, хотя при сворачивании в клубок из него получается неплохой толкатель. Аналогичным образом он малоустойчив к изгибающим нагрузкам. Остроконечные, похожие на губы складки на конце ноздрей полезны, но не так хороши, как пальцы. И для сложной работы одного такого органа недостаточно. Слоны могли бы чего-нибудь добиться, если бы у них было по четыре хобота у каждого (приятная мысль!) Двуногое животное с хватательными ступнями, как многие птицы, немного может манипулировать предметами, но из-за неловкости, связанной с необходимостью балансировать на одной ноге во время использования другой, оно находится в ничуть не лучшем положении, чем слон. Таким образом, наш инопланетянин с большей вероятностью далеко пошёл бы, если бы у него для начала было не менее четырёх конечностей: две для ходьбы и две – в конечном счёте – для манипуляций.

У вас может возникнуть вопрос: почему двуногое животное не могло в ходе эволюции вырастить пару рук из ничего? Я не знаю, но факт в том, что у наземных позвоночных новые конечности по какой-то причине так и не развились.* Филум рыб не испытывает особых трудностей с развитием новых структур. В нём могут образовываться новые кости путём развития хрящевой структуры и последующего обызвествления хряща. Но как только хордовые вышли на сушу, они утратили эту способность. Они по-прежнему способны создавать хрящевые структуры с нуля или почти с нуля: посмотрите, как укрепляется хрящевая ткань хвостовых лопастей у китов. Но этот вид хряща никогда не обызвествляется.
Таким образом, количество костей у наземных позвоночных никогда не увеличивалось, за несколькими редкими исключениями, хотя часто уменьшалось.
Сравните девять костей в нижней челюсти Seymouria, мелкой примитивной рептилии пермского периода, с одной костью, которая составляет вашу собственную челюсть.** Исключением являются случаи увеличения количества таких костей, как позвонки змеи и фаланги пальцев кита, которые для нас не очень важны. Появлялись уродцы, возникавшие в результате мутаций: шестилапые лягушки и семипалые люди.*** Но эти мутанты, насколько нам известно, не дали начало новым видам.
Тогда у нашего инопланетянина будет не менее четырёх конечностей. Он может использовать все четыре для бега, или может превратить две из них в крылья, или может позволить двум исчезнуть. Но если он намерен эволюционировать в разумную форму, ему лучше переделать переднюю пару в руки. Когда я говорю о «намерении» животного эволюционировать в том или ином направлении, я использую образное выражение. Отдельное животное, если только это не человек, причём широко образованный, ничего не знает об эволюции и ничего не смогло бы сделать для того, чтобы управлять судьбой своего вида, если бы и знало об этом. Эволюция напоминает сознательное решение эволюционной проблемы лишь своими результатами. Грамотный инженер может найти наилучшее из доступных решений своих проблем с гораздо меньшим количеством суеты, фальстартов и повторений прошлых ошибок, чем это происходит в процессе эволюции. Всё это не поддерживает мысль о сознательном и упорядоченном плане, лежащем в основе эволюции.
Вполне возможно, что у нашего инопланетного филума изначально было бы шесть конечностей. У множества акул есть шесть парных плавников.* Следовательно, план строения в виде кентавра или ангела был бы вполне практичным. Идея использовать одну пару конечностей для ходьбы, одну для полёта и одну для манипуляции достаточно привлекательна. В вопросе веса существуют некоторые практические трудности. Среди рептилий, млекопитающих и птиц появились летающие существа, и вес ни одного из них не превышает двадцати фунтов.** (Под «летающими существами» я не имею в виду людей-авиаторов.) Здесь вы сталкиваетесь с другим применением закона квадрата-куба: при заданной нагрузке на крыло несущая способность изменяется в приблизительном соответствии с площадью крыльев. Нагрузка на крыло ограничена количеством энергии, которую обычные мышцы, состоящие из протоплазмы, могут придать взмаху вниз. Размер мышц, опять же, ограничен соображениями веса. Было подсчитано, что летающее животное размером с человека должно бы обладать грудной костью для прикрепления летательных мышц, выступающей на четыре фута вперёд него.

