Разнообразие форм жизни во Вселенной

Вторник, 23 Август 2016 09:04
Летают тут всякие... Летают тут всякие...

В данный момент единственные формы жизни, доступные для нашего изучения, существуют здесь, на Земле. Они имеют единый источник происхождения 3,5 миллиарда лет назад, но этот общий предок породил, возможно, около 20 миллионов существующих видов одних только животных. Их тела устроены в соответствии с примерно 30 разными видами строения тел больших групп, определяемых как типы организмов.

Но когда животные впервые разделились на виды около 542 (или более) миллионов лет назад при кембрийском эволюционном «взрыве», могло существовать еще большее количество разновидностей основных строений организмов. Взять, к примеру, пятиглазую, снабженную хоботом опабинию, черешковый и напоминающий цветок диномиск, а также нашу дальнюю родственницу хордовую пикайю.

В знаменитом мысленном эксперименте биолог Стивен Джей Гульд задался вопросом, что будет, если мы перемотаем «пленку жизни» и запустим ее заново. Гульд утверждал важность случая в эволюции: стоит измениться одной маленькой вещи чуть ранее, и последствия изменения нарастают во времени, как снежный ком. В известной нам версии истории пикайя или нечто, очень похожее на нее, выжила и породила рыб, амфибий, рептилий, млекопитающих и, наконец, нас самих. Но что было бы, если бы она не сохранилась? Могла бы другая группа породить разумных существ с тем, чтобы вы могли читать сейчас этот текст пятью глазами вместо привычных двух? Если бы наше происхождение на Земле действительно основывалось на этой оси, то почему инопланетяне, развиваясь на других планетах, должны хотя бы отдаленно напоминать нас?

Ответ, как считает биолог-эволюционист Саймон Конуэй Моррис, лежит в феномене эволюционного совмещения: процесса, в ходе которого у отдаленно родственных животные появляются очень схожие черты. Например, схожая обтекаемая форма дельфинов, тунца и исчезнувших ихтиозавров сложилась у каждого вида в ходе эволюции независимо от других как реакция на селективное давление при эффективном быстром передвижении под водой.

Но какие аспекты биологии инопланетян можем увидеть мы? Углеродная биохимия показывает, что углерод образует устойчивые цепи, а также создает устойчивые, но легко нарушаемые соединения с другими элементами. Другие элементы, самый показательный пример — силикон и сера — образуют менее устойчивые соединения при температурах, подобных существующим на Земле. Вода или какой-либо другой растворитель также представляется необходимым. Чтобы произошла эволюция, должен существовать какой-то механизм для хранения и воспроизводства информации с умеренной точностью, такой как ДНК, РНК и аналогичные. И хотя сами первые клетки появились на Земле довольно рано, появление многоклеточных животных потребовало почти 3 миллиардов лет эволюции. Поэтому вполне возможно, что жизнь на других планетах может застрять на стадии одноклеточных.

На планете, напоминающей Землю, также возможно, что излучение от инопланетного солнца или солнц будет использоваться биохимически как источник энергии. Для эффективного использования света относительно большим количеством многоклеточных первичных продуцентов, вероятно, потребуется система накапливания света из листьев и веток. Сходные формы и правила развивались на Земле конвергентно, поэтому на схожих с Землей планетах мы можем ожидать появления разнообразных, знакомых нам форм «растений».

За некоторым исключением животные едят либо первичных продуцентов, либо друг друга, вариантов — бесконечно много. Поиск пищи зачастую требует такого передвижения, чтобы рот находился впереди, то есть животному необходимо иметь начало (голову) и конец (хвост). Передвижение по твердой поверхности требует особого строения (например, ресничек, мускулистых ступней или ног) на границе контакта, то есть должна быть тыльная и верхняя стороны. Обычно это также влечет за собой двустороннюю (право-лево) симметрию: действительно, большинство животных принадлежит к «сверхгруппе» под названием «двусторонне-симметричные».

А как же огромные, обладающие мозгом и интеллектом существа, способные передвигаться в межзвездном пространстве? Насекомые — самая богатая разнообразными видами группа на Земле: почему бы инопланетянам не походить на них? К сожалению, если ваш скелет расположен снаружи, вам трудно расти, это также подразумевает то, что периодически вы сбрасываете оболочку и вновь ее наращиваете. На планете, похожей на Землю, все относительно небольшие земные существа, скелет которых расположен снаружи, сломались бы под своим собственным весом во время линьки, а чтобы вместить сложный мозг, может потребоваться значительный размер.

