Из Science, 743, 769-775, 1964. Предварительно опубликованная статья
из книги This View of Life: The World of an Evolutionist by G.G. Simpson,
Harcourt, Brace & World, Inc., New York, 1964 (перепечатано с разрешения автора).

Перевод на русский язык: П. Волков.

Непреобладание гуманоидов

Дж. Г. Симпсон

Мысль о возможности существования жизни где-то ещё за пределами Земли будоражила человеческое воображение ещё с античных времён. В наши дни она стала основной базой для целой школы писателей – научной фантастики, которая остаётся просто развлечением, хотя некоторые её приверженцы высказывают ничем не обоснованные заявления о том, что к ней следует относиться более серьёзно. Кроме того, долгое время велась дискуссия, которая была научной, как минимум, в том плане, что её вели профессиональные учёные, которые не собирались писать фантастику. Даже в девятнадцатом веке велись серьёзные, хотя и не всегда рациональные дискуссии о том, существует ли жизнь только в каких-то отдельных местах, или же повсеместно в космосе.
Таким образом, в том факте, что эта тема широко обсуждается и афишируется, нет ничего нового [(1)]. Новое здесь то, что обычные рассуждения и философствование в настоящее время сопровождаются масштабными (и, к слову, дорогостоящими) исследовательскими программами, конкретными планами исследований и разработкой соответствующего инструментария. Хотя заинтересованные учёные ни в коем случае не перестали вести разговоры, сейчас они, впервые в истории, ещё и начали действовать. У нашего крупнейшего космического агентства, NASA, есть программа «космической биологической науки».
Биологи, собравшиеся под эгидой Национальной академии наук, согласились с тем, что их «первой и... важнейшей [задачей в области космической науки] является поиск внеземной жизни» (2). О существовании этого движения читателям газет известно не меньше, чем читателям специальных публикаций. Ширится даже признание новой науки о внеземной жизни, которую иногда называют экзобиологией – это любопытное развитие событий, если учесть тот факт, что этой «науке» ещё только предстоит продемонстрировать существование её предмета изучения! Ещё один любопытный факт заключается в том, что значительная часть тех, кто в настоящее время обсуждает эту биологическую тему, – это не биологи. Собственно говоря, даже когда в обсуждении участвуют биохимики и биофизики, акцент обычно делается на химии и физике, а не на биологии. Казалось бы, очевидно, что для этого предмета, который, по сути, является проблемой эволюционной систематики, решающее значение имеет органическая эволюция. В таком случае, конечно, странно, что с биологами-эволюционистами и систематиками советуются редко, и они практически не участвуют в обсуждении. Возможную причину этого вопиющего упущения давным-давно предположил специалист по эволюционной систематике У. Д. Мэтью [3], который писал, что «[Учёные-физики] привыкли относиться более восприимчиво... к гипотезам, которые нельзя однозначно опровергнуть... [тогда как] биолог [эволюционист и систематик]... вынужден... не принимать во внимание все те факторы, которые не имеют каких-либо положительных доказательств своего существования».
Мэтью также заметил, что «признание вероятности существования внеземной жизни открывает путь для всевозможных увлекательных размышлений, в ходе которых человек с богатым воображением может освободиться от препятствий и барьеров земной реальности». Оба его замечания восхитительно и без тени юмора иллюстрирует современный ведущий специалист в области экзобиологии, который писал в 1962 году: «На самом деле мы не знаем [на что похожа атмосфера Венеры], и поэтому мы не слишком сильно ограничены в своих выводах»! (восклицательный знак мой).
Как биолог-эволюционист и систематик, я считаю, что мы должны проявить себя в этой области. Поскольку часть нашей роли заключается в том, чтобы указывать на «препятствия и барьеры земной реальности», иногда может показаться, что мы просто портим людям веселье, но, наряду с этим, мы делаем и другую работу.