Мы могли бы немного преувеличить и сказать, что если минимальный размер разумного животного составляет тридцать фунтов, а максимальный размер летающего животного такой же, то разумные летуны возможны. Но этот случай выглядит довольно маргинальным, поэтому давайте назовём его «весьма сомнительным» и остановимся на этом.
Хотя наличие шести конечностей исключать нельзя, они кажутся менее вероятными, чем четыре. Если четыре позволяют гепарду бежать со скоростью семьдесят миль в час, то их, по-видимому, достаточно для обычного передвижения. Дополнительные конечности могли бы просто мешать. У раков-отшельников и бабочек мы видим случаи, когда исходное количество ног, восемь и шесть соответственно, сокращается до четырёх. Когда наш инопланетянин обретёт разум, третья пара конечностей будет полезна. Но тогда у него за плечами были бы миллионы лет неразумной эволюции, в течение которых дополнительные структуры были бы излишними. Вряд ли можно ожидать, что группа будет цепляться за них в надежде, что они когда-нибудь пригодятся; эволюция так не работает.
Теперь у нас есть инопланетянин с головой, двумя руками и двумя ногами. Что касается количества пальцев, то семь – это, видимо, максимум, необходимый для каких-то практических целей. Похоже, что минимум – это три взаимно противопоставляющихся, как у японского дракона. (У японских драконов по три когтя на лапе, у китайских – по пять. Если не верите – сходите как-нибудь, и посмотрите на вазу.)
Ноги можно было использовать как для прыжков, так и для бега. Единственными габитуально бипедальными крупными млекопитающими являются человек, гиббоны и кенгуру. (Все крупные человекообразные обезьяны в норме четвероногие.) Другие крупные двуногие – это нелетающие птицы и многие динозавры. Среди них прыгают лишь кенгуру, а остальные бегают. Разумный прыгун возможен, но, очевидно, менее вероятен, чем бегун. Прыжки могут оказаться неприятной штукой для мозга размером с человеческий.
Если бы наш инопланетянин был прыгуном, он был бы практически вынужден иметь длинный хвост для сохранения равновесия. Если он бегун, у него может быть хвост-балансир, как у динозавров, а может и не быть, как у людей.
У него было бы больше шансов на возникновение разума, если бы он мог поддерживать достаточно постоянный уровень активности, а не впадать в оцепенелое состояние всякий раз, когда ему становится холодно, как это происходит у рептилий. По крайней мере, его шансы на достаточно долгое выживание, чтобы его мозг эволюционировал, были бы выше. Если бы он был теплокровным, ему понадобился бы слой шерсти или перьев для сохранения тепла своего тела, или способность создавать искусственные покровы. Очень крупные животные меньше нуждаются в таком покрытии из-за высокого соотношения массы к поверхности тела и, следовательно, пропорционально более медленной потери тепла.
Если говорить о волосах, то случай человека вызывает недоумение. Почему мы должны были отказаться от такой полезной функции после того, как однажды приобрели её? Один из ответов даёт ровный тропический климат. Шерсть на трёх человекообразных обезьянах часто очень редкая. Но почему у человека должны были по какому-то капризу сохраняться волосы в нескольких ничего не значащих местах, при том, что он терял их во всех других местах, – это одна из тех вещей, которых мы просто не знаем, по крайней мере, в данный момент.* Возможно, как я однажды предположил в одной истории, выпадение волос было фактором, способствующим развитию разума: это заставляло людей создавать одежду и укрытия и учиться пользоваться огнём. Кстати, говорят, что вымершие тасманийцы всё время ходили совершенно голыми, хотя климат их острова круглый год довольно сырой, и они не имели ничего против этого. Они действительно использовали шкуры животных – но для того, чтобы сидеть на них, а не носить! И они не были особенно волосатыми людьми.

