От атомов к древу. Введение в современную науку о жизни

Можно мысленно прочертить траекторию, соединяющую в одно целое все ключевые моменты химической и биологической эволюции, начиная от формирования планетной системы и заканчивая становлением цивилизации. Такие события, как возникновение первых клеток, многоклеточности или мозга, будут на этой траектории промежуточными точками. Как же оценить вероятность того, что жизнь на данной планете пройдет по ней от начала до конца?

Думается, что тут уместна вот какая аналогия. Представим себе игрока в рулетку, который все время ставит на красное с одним дополнительным условием: серия выпадений красного должна быть обязательно непрерывной. Пока раз за разом выпадает красное, человек остается в игре. Если хотя бы один раз выпало черное, игра прекращается и он выбывает. Какие шансы будут у такого игрока?

Это легко подсчитать. При одном испытании игрой в рулетку вероятность выпадения красного составляет ½. Но уже при десятке испытаний вероятность постоянного выпадения красного станет меньше 1/1000, а при сотне испытаний в знаменателе окажется вполне астрономическое 32-значное число. Вот оно-то и будет характеризовать соотношение тех, кто выиграл, и тех, кто проиграл.

Похоже, что жизнь в космосе сталкивается примерно с такой же игрой вероятностей. Для каждого отдельного фактора или события вероятность помешать развитию жизни может быть невысока. Настоящая проблема в том, что этих факторов и событий очень много. Планета не должна оказаться слишком близко или слишком далеко от звезды, не должна быть разрушена ударом другого небесного тела, не должна проявлять слишком высокую или слишком низкую тектоническую активность — продолжать в таком роде можно до бесконечности. Между тем никакого суммирования, приводящего к взаимной компенсации, здесь нет. Единичного события, хотя бы на короткое время выводящего условия на планете за пределы пригодных для жизни, может быть достаточно, чтобы закрыть вопрос навсегда, даже если значения всех остальных переменных при этом остаются в пределах допустимого.

Более того, биосфера может не только погибнуть от внешних по отношению к ней факторов (это можно назвать угрозой первого рода), но и буквально совершить самоубийство (угроза второго рода). Причем для этого не обязательно нужен разумный агент, который устроит термоядерную войну. У известного геолога Джозефа Киршвинка есть интересная статья под названием «Красная Земля, белая Земля, зеленая Земля, черная Земля»[539]. Под «красной Землей» тут понимается Земля в начале кислородной эпохи: тогдашние осадки богаты окисленными соединениями железа, часто имеющими красноватый оттенок. «Белая Земля» — это Земля эпохи «Земли-снежка». «Зеленая Земля» — это современная Земля с ее почти сплошным растительным покровом. А вот «черная Земля» — это ситуация, которая, по мнению Киршвинка, в принципе могла бы реализоваться в далеком будущем. Современные системы фотосинтеза поглощают свет разных цветов (синий, красный), но вот зеленый свет они большей частью отражают. Именно поэтому современные растения и выглядят зелеными. Между тем в солнечном свете зеленый компонент очень силен. А что, если эволюция создаст фотосинтезирующий организм с такими пигментами, которые будут преимущественно поглощать зеленый

свет? Это вполне может повысить эффективность фотосинтеза и дать такому организму преимущество в выживании: эволюция — слепой скульптор, она никогда не заглядывает вперед дальше чем на один шаг. Земля, покрытая растениями, поглощающими зеленый свет, будет из космоса выглядеть черной. Отражательная способность планеты при этом грозит снизиться настолько, что биосфера не сможет справиться с перегревом и большинство живых организмов