Три основных вопроса

У экзобиологии есть три основных вопроса: «Какого рода жизнь?», «Где?» и «Как она могла эволюционировать?» Каждый из вопросов, в свою очередь, затрагивает две сложных и отличных друг от друга области исследований. Смешение этих областей часто искажает суждения и приводит к путанице в аргументации.
Определяя, какого рода жизнь, мы делаем выбор из двух альтернатив: «жизнь, какой мы её знаем» и «жизнь, какой мы её не знаем». Очевидно, что в этом контексте жизнь, какой мы её знаем, не может быть ограничена реальными видами земного происхождения, а подразумевает лишь сходство более общего плана. Оно должно включать, как минимум, химию на основе углерода с реакциями в водной среде и такие фундаментальные органические соединения, как аминокислоты, углеводы, пуриново-пиримидиновые основания, жирные кислоты и прочее. Также оно почти наверняка должно подразумевать комбинирование и полимеризацию этих или подобных им фундаментальных молекул в такие более крупные молекулы или макромолекулы, как белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты и липиды. Жизнь, какой мы её не знаем, может быть основана на каком-то элементе, способном образовывать многие валентные связи и отличном от углерода, на какой-то среде (возможно, даже твёрдой или газообразной), отличной от жидкой воды, и в таком случае обязательно на соединениях совершенно иного рода.
Если бы мы на самом деле столкнулись с такими системами или организмами, то мы вполне могли бы и не признать их живыми, или же нам пришлось бы пересмотреть наше представление о том, что такое жизнь. Здесь, на Земле, мы можем различать два вида конфигурации материи, живую и неживую, несмотря на пограничную зону между ними и огромное разнообразие форм внутри них. (Под «конфигурацией» я подразумеваю, что мы принимаем во внимание не только химический состав, но и организацию или анатомию в самом полном смысле этих слов, а также состояния и превращения энергии.) Возможно, что «жизнь, какой мы её не знаем», если её вообще можно будет распознать, придётся признать третьим фундаментальным видом конфигурации, а не жизнью в строгом смысле этого слова. В этих направлениях было высказано немало предположений, и некоторые из них уклонялись в область научной фантастики. Тем не менее, нет ни малейшего доказательства того, что «жизнь, какой мы её не знаем», существует на самом деле, или даже что она могла бы существовать – например, доказательства в форме подробных описаний системы природного происхождения, которая могла бы проявлять признаки жизни, но без основы жизни, какой мы её знаем. (Компьютеры и другие искусственные объекты, имитирующие некоторые особенности жизни их создателей, на самом деле не имеют отношения к этому вопросу.) Как минимум, в данном случае дальнейшего рассмотрения удостоится лишь жизнь, какой мы её знаем, хотя бы минимально зависящая от сходных биофизических и биохимических субстратов.
При обсуждении вопроса «Где?» в отношении возможной внеземной жизни развилка возникает между нашей собственной Солнечной системой и предполагаемыми сходными с ней планетными системами где-то в другом месте Вселенной. Мы располагаем значительными данными о планетах нашей системы, и надеемся узнать значительно больше. В последнее время при наблюдениях с Земли с помощью астрономических методов было получено множество фактов. В последнее время ракетостроение и телеметрия позволили нам поближе узнать Луну и Венеру, и обещают предоставить нам множество дополнительных данных. По крайней мере, полёты человека на Луну и ближайшие планеты не предъявляют очевидных дополнительных требований к нашим теоретическим знаниям и требуют лишь разумной экстраполяции наших технических возможностей на ближайшее будущее. Таким образом, у нас есть реальные данные наблюдений, с которыми можно работать, с перспективой получения ещё большего их объёма.
Это не относится к каким-то планетным системам, которые могут существовать за пределами нашей собственной. Утверждения, как в научной, так и в популярной литературе, о том, что существуют миллионы таких систем, пригодных для жизни и, вероятно, обитаемых, могут создать впечатление, будто мы знаем об их существовании. На самом деле мы не знаем таких вещей, которые можно было бы принять как строго научные данные. Прямых данных наблюдений не существует.* Неотъемлемым свойством любого приемлемого определения науки является то, что утверждения, которые нельзя проверить при помощи наблюдений, фактически, не говорят ни о чём – или же они, как минимум, не являются наукой. До тех пор, пока мы не путаем то, что мы говорим, с реальностью, нет причин, по которым мы не должны обсуждать то, что мы надеемся или ожидаем увидеть, но слишком уж легко воспринимать гипотезы и экстраполяцию слишком серьёзно. Не исключено, что когда-нибудь наши потомки смогут провести соответствующие прямые наблюдения за другими планетными системами, но это далеко за пределами наших нынешних возможностей или любой разумной экстраполяции на их основе. При наших современных технологиях единственным способом получить знания, прямо указывающие на жизнь за пределами нашей Солнечной системы, было бы получение сигналов от кого-то или чего-то извне. Этот момент связан с третьим вопросом, строго эволюционного плана, и с двумя его основными областями исследований: происхождением жизни и её последующей историей. Это и есть моя главная тема, и к ней я ещё вернусь.

Внутри нашей Солнечной системы

Для начала необходимо вкратце остановиться на условиях окружающей среды и возможных свидетельствах существования жизни на единственных планетах, по которым у нас есть какие-либо фактические данные, – на планетах нашей собственной Солнечной системы. Если не считать немногих эксцентричных личностей, то астрономы уже давно пришли к единому мнению, что жизнь в том виде, в каком мы её знаем, в настоящее время совершенно невозможна ни на одном внеземном теле в нашей Солнечной системе, за исключением Венеры и Марса (см., например, 4). Мнения относительно Венеры разделились, но телеметрия, полученная с недавно запущенного венерианского зонда, похоже, однозначно подтверждает ранее высказанное мнение о том, что на Венере слишком жарко для жизни, какой мы её знаем (5). Несмотря на некоторую неоднозначность, имеющиеся у нас данные о составе атмосферы Венеры в целом также выглядят неблагоприятными (см., например, 6). Таким образом, представляется, что Венеру в настоящее время можно исключить из числа возможных пристанищ узнаваемой жизни.
Данные о Марсе также весьма противоречивы, но в настоящее время они не исключают возможности существования там жизни.* Температуры там весьма суровые, а свободного кислорода практически нет. Очевидно, что ни человек, ни какие-либо из знакомых нам животных и растений не смогли бы жить на Марсе под открытым небом. Однако простые микроорганизмы были выращены в условиях, потенциально сходных с теми, которые могли бы существовать на Марсе (7). Эта возможность отчасти опирается на общепринятое мнение о том, что так называемые ледяные шапки Марса действительно состоят из воды, и что атмосфера состоит в основном из азота с небольшим количеством углекислого газа. Оба предположения были авторитетно оспорены Киссом, Каррером и Киссом [8], которые утверждают, что полярные шапки образованы N₂O₄. Это и сопутствующие концентрации оксидов азота в атмосфере сделали бы Марс смертельно опасным для жизни, какой мы её знаем. В любом случае, возникает всё больше сомнений в том, что на Марсе существует достаточное количество воды для поддержания существования какой-либо формы жизни.

Также заявлялось о том, что получены прямые доказательства существования жизни на Марсе. Старая идея о том, что так называемые каналы Марса были созданы разумными существами, больше не заслуживает рационального рассмотрения. Однако хорошо известно, что на Марсе есть тёмные области, которые демонстрируют сезонные изменения в своём местоположении и видимом цвете. Неоднократно утверждалось, что эти области должны быть покрыты какой-либо формой растительной жизни, и эта идея получила значительную поддержку, когда было обнаружено, что в их инфракрасном спектре присутствует полоса, аналогичная полосе некоторых органических соединений (9). Однако подобное поглощение может быть вызвано также оксидами азота и различными неорганическими карбонатами (частично неопубликованная работа, цитируемая Кальвином, 10). Вопрос остаётся открытым, и в будущем планируется проведение непосредственных наблюдений с помощью космического зонда (см. 11). Эти планы зависят от дальнейшего сомнительного предположения о том, что на Марсе могут существовать микроорганизмы, которые можно выращивать теми же методами, какие используются здесь для выращивания микроорганизмов в лабораториях.
Единственным иным прямым доказательством существования внеземной жизни, заслуживающими серьёзного рассмотрения, являются метеориты. Утверждается, что некоторые из них содержат углеводороды органического происхождения, и даже настоящие окаменелости микроорганизмов (см. 12). Если эти наблюдения подтвердятся, они будут означать, что жизнь (ныне исчезнувшая) существовала на планете нашей системы, которая после этого оказалась разрушена. Однако дальнейшие исследования убедительно свидетельствуют о том, что наблюдаемые материалы частично являются неорганическими, а в остальном представляют собой загрязнители земного происхождения (13). Самый благоприятный из возможных вердиктов – «Не доказано».
Таким образом, не существует никаких явных свидетельств существования жизни где-либо ещё в нашей Солнечной системе. Очевидно, что здесь свою роль сыграл необоснованный оптимизм, от которого не застрахованы и учёные. Сама эта возможность не исключена, но, судя по тем реальным доказательствам, которыми мы располагаем, шансы найти жизнь на других планетах нашей системы невелики.*