НАШЕМУ инопланетянину потребовались бы хорошие острые чувства. Без них его мозг, каким бы массивным он ни был, не смог бы собрать достаточно фактов об окружающем мире, чтобы позволить развернуться силе его разума. С этой точки зрения самым важным чувством, несомненно, является зрение; оно значительно превосходит два следующих по важности, слух и обоняние, по скорости и точности передачи информации организму, и по расстоянию, с которого оно её передаёт. В сравнении с другими млекопитающими три чувства дистанционного действия у человека развиты так: зрение отличное, слух хороший, обоняние слабое. Что касается возможностей других органов чувств дистанционного действия, таких как ясновидение и чувствительность к радиоволнам, мы знаем о них недостаточно, чтобы строить обоснованные предположения.
Из нескольких типов глаз, появившихся в ходе эволюции, лишь один линзово-камерный тип может формировать на сетчатке действительно чёткое изображение. Он эволюционировал независимо – и снова конвергентная эволюция – у головоногих моллюсков, которые являются всего лишь моллюсками со щупальцами, и у хордовых. Глаза типа камеры-обскуры без линзы встречаются у одного организма – у наутилуса, который является головоногим моллюском со спиральной раковиной. Этот глаз работает недостаточно хорошо. Хотя он может формировать довольно чёткое изображение, для этого отверстие в диафрагме должно быть таким маленьким, что внутрь будет проникать совсем мало света.
Сложные глаза, которыми наделили своих инопланетян некоторые авторы, вполне подходят для насекомых, но были бы совершенно неподходящими для крупного разумного инопланетянина. Сложные глаза – это не более чем случаи многократного повторения простых светочувствительных пятен, встречающихся у таких существ, как черви. В каждом глазке в сложном глазу есть линза, но назначение линзы – просто улавливать больше света, а не формировать изображение на сетчатке. У глазка нет настоящей сетчатки; вряд ли это могло быть из-за нехватки места. В нём есть всего одна светочувствительная клетка в нижней части или на внутреннем конце, которая отмечает наличие света и темноты, словно селеновая ячейка. Насекомое определяет местонахождение объектов в зависимости от того, какой из глазков ощущает свет, а какой – темноту. Один взгляд на иллюстрацию показывает, почему сложный глаз был бы совершенно бесполезен для такой тонкой работы, как чтение газеты.

МОДЕЛИ ДЛЯ РАЗУМНЫХ ФОРМ ЖИЗНИ

Количество глаз неопределённо, но два кажутся, как минимум, столь же вероятными, как и любое другое количество. Для стереоскопического зрения, этого полезного помощника для разумного поведения, которое возникло только у приматов, два – это всё, что вам нужно. Для жизни на земле или в воде, где точное определение расстояния не так важно, как на деревьях, два глаза, глядящие в разные стороны, как у большинства позвоночных, могут охватывать большую часть возможных направлений взгляда и, следовательно, снова выглядят идеальным числом. Ещё один или два глаза могли бы пригодиться про запас, если не считать того, что в животном мире обычно не принято таскать с собой запасные части.
Очевидно, существует какой-то ещё не до конца понятый принцип экономии энергии роста, который может объяснять тот факт, что представители одного филума вряд ли смогут приобрести крупные размеры и большую скорость, а также мощное вооружение из рогов или бивней или и того, и другого, обострённые чувства и умный мозг одновременно. У ныне существующих животных в одном организме можно обнаружить любые два из этих качеств, но три – редко, а больше трёх – ещё реже. Вероятно, для группы практичнее компенсировать случайную смерть представителя в результате потери такого органа, как глаз, улучшением общего плана строения и увеличением рождаемости, чем снабжать весь вид запасными глазами, конечностями и так далее.
У некоторых земноводных каменноугольного века и пермских рептилий, от которых мы, вероятно, произошли, был третий глаз в середине лба или, в некоторых случаях, пара дополнительных глаз. Но от этих дополнительных глаз всё же избавились, хотя их остатки сохранились у нескольких современных рептилий.* У четырёхглазки Anableps на самом деле не четыре глаза. У этой маленькой рыбки два хрусталика, и у каждого хрусталика есть две радужных оболочки и две сетчатки. Она плавает так, что верхняя радужная оболочка выступает из воды; свет, падающий с поверхности, проходит сквозь верхнюю радужную оболочку, хрусталики и попадает на нижнюю сетчатку. Свет из-под поверхности проходит сквозь нижнюю радужную оболочку к верхней сетчатке, и лучи пересекаются с лучами из воздуха под прямым углом.