Относительно большой мозг, некоторая доля способностей к использованию орудий и решению задач, похоже, взаимосвязаны на Земле и многократно эволюционировали: у обезьян, китов, дельфинов, собак, попугаев, ворон и осьминогов. Однако обезьяны гораздо лучше развили способность к использованию инструментов. Это хотя бы отчасти является следствием хождения на двух ногах, освобождающего передние конечности, и ловкости наших пальцев (что также может быть ключом к появлению письменности).

В конце концов, вопрос о том, насколько разумные инопланетные существа будут напоминать нас, остается открытым. Может быть, наличие у людей лишь одной пары глаз и ушей (достаточной для стереозрения и стереослуха), одной пары ног (сокращенной версии изначально более устойчивых двух пар) имеет значение, а, может, и нет. Многие другие органы также являются парными как следствие нашей эволюционно глубоко укоренившейся (и, возможно, неизбежной) двусторонней симметрии. Однако некоторые части нашего строения являются всего лишь следствием случая. То, что у нас есть руки и ноги с пятью пальцами, является следствием опоры на пять пальцев у наших древних четвероногих предков, чьи близкие родственники опирались, бывало, и на семь, и на восемь пальцев.

Действительно, большинство видов было подвержено случайной «блокировке» в ходе развития, обусловившей более стерепотипную и менее гибкую при эволюции структуру организма. Отсортировать фунциональное и случайное — одна из масштабных, выдающихся задач эволюционной биологии, которая поможет нам лучше понять, насколько инопланетные формы жизни смогут отличаться от нас.

Видео по теме:

Прочитано 810 раз

...

Похожие материалы (по тегу)

  • Ученые: "Когда-то Марс был двойником Земли..."

    Специалистами американского агентства NASA опубликованы новые фотоснимки Марса, показывающие его схожесть с планетой Земля. Материал получен во время исследовательской миссии, разведывательным марсианским спутником (MRO).

  • Ученые поведали о самых странных планетах в разных уголках Вселенной

    Ученые составили небольшой рейтинг самых нетипичных планет, расположенных во Вселенной. Астрономы подчеркивают, что те явления, которые воспринимаются на Земле необычно, могут быть вполне обычными вещами на поверхностях других космических тел.

  • Растения мыслят... следовательно, существуют?

    У растений длинная и неожиданная линия эволюции. Земные растения сформировались 450 миллионов лет назад, акулы старше деревьев. Первые цветы появились только в меловом периоде, а трава начала прорастать лишь 40 миллионов лет назад. За это время растения развили некоторые поразительные особенности, и, как показывает последнее исследование, проведённое Бермингемским университетом, «мозг» тоже мог быть одним из них. Правда, это мозг не в том понимании, в котором он существует, например, у животных. У растений он представляет собой набор клеток, действующих как своего рода командный центр.

  • А что находится там, на самом краю Вселенной?..

    Есть порог, за который мы не можем выйти, есть вещи, которых мы никогда не узнаем. Но кое-что мы знаем, и у нас есть мощные инструменты: наука, воображение, анализ. 13,8 миллиарда лет назад Вселенная, какой мы ее знаем, родилась в горячем Большом Взрыве. Со временем пространство расширилось, материя прошла через гравитационное притяжение и получилось то, что получилось. Но всему, что мы видим, есть предел. На определенном расстоянии галактики исчезают, звезды меркнут и никакие сигналы далекой Вселенной увидеть нельзя. Что лежит за этим пределом? Если Вселенная ограничена в объеме, есть ли у нее граница? Достижима ли она? На что похож край Вселенной?..

  • Ученые построили новую модель Вселенной

    Исследователи из Цюрихского университета построили модель формирования всей Вселенной при помощи мощного суперкомпьютера. Гигантский каталог, состоящий примерно из 25 миллиардов виртуальных галактик, был сгенерирован на основе набора из 2 триллионов цифровых частиц. Этот каталог используется для калибровки экспериментов, которые будут размещены на борту спутника «Евклид» (Euclid), планируемого к запуску в 2020 г. с целью исследования природы таинственных темной материи и темной энергии.