За пределами нашей Солнечной системы

Стоит повториться, что нет никаких данных наблюдений, свидетельствующих о существовании планет, пригодных для жизни, за пределами нашей Солнечной системы, а тем более – о возможных условиях окружающей среды на них.* Любое суждение по этому вопросу зависит от экстраполяции того, что мы знаем о Земле и жизни на ней, а также от астрономических данных, в которые не входят непосредственные наблюдения. Разумеется, для таких экстраполяций есть веские основания, но они по-прежнему содержат значительный элемент субъективизма и весьма склонны превращаться в чистую фантазию.

Необходимо оценивать цепочку из четырёх вероятностей: это вероятность того, что подходящие планеты действительно существуют; вероятность того, что на них возникла жизнь; вероятность того, что такая жизнь развивалась предсказуемым образом; и вероятность того, что такая эволюция в итоге привела бы к появлению гуманоидов (в соответствии с определением из следующего абзаца). Тезис, который я сейчас буду развивать, пусть субъективный и умозрительный, но основанный на фактических данных, заключается в том, что первая из вероятностей реальна, вторая гораздо ниже, но ощутима, третья чрезвычайно мала, а четвёртой практически можно пренебречь. Каждая из этих вероятностей зависит от предыдущей, поэтому, чтобы получить общую вероятность конечного события, – появления гуманоидов – их необходимо перемножить. Произведение этих вероятностей, каждая из которых представляет собой долю от единицы, вероятно, лишь немногим больше нуля.
(Прежде чем продолжить, я должен дать определение понятия «гуманоид» для тех, кто увлекается научной фантастикой не так сильно, как я. Гуманоид, в терминологии научной фантастики, адаптируемой к настоящему, также несколько причудливому сюжету, – это живой организм природного происхождения, обладающий разумом, количественно и качественно сравнимым с человеческим, и, следовательно, обладающий возможностью разумного общения с нами. Его анатомия и даже средства обмена информацией не определяются как идентичные нашим. С другой стороны, андроид – это неживая машина, сервомеханизм или робот, сконструированный с более или менее человеческим обликом и способный выполнять некоторые действия подобно человеку.)
На первом пункте, касающемся существования землеподобных планет, мы не станем задерживаться надолго. Похоже, что все астрономы согласны с тем, что планеты, которые похожи или были похожи на Землю, когда на ней зародилась жизнь, вероятно, существуют в большом количестве (см. 4, 14, 15). Действительно, число звёзд в доступной Вселенной (различимых с помощью оптического или радиотелескопа) настолько невообразимо велико, что даже если бы шансы на существование такой планеты у какой-либо из них были чрезвычайно малы, возможность того, что у какой-то из них такая планета есть, была бы значительной. Таким образом, в качестве основы для дальнейших размышлений мы можем разумно предположить, что условия, которые оказались благоприятными для возникновения жизни на Земле, могли существовать и за пределами нашей Солнечной системы.