Было выдвинуто одно предложение о глазе с выдвижным хрусталиком, чтобы использовать его наподобие телескопа. Но это вряд ли кажется необходимым в свете той необычайной дальнозоркости, которой орлы и грифы достигают с помощью глаз среднего размера и вполне нормального устройства. Однако мы могли бы отметить возможность использования двух пар глаз: одной для работы на большом расстоянии, как у канюка, и другой – для работы с ближними объектами.
Глаза инопланетянина могли бы воспринимать не совсем ту же цветовую гамму, что и наши, но, вероятно, не сильно отличались бы в этом плане. Диапазон воспринимаемых ими цветов может, как у глаз пчелы, начинаться с зелёного и продолжаться примерно на пол-октавы в ультрафиолетовый. Но они вряд ли будут работать с рентгеновскими лучами или с короткими радиоволнами. Причина связана с природой фотохимически активных соединений, благодаря которым функционирует сетчатка. Длина волны видимого света в среднем примерно в восемьсот шестьдесят раз больше диаметров орбит внешних электронов атомов, из которых состоят эти вещества. Это как раз то, что нужно, чтобы волны воздействовали на эти электроны, тем самым делая возможными упорядоченные химические изменения в них, которые стимулируют окончания зрительного нерва.
Рентгеновские лучи, в свою очередь, воздействуют на самые внутренние их орбиты, причем с такой силой, что подвергают опасности всю тонкую структуру молекул. Воздействие рентгеновских лучей на лицо действительно вызывает ощущение вспышек света на сетчатке. Но длительное воздействие, вероятно, нанесёт сетчатке серьёзный ущерб. Если бы мы попытались сконструировать глаз для работы на коротких радиоволнах, мы не только испытали бы трудности в поиске обладающих фотохимической чувствительностью соединений для клеток сетчатки, но и столкнулись бы с тем, что для формирования чёткого изображения размеры глаза должны быть значительно больше длин волн тех видов излучения, которые должны на него воздействовать. Я не знаю, каков минимальный размер глаза, который мог бы работать с миллиметровыми волнами, но это может быть что-то вроде батисферы доктора Биба. Ещё дело в том, что явления поглощения и отражения наиболее интенсивны в области нашего собственного видимого спектра, так что самыми полезными для их обладателя будут глаза, предназначенные для работы в этом диапазоне.
Вероятно, уши нашего инопланетянина находились бы на голове, а не на коленях или на других частях тела, как у некоторых насекомых. Выраженная среди более сложных животных тенденция к появлению парных внешних органов чувств подразумевает, что у них, вероятно, было бы два уха. Внешние клапаны вокруг ушных отверстий, как у млекопитающих, могут у них быть, а могут и не быть. И если бы у клапанов была очень своеобразная форма наружного уха человека, это было бы самым странным совпадением.
Были бы возможны самые разные типы строения челюстей и зубов. У нашего инопланетянина может быть клюв или нижняя челюсть, состоящая из отдельных движущихся независимо друг от друга половинок, как у змеи. У него могла бы даже быть пара челюстей, двигающихся в стороны, как у членистоногих, хотя более значительная механическая сложность строения челюстей этого типа по отношению к проделанной работе – это аргумент против него.
Его носовое отверстие или другие отверстия могут находиться где-то в иных местах, нежели область между глазами и ртом: например, над глазами или по бокам шеи. Но если бы он или его предки пользовались для поиска пищи обонянием, то они, вероятно, были бы не слишком далеко от его рта. Возможно, дыхательная система у него была бы постоянно изолирована от механизма питания, как у кита.
Таким образом, мы можем сказать, что наш разумный инопланетянин, вероятно, был бы активным двуногим, по размерам где-то между сиамангом (крупным видом гиббонов) и медведем гризли, с хвостом-балансиром или без него, с шерстью или без неё, возможно, прыгающим, но более вероятно, бегающим, с руками, на концах которых растёт от трёх до семи пальцев, с головой, на которой есть рот, ноздри, пара ушей и два глаза – или, возможно, больше.
Но прежде чем завести его сходство с человеком слишком далеко, мы должны вспомнить, что у нас есть некоторые дополнительные особенности вроде специфичной формы человеческого носа и своеобразного распределения человеческих волос, которые могут быть скорее делом случая, чем итогом полезной адаптации. Что-то из этого может быть и у нашего инопланетянина, но вероятность того, что у него есть это всё, очень мала. Наши тела – это ходячие музеи рудиментарных органов, отголосков нашей прошлой эволюции. Если бы наш инопланетянин следовал в своём развитии по иному пути, у него отсутствовали бы некоторые или все наши рудиментарные органы, но присутствовали бы другие – принадлежащие исключительно ему. И у него могут быть признаки сомнительной полезности, вроде декоративного гребня на макушке.*