Происхождение жизни

Следующий вопрос звучит так: «Как возникла жизнь на Земле, и вероятно ли, или, возможно, неизбежно ли её зарождение в другом месте Вселенной в аналогичных условиях?» Это большей частью относится к ведению биохимиков, и они, безусловно, не оставили этот вопрос без внимания. Литературы здесь очень много. Достаточный для наших целей объём материала обобщён или процитирован в недавних работах Опарина [(16)], Флоркина [(17)], Кальвина [(18)] и Эренсварда [(19)]. Во мнениях относительно того, в каком именно направлении следовать, существуют большие расхождения, но и здесь наблюдается почти полное единодушие по основным моментам. Практически все биохимики сходятся во мнении, что жизнь на Земле возникла спонтанно из неживой материи, и что она почти неизбежно возникла бы на достаточно похожих на неё молодых планетах в других местах.
Эта уверенность основана на опыте из области химии. Если атомы водорода и кислорода соединяются при определённых простых и распространённых энергетических условиях, они всегда соединяются строго определённым способом, образуя воду. Образование более сложных молекул требует, соответственно, более сложного сочетания обстоятельств, но по-прежнему обусловлено тем, какой способ кажется проще в сравнении с прочими. Разумеется, это было продемонстрировано в лаборатории. Если энергия такого рода, какая была бы доступна на молодой планете, приложена к смеси простейших возможных соединений водорода, кислорода, углерода и азота, которые также вполне могут встречаться на молодой планете, образуются аминокислоты и другие строительные блоки необходимых сложных органических молекул. Ключевым моментом здесь был эксперимент Миллера [(20)]. Выполненные в большом количестве более поздние работы, большей частью упомянутые в указанных выше книгах, подтвердили и расширили эти результаты. Дальнейший синтез строительных блоков в макромолекулы, в особенности нуклеиновых кислот и белков, необходимых для жизни, ещё не был осуществлен в реалистично примитивных условиях. Тем не менее, разумно предположить, что эти шаги также произошли бы закономерным путём, неизбежно при условии наличия достаточного времени в условиях, которые, вероятно, поддерживаются на некоторых примитивных планетах. Также ясно, что времени действительно было достаточно, поскольку в настоящее время точно известно, что Земле больше трёх миллиардов лет, а планеты, которые ещё старше, вполне могут существовать в этой и других галактиках.
От необходимого предварительного образования белков, нуклеиновых кислот и других крупных органических молекул до их организации в живую систему в полном смысле этого слова ещё далеко. Это тот шаг, или, скорее, большая серия шагов, о которых мы в настоящее время знаем меньше всего, даже с применением умозаключений и экстраполяции. Полностью живая система должна быть способной преобразовывать энергию таким образом, чтобы накапливать негэнтропию, то есть, она должна порождать менее вероятную, менее случайную организацию материи и должна создавать приток доступной энергии в локальной системе, а не уменьшение, которое требует для закрытых систем второй закон термодинамики. Ещё она должна быть способной хранить и воспроизводить информацию, и воспроизведённая информация в конечном итоге должна использоваться для формирования новой самостоятельной системы, подобной той, из которой она была получена. Далее, живая система должна быть изолирована таким образом, чтобы это предотвращало рассредоточение взаимодействующих молекулярных структур и допускало накопление негэнтропии. В то же время должен быть возможен избирательный обмен материалами и энергией между организмом и окружающей средой в обоих направлениях. Системы, эволюционирующие в сторону жизни, должны стать клеточными индивидуумами, отграниченными мембранами.
Простейшие настоящие организмы обладают всеми этими и многими другими свойствами, но в своей микроскопической и субмикроскопической организации они очень далеки от простоты. Менее организованные объединения органических макромолекул, подобные тем, которые мы наблюдаем в настоящее время в виде вирусов, не могут выполнять все эти задачи самостоятельно и, следовательно, не могут рассматриваться как примитивные и настоящие формы жизни.
Чтобы эволюция происходила, а организмы развивались и наращивали своё разнообразие, необходимо нечто ещё большее. Живые существа должны обладать способностью получать новую информацию, изменять хранящуюся в них информацию и объединять её в новые, но столь же интегрированные генетические системы. Разумеется, в настоящее время считается, что эти процессы, сведённые к мутации, рекомбинации и отбору, уже должны быть запущены для перехода от стадии разрозненных макромолекул к стадии настоящих организмов, или клеточных систем. Должны существовать какая-то обратная связь и кодирование, ведущие к улучшенной и разнонаправленной адаптации зарождающихся организмов к доступным типам сред обитания. По сути, такая адаптация – это способность воспроизводить и поддерживать или увеличивать существующие длительное время популяции особей путём накопления, преобразования и организации материалов и энергии, доступных в существующей среде. Эти процессы адаптации в популяциях значительно отличаются своим порядком от любых других процессов, связанных с предшествовавшим этому неорганическим синтезом макромолекул. Они также выглядят совершенно иными по своей природе, но это отчасти является вопросом терминологии, и ещё добавляет неопределённости тот факт, что они должны были постепенно сложиться на основе свойств, уже присутствующих у неорганических предшественников. В любом случае, на этих этапах зарождения жизни определённо добавилось что-то новое. Нужен настрой на надежду, и даже на веру, чтобы предположить, что приобретение органической адаптивности было предопределённым или неизбежным в той же степени или даже в том же смысле, в каком это могло быть верным для предшествовавшего более простого химического происхождения необходимых макромолекул.
Я не хочу сказать этим, что материальные причинно-следственные связи отброшены, или что в эволюционирующие системы был привнесён некий таинственный виталистический элемент. Всё по-прежнему должно происходить без нарушения физических и химических принципов. Однако теперь эти принципы должны действовать иным образом, поскольку они вовлечены в работу целостных, органических, постоянно усложняющихся многомолекулярных систем, что значительно превосходит простое образование химических связей. Именно здесь нужно перестать принимать как должное ожидания и экстраполяции химика и получить дополнительную информацию только от биолога, то есть, от человека, изучающего целые организмы и то, как они существуют в воспроизводящихся популяциях и в сообществах, приспособленных к окружающей среде.
Если принимать во внимание достаточный запас времени и довольно простые обстоятельства, которые вряд ли будут уникальными во Вселенной, представляется, что существует значительная вероятность, и возможно, даже неизбежность, перехода от разобщённых атомов к макромолекулам. Дальнейшая организация этих молекул в клеточную жизнь, на первый взгляд, может показаться совершенно иной вероятностью, гораздо меньшего порядка. Это не невозможное событие, потому что мы знаем, что, как минимум, один раз оно случилось. Тем не менее, это событие настолько маловероятно, что даже если бы макромолекулы возникали много раз во многих местах, то похоже, что эволюция должна была часто или обычно заканчиваться на этой доорганизменной стадии. Лишь подкрепляемая данными астрономии уверенность в возможности существования многих миллионов землеподобных планет позволяет нам предположить, что зарождение настоящей, то есть клеточной, жизни могло происходить не единожды. Насколько мне известно, самая низкая из последних оценок количества землеподобных планет в наблюдаемой Вселенной, сделанная компетентным астрономом, принадлежит Шепли [(15)], который считает 100 миллионов весьма консервативной цифрой. Исходя из этого, разумно предположить, что жизнь возникала во Вселенной неоднократно, хотя мы не знаем и, возможно, никогда не узнаем, является ли это фактом.
Здесь можно вкратце рассмотреть идею о том, что, как только жизнь возникла в каком-то месте Вселенной, организмы, находящиеся в состоянии криптобиоза (21), могли распространяться путём «космозойского» переноса с планеты на планету. Такую возможность особенно активно отстаивал Аррениус [(22)], следуя ещё более раннему любопытному предположению Рихтера и других учёных о том, что жизнь и космос могут существовать параллельно друг другу как в пространстве, так и во времени. В настоящее время представляется крайне маловероятным, хотя и не совершенно невозможным, что какой-то организм, даже в инкапсулированном виде, находящийся в состоянии криптобиоза с полностью остановленным обменом веществ, способен пережить радиационную опасность космоса без искусственной защиты (23). Более того, перемещение из одной солнечной системы в другую с какой-либо скоростью, достижимой естественным путём (например, с помощью давления световых лучей), потребовало бы значительно большего времени, чем любая точно установленная или вероятная продолжительность криптобиотического состояния, которая составляет не дольше пятидесяти лет у микроорганизмов или около тысячи лет у любых живых организмов (21). Консервативный вывод заключается в том, что крайне маловероятно, почти на грани невозможного, чтобы какая-либо форма жизни когда-либо перемещалась естественным образом из одной планетной системы в другую. Такое путешествие между Землёй и Марсом в пределах одной планетной системы по-прежнему маловероятно, но такая возможность не исключается полностью.

Последующая эволюция постулируемых форм жизни

А сейчас мы обратимся к последующей эволюции предполагаемых форм жизни после того, как жизнь появилась на планете, и ещё раз перейдём на другой порядок вероятности. У нас есть лишь один образец, на основе которого можно строить наши суждения. Палеобиологи показали нам общую картину хода эволюции на этой планете. Необиологи достаточно подробно, хотя и не полностью, продемонстрировали результат этого процесса в определённый момент времени – в настоящее время. Хотя это далеко не единственные достижения учёных-систематиков, они уже сами по себе настолько важны для решения текущих проблем, что оправдывают активизацию исследований по этой обширной теме.
Проблема экстраполяции на основе этой единственной выборки состоит в том, чтобы решить, является ли неизбежным, вероятным, невероятным или невозможным событием, чтобы жизнь независимого происхождения развивалась подобным или идентичным образом. Мнения на этот счёт действительно варьировали от одной крайности к другой. Я считаю, что разумный выбор между этими мнениями возможен, и, более того, многие, даже большинство из тех, кто в недавнем прошлом рассматривал этот вопрос, сделали неправильный выбор. Обзор недавней литературы по экзобиологии, которая почти вся написана учёными-физиками и биохимиками (или молекулярными биологами), показывает, что они в большинстве своём предположили, обычно даже не задаваясь вопросами, что, раз жизнь где-то возникла, последующее её развитие было бы во многом таким же, как на Земле. Итак, единственной действительно надёжной основой для такого предположения было бы мнение о том, что путь, которым следовала эволюция на Земле, является единственно возможным, и что жизнь не может развиваться никаким иным образом. В обзоре двух книг, в которых выдвигается такое предположение, Блюм [(24)] назвал эту точку зрения «детерминистской», в противоположность «оппортунистской». Выбор терминов не самый удачный хотя бы потому, что очевидно, что эволюция, полностью детерминистская в философском смысле, не обязательно, и даже почти наверняка не будет протекать сходным образом на отличающихся друг от друга планетах. Тем не менее, эти две философские школы действительно существуют, и воззрениями той из них, которую Блюм называет детерминистской, чаще всего пользуются в современных рассуждениях на тему экзобиологии.
Здесь скрыты фундаментальные проблемы философии, а также, разумеется, теологии. Эти проблемы обсуждались в предыдущих главах (в частности, в 9, 10 и 11), и не требуют здесь особого внимания. Уместные научные вопросы здесь следующие: если процесс эволюции везде протекает так же, как здесь, на Земле, приведёт ли он где-либо ещё к таким же материальным результатам, в том числе к людям или гуманоидам? Насколько неизбежен такой исход?
Получить ответ на эти вопросы можно двумя различными, но взаимосвязанными способами. Во-первых, мы можем изучить ход эволюции здесь, на Земле, чтобы понять, действительно ли она протекала так, как если бы была направлена к определённой цели или к неизбежному результату. Во-вторых, мы можем исследовать механизмы или процессы эволюции, чтобы решить, был ли их результат ограничен развитием какого-либо вида гуманоидов, то есть нас самих в примере с Землёй, и при каких условиях это возможно. Эти подходы также обсуждались в предыдущих [главах] (в частности, 4, 8 и 12), и на данном этапе нужно лишь кратко изложить их.
Летопись окаменелостей совершенно очевидно показывает, что не существует такой центральной линии, что ведёт методично и целенаправленно от простейшего организма к человеку. Вместо этого происходит непрерывное и чрезвычайно сложное ветвление, и каким бы путём мы ни следовали по ветвям, происходят неоднократные изменения, как скорости, так и направления эволюции. Человек – это конец отдельно взятой ветви. Комнатная муха, собачья блоха, яблоня и миллионы других видов живых организмов точно так же представляют собой концы других ветвей. Более того, мы не обнаруживаем, что жизнь просто распространялась, становясь всё более разнообразной, до тех пор, пока эволюция не породила ныне живущие организмы. Напротив, подавляющее большинство ранних форм жизни беспрепятственно вымерло. Обычно после этого их места в структуре природы занимают другие организмы совершенно иного происхождения. В некоторых случаях их места, похоже, просто пустовали на протяжении более или менее длительных отрезков времени.
Ни структуру этой летописи в целом, ни её затейливые подробности нельзя истолковать просто с финалистических позиций.
Если эволюция – это Божий план творения (предположение, которое учёный как таковой не должен ни подтверждать, ни опровергать), то Бог – не сторонник финализма. Но это по-прежнему не даёт полного ответа на конкретный вопрос, который мы рассматриваем в данный момент. На планете какой-то другой звезды можно было бы достаточно близко следовать этому нефиналистическому шаблону, чтобы создать гуманоидов и в том месте. Далее мы должны обратиться к причинно-следственным элементам и ограничениям, присущим этому процессу, чтобы продолжить наши рассуждения о вероятности такого исхода.
Каждый новый организм развивается, образно говоря, в соответствии с посланием, закодированной программой действий, полученной от одного или двух его родителей. Эволюция происходит только в том случае, если в ходе смены поколений эта информация изменяется. Такие изменения у индивидуумов происходят преимущественно двумя способами, хотя каждый из них принимает многочисленные и иногда сложные формы: это мутации, которые привносят в программу действий новые элементы, и рекомбинации, которые объединяют эти элементы в новые ассоциации и последовательности. В более строгом смысле мутации – это любые изменения в коде, который несёт в себе нуклеиновая кислота. Рекомбинации включают в себя изменения порядка различных кодовых единиц и, в особенности, новые ассоциации единиц из разных источников. Последний источник изменчивости – это половое размножение, а процессы, схожие с половыми, происходят даже у самых примитивных живых организмов, хотя они были вторично утрачены у относительно небольшого числа растений и животных.
Эти процессы сами по себе не являются адаптивными; они не имеют прямого отношения к приспособлению организмов к природным условиям, позволяющему им выживать и эволюционировать дальше. И хотя многие (но не все) эволюционные изменения являются адаптивными, и прогрессивная эволюция действительно происходит, одних только этих процессов будет недостаточно. Для эволюции они необходимы, но должно участвовать ещё что-то помимо них. Между организмами и окружающей средой должно происходить какое-то взаимодействие, и на его основе должна существовать какая-то обратная связь с генетическим кодом. Обратная связь осуществляется посредством естественного отбора, и он действует в популяциях на протяжении последовательно сменяющихся поколений, а не на отдельных особей на протяжении их жизни. В этом состоит весь смысл естественного отбора: он осуществляет воздействие на генетический код со стороны окружающей среды таким образом, чтобы сохранять или изменять программу действий путём приспособления. Это происходит потому, что, по большому счёту, у лучше приспособленных организмов больше потомства. Таким образом, лучше приспособленные генетические послания проявляют тенденцию к распространению внутри популяции по ходу смены поколений. Кроме того, более сложным путём, останавливаться на котором я не вижу необходимости, возникают новые кодовые комбинации, адаптивные для популяции в целом.
Эта обратная связь представляет собой основу для нашего текущего изыскания, поскольку она накладывает определённые ограничения на возможное направление эволюции. Мы можем быть совершенно уверенными, что современные организмы были бы совсем иными, если бы среда обитания их предков сильно отличалась от той, в которой они жили. Также очевидно, что эволюция должна быть оппортунистической в том смысле, что она может работать только с тем, что есть в наличии. Мутации могут возникать только достаточно определённым образом, в зависимости от сложившейся природы закодированной программы действий. Рекомбинация может заново объединить лишь те элементы кода, которые существуют у данных организмов. Отбор может воздействовать только на вариации, присутствующие в популяции на данный момент. Таким образом, фактор, запускающий эволюцию, затрагивает все генетические, структурные, физиологические и поведенческие особенности популяций, и так происходит с момента зарождения жизни.
Даже незначительные изменения на ранних этапах истории оказали бы глубокое кумулятивное воздействие на все организмы-потомки на протяжении последующих миллионов поколений. Несмотря на огромное разнообразие жизни, насчитывающее многие миллионы видов на протяжении множества лет, оно представляет собой лишь незначительную долю от всех возможных форм жизни. Несомненно, ныне существующие виды были бы иными, если бы иным было их начало, и если бы какой-либо этап истории организмов и окружающей их среды был иным. Таким образом, существование нашего ныне живущего вида зависит от чётко выверенной последовательности причинно-следственных связей на протяжении примерно двух миллиардов лет или дольше. Человек не может быть исключением из этого правила. Если бы причинно-следственная цепочка была иной, Homo sapiens не существовал бы. (Эти причинно-следственные ограничения были более подробно рассмотрены в предыдущей главе, [см. также 25])