Многие из особенностей телосложения животных можно объяснить на основе практического использования, как в настоящее время, так и в прошлом. Но некоторые не так-то легко подвести под это объяснение. Они могут быть вторичными результатами мутаций, которые были полезны в иных отношениях. Данный признак, вероятно, контролируется несколькими генами совместно, и один ген может влиять больше, чем на один признак. Предположим, животное ведёт такой образ жизни, при котором его окраска не имеет большого значения для выживания, но большой размер даёт преимущество. И предположим, что возможная генная мутация приводит не только к увеличению размера, но и к появлению более тёмной окраски. Когда этот тип внешности вытеснит своего предшественника, вид станет крупнее и темнее, хотя потемнение не приносит пользы. Оно могло бы даже слегка вредить, но всё же преобладать, если бы вред с избытком компенсировался преимуществом более крупного размера. Таким образом, для нашего инопланетянина допустимо определённое количество «украшений» в форме окраски, характера распределения волос, наличия кожных складок и т. д.
Изменения в природе и местоположении его планеты соответствовали бы изменениям в его строении. Например, более интенсивная гравитация означала бы появление более мелких животных и животных более мощного телосложения с большей вероятностью наличия шести или более конечностей. Более слабая гравитация привела бы к появлению более крупных животных и животных стройного телосложения, похожих на аиста. Это сделало бы чуть более правдоподобным разумное членистоногое. Таким образом, у нас возникает парадокс, заключающийся в том, что размер животных меняется обратно пропорционально размеру планеты. Более скудный свет означал бы появление более крупных глаз и т. д.

ОДНО последнее слово. Некоторые авторы придают своим инопланетянам облик, практически идентичный человеческому, что весьма маловероятно, а то и вовсе невозможно. Но затем у них появляется инопланетянин-мужчина, угрожающий целомудрию их человеческой героини, или даже дающий общее потомство с человеческими существами. На мой взгляд, это просто глупо.
Возможность взаимного скрещивания зависит от количества и расположения хромосом в половых клетках, а также от количества и расположения генов в хромосомах. Хромосомы – это похожие на сосиску участки в половой клетке, расположенные в определённом порядке. У человека их по сорок восемь на клетку; у дрозофилы их четыре.* Каждая из них содержит тысячи генов, расположенных строго определённым образом. Гены, вероятно, представляют собой разросшиеся белковые молекулы, подобные фильтрующимся вирусам. Каждый из них состоит из сотен тысяч атомов, расположенных определённым образом. Незначительные вариации в расположении атомов в генах допускают некоторую величину изменчивости внутри вида, которую мы наблюдаем, например, у H. sapiens. Более значительные различия означают, что потомство, если таковое есть, будет бесплодно; еще большие – что два потенциальных родителя вообще не будут способны к скрещиванию. Если планы этих генетических механизмов не будут действительно очень похожими, скрещивания не произойдёт. Говорить о скрещиваемости между далеко разошедшимися видами – это всё равно, что говорить о взаимозаменяемости деталей дизельного двигателя и машины для литья под давлением.

Вне зависимости от того, насколько наши инопланетяне похожи на человека, они будут (если только вы не предположите, что они и мы на самом деле являемся потомками недавно существовавших общих предков) результатом миллионов лет независимой эволюции. За это время устройство их чрезвычайно сложного механизма наследственности будет меняться везде, где только можно. Подумайте о количестве возможных расположений миллионов атомов в генах одной зародышевой клетки. Вероятность того, что у этих двух форм жизни в итоге возникнет почти идентичное расположение их атомов, генов и хромосом, была бы равна одному из... Я не знаю, и никто другой этого не знает, но это было бы одно из тех чисел, которые похожи на диаметр видимой Вселенной в микронах. Марсианско-земные гибриды! Тьфу!

КОНЕЦ.

Перевод: Павел Волков, 2023 г.