Не может повторяться

Как направление, которым следует эволюция, так и её процессы ясно показывают, что эволюция не способна повторяться. Ни один вид или любая группа более высокого ранга никогда не эволюционировала и не может эволюционировать дважды. Динозавры исчезли навсегда. Ничего похожего на них не возникало до них и не возникнет после них. Это происходит не только из-за действия отбора через длинные цепочки неповторяющихся обстоятельств, как я только что кратко отметил. Так происходит ещё и потому, что в дополнение к этим адаптивным условиям в эволюции присутствует более или менее случайный элемент, связанный с мутациями и рекомбинацией, которые, с технической точки зрения, являются стохастическими. Повторение практически невозможно из-за неслучайного воздействия отбора на то, что имеется в популяциях. Это событие становится ещё менее вероятным, если учесть, что также требуется удвоение того, что представляет собой, если так можно выразиться, случайности. Вполне очевидно, что эта фундаментальная неповторяемость эволюции на Земле оказывает решающее влияние на вероятности того, что она повторится или пойдёт в близком параллельном направлении на какой-либо другой планете.
Так легко высказываемое астрономами, физиками и некоторыми биохимиками предположение о том, что, как только где-то зародится жизнь, со временем неизбежно появятся гуманоиды, откровенно ложное. Вероятность того, что человек может быть продублирован на какой-то другой планете, равна вероятности того, что история планеты и её живых организмов окажется идентичной во всех существенных аспектах истории Земли на протяжении нескольких миллиардов лет. Давайте примем необоснованное утверждение о миллионах или миллиардах возможных планетах, ставших прибежищем жизни; шансы на такое историческое повторение всё равно будут исчезающе малы.
Даже если, как я полагаю, какое-то близкое сходство с Homo sapiens где-либо ещё в доступной Вселенной фактически исключено, вопрос ещё не совсем закрыт. В конце концов, разум, подобный человеческому, – это удивительная адаптация, особенно по своей широте. Он обладает ценностью для выживания в широком диапазоне условий окружающей среды, и поэтому, если он вообще стал возможным, естественный отбор мог бы благоприятствовать ему даже в условиях, отличных от земных. Здесь, безусловно, есть ещё одна серьёзная загвоздка. Возможно, человек собирается использовать какую-то дикую составляющую своего разума для самоуничтожения; я не верю, что это случится, но в настоящее время ни один реалист не может отрицать такую возможность. Разумеется, если бы это случилось, то адаптивность человеческого разума оказалась бы недолговечной, и довод в пользу его очевидной широкой адаптивности был бы опровергнут. Помимо этого момента, не будет ли это какой-то, образно говоря, игрой причинно-следственных связей истории? А если история планеты будет отличаться от нашей, то смогли бы эволюционировать какие-то совершенно иные, но всё же сравнительно разумные существа – гуманоиды в более широком смысле этого слова? Очевидно, что однозначно ответить на эти вопросы нельзя. Я могу лишь высказать свое мнение. Эволюция действительно представляет собой в значительной степени детерминированный процесс. Факторы, которые определили внешний облик человека, были настолько особенными, воздействовали настолько долгое время и были такими невероятно сложными, что я вряд ли смог бы указать их здесь. Разумеется, далеко не все они известны, и похоже, что всё, что мы узнаём, ещё сильнее подчёркивает их пугающую уникальность. Если происхождение человека действительно было неизбежным именно в таких условиях, какие имели место в нашей реальной истории, то это делает его происхождение где-то в другом месте практически невозможным событием. Поэтому я считаю крайне маловероятным, что где-либо в доступной нам Вселенной существует что-либо, достаточно похожее на нас для реального общения.
«Крайне маловероятно» не означает «невозможно», и те, кто любит помечтать, по-прежнему могут мечтать о том, что человечество не одиноко во Вселенной. Но здесь возникает ещё один вопрос, который не даёт нам покоя. Какова природа и ценность этой мечты? До тех пор, пока мы не узнаем или не сможем всерьёз надеяться узнать что-либо о других гуманоидах, мечта остаётся мечтой, фантазией, научно-фантастическим развлечением, поэтическим утешением, не имеющим ничего общего с реальностью. Предположим, что почти невозможное оказалось правдой. Каковы шансы на то, что мы действительно сможем узнать о существовании внеземных гуманоидов и, в конце концов, вступить с ними в контакт? С чувством, близким к печали, я должен заключить, что шансы исчезающе малы.

Общение

При нынешнем или любом прогнозируемом уровне развития наших технологий единственный способ узнать о других гуманоидах – это чтобы они отправили нам сообщение или посетили нас. Для этого, в первую очередь, требуется, чтобы они разработали технологию, подобную человеческой, что ни в коем случае не следует автоматически из простого развития разума. (Они могут быть достаточно умными, чтобы использовать свой мозг более рациональным образом!) Они также должны были сделать это как раз в нужное время, что затрагивает ещё один сложный момент. На фоне миллиардов лет существования жизни на Земле прошёл лишь бесконечно малый промежуток времени, около шестидесяти лет, с тех пор как человек овладел способностью отправлять сообщения в космическое пространство или получать их. Насколько же мала вероятность совпадения с тем, что какой-то другой гуманоид достигнет именно такой стадии в именно в подходящее время!
Теоретически, если двигаться дальше в космос, то невероятность появления гуманоидов становится несколько меньше. Если бы гуманоиды жили на планете, удалённой от нас на миллион световых лет – а это очень малое расстояние по меркам просторов галактик, – то сообщение, которое дошло бы до нас сейчас, должно быть отправлено ровно миллион лет назад. Невероятность, громоздящаяся на невероятность, приближается к невозможности. Если бы явно невозможное событие повторилось, это, несомненно, стало бы одним из самых замечательных событий в истории, но что в нём толку? Вполне очевидно, что отправители сообщения были бы мертвы, когда мы его получим; весь их вид вполне может оказаться вымершим. Если бы, в конце концов, выжав всё возможное из малейшей вероятности, мы получили послание с относительно близких звёзд, потребовались бы годы или, что более вероятно, поколения, чтобы отправить сообщение и получить ответ. При таких условиях установление полезного, понятного двустороннего информационного обмена всё равно было бы невозможно.
Чтобы внеземные гуманоиды действительно посетили Землю, потребовались бы технологии, значительно превосходящие наши. В настоящее время мы даже не знаем, возможен ли такой уровень развития технологий. Здесь собираются воедино все трудности, отмеченные ранее, и даже больше того. Если бы такое деяние было хотя бы отдалённо возможным, и если бы гуманоиды в целом были распространены во Вселенной – а все эти «если бы» тоже имеют тенденцию накапливаться в данной теме, – то можно было бы подумать, что к настоящему времени нас бы уже кто-то посетил. Несмотря на сообщения о летающих тарелках и маленьких зелёных человечках, которым место лишь в научной фантастике, факт остаётся фактом: никто нас не посещал. Разумеется, это выглядело бы логичным дополнительным основанием полагать, что гуманоиды, мягко говоря, не являются преобладающей формой.

Выводы

Я не могу поддаваться той эйфории, что охватила столь многих людей, и даже некоторых биологов (некоторые из них теперь стали экс-биологами и превратились в экзобиологов). Причины моего пессимизма высказаны здесь лишь в самых общих чертах. Я знаю, что они не убедят ни всех в целом, ни даже просто многих. Слишком уж много эмоциональных факторов и, скажем прямо, эгоистических интересов противостоят этим выводам. На самом деле я и сам хотел бы, чтобы мне доказали, что я ошибаюсь, но похоже, что рациональный взгляд на факты делает логически неизбежными следующие выводы:
1. Гуманоидов определённо нет нигде в нашей Солнечной системе.
2. Вероятно, в нашей Солнечной системе внеземной жизни нет, но в отношении Марса такая возможность не исключена полностью.
3. Вероятно, где-то во Вселенной на других планетных системах существуют формы жизни, но если это так, то маловероятно, что мы сможем что-либо узнать не только о них самих, и даже о самом факте их существования.
4. Крайне маловероятно, что в число таких форм жизни входят гуманоиды, и, очевидно, настолько же невозможно, насколько и неважно, что мы смогли бы когда-либо общаться с ними осмысленным и полезным образом, если бы они действительно существовали.
Я завершу эту главу призывом. В настоящее время мы тратим миллиарды долларов в год и несоразмерно большую часть наших крайне необходимых инженерных и научных кадров на космические программы. В качестве одной из основных причин или оправданий этого выдвигается предполагаемое открытие внеземной жизни. Давайте признаем тот факт, что это – азартная игра с самыми неблагоприятными шансами в истории. Далее, если мы хотим продолжать играть в азартную игру, то мы должны, как минимум, осознать, что то, чем мы занимаемся, больше напоминает какой-то дикий загул, чем рациональную научную программу.
Кому-то кажется, что награда может быть настолько велика, что преодоление любых трудностей вполне оправданно. Наградой для биологов, если это возможно, было бы чуть больше знаний о жизни. Но у нас уже есть жизнь, известная, самая настоящая и присутствующая прямо здесь, в нас самих и повсюду вокруг нас. Мы только начинаем понимать её. Из неё мы можем получить больше знаний, чем из любого количества гипотетических марсианских микробов. Разумеется, мы можем узнать больше о возможной внеземной жизни путём изучения систематики и эволюции земных организмов. Знания, полученные в рамках расширенных программ в этих областях, не будут азартной игрой, потому что выигрыш гарантирован.
Поэтому мой призыв прост: мы должны потратить чуть больше наших денег и усилий, скажем, десятую часть того, что в настоящее время ставится на кон в расширяющейся космической программе, чтобы получить этот гарантированный выигрыш.

Ссылки и примечания

1. Весной 1963 года я читал лекции на эту тему (но под названием «Жизнь в других мирах») в шести институтах, входящих в Университетский центр Вирджинии и в Университет Колорадо. Настоящая глава, ранее не публиковавшаяся ни в одном варианте, основана на этих лекциях, но была в значительной степени переработана.
Я подчёркивал, что «не существует никаких прямых данных, полученных путём наблюдений» ни о каких планетных системах, кроме нашей собственной. 19 апреля 1963 года газета «Нью-Йорк таймс» объявила, что доктор ван де Камп из Суортмора открыл третью планетную (или «солнечную») систему такого рода. Очевидное противоречие заключается в определении понятий «прямое наблюдение» и «солнечная система», и на самом деле не требует исправления моего текста. То, что у трёх звёзд есть ненаблюдаемые тёмные спутники, предполагается на основе возмущений в движении звёзд, которые интерпретируются как вызванные гравитационным воздействием спутника. Неясно, следует ли считать тёмные спутники планетами, и в каком смысле. Судя по размерам, излучению и прочим особенностям, они не похожи ни на одну из планет нашей системы и совершенно непригодны для жизни. Поскольку материал, представленный в данной главе, большей частью недавний, спорный и несколько выходящий за рамки моей области знания, мне показалось разумным изложить его более подробно, чем другие главы. В тексте приведены цитаты из следующих источников: (2-25)
2. H. H. Hess et al., “A Review of Space Research,” Natl. Acad. Sci.-Natl. Res. Council Publ. No. 1079 (1962). Включает посвящённую биологии главу на 23 страницах, которая, как заявлено, подготовлена или выражает взгляды 26 «основных участников», среди которых биологами, изучающими жизнь на уровне организмов, фактически являются лишь два или три человека.
3. W. D. Matthew, “Life In other worlds,” Science 54, 239 (1921).
4. F. Jackson and P. Moore, Life in the universe (Norton, New York. 1962).
5. F. T. Barath, A. H. Barrett, J. Copeland, D. E. Jones, A. B. Lilley, “Mariner II: Preliminary reports on measurements of Venus. Microwave radiometers,” Science 139, 908 (1963).
6. C. Sagan, “Origin and planetary distribution of life,” Radiation Res. 15, 174 (1961).
7. E. Hawrylewicz, B. Gowdy. R. Ehrlich, “Micro-organisms under a simulated Martian environment,” Nature 193, 497 (1962).
8. C. C. Kiess, S. Karrer, H. K. Kiess, “A new interpretation of Martian phenomena,” Publ. Astron. Soc. Pacific 72, 256 (1960).
9. W. M. Sinton, “Further evidence of vegetation on Mars,” Science 130, 1234 (1959).
10. M. Calvin, “Communication: From molecules to Mars,” A.I.B.S. (Am. Inst. Biol. Sci.) Bull. 12, No. 5, 29 (1962).
11. G. V. Levin, A. H. Heim, J. R. Clendenning, M. F. Thompson, “Gulliver—a quest for life on Mars,” Science 138, 114 (1962).
12. B. Nagy, W. G. Meinschein, D. J. Hennessy. “Mass spectroscopic analyses of the Orgueil meteorite: Evidence for biogenic hydrocarbons,” Ann. N. Y. Acad. Sci. 93, 25 (1961).
13. E. Anders and F. W. Fitch, “Search for organized elements in carbonaceous chondrites,” Science 138, 1392 (1962).
14. F. Hoyle, Frontiers of Astronomy (Harper, New York, 1955).
15. H. Shipley, Of Stars and Men (Beacon, Boston. 1958).
16. A. I. Oparin, The Origin of Life (Oliver & Boyd. London, 3rd English ed., 1957); ---------, “The origin of life on earth,” Reports on the International Symposium of August, 1957. in Moscow (Academy of Sciences of the U.S.S.R., Moscow. 1959); ---------, Ed., The Origin of Life on the Earth (Pergamon, London, 1960).
17. M. Florkin, Ed.. Some Aspects of the Origin of Life (Pergamon, London, 1961).
18. M. Calvin, Chemical Evolution (Univ. of Oregon Press, Eugene, 1961).
19. G. Ehrensvard, Life: Origin and Development (Univ. of Chicago Press, Chicago, 1962).
20. S. L. Miller, “Production of some organic compounds under possible primitive Earth conditions,” J. Am. Chem. Soc. 77, 2351 (1955).
21. D. Keilin, “The problem of anabiosis or latent life: History and current concept.” Proc. Roy. Soc. London B150. 149 (1955).
22. S. Arrhenius, Worlds In the Making (Harper, New York, 1908).
23. P. Becquerel, “La suspension de la vie des spores des bactéries et de moississures desechees dans la vide vers le zéro absolu. Ses conséquences pour la dissemination et la conservation de la vie dans l’univers,” Compt. Rend. 231, 1392 (1950).
24. H. F. Blum, “Negentropy and living systems.” Science 139, 398 (1963).
25. G. G. Simpson, The Meaning of Evolution (Yale Univ. Press, New Haven, 1949); --------, “The history of life,” в сборнике The Evolution of Life, S. Tax. Ed. (Univ. of Chicago Press, Chicago, 1960), pp. 117-180; ---------, “Some cosmic aspects of organic evolution.” в сборнике Evolution und Hominisation, G. Kurth, Ed. (Fischer, Stuttgart, 1962), pp. 6-20.

Оригинал статьи в формате PDF

Перевод на русский язык: Волков П. И.
г. Владимир, 2025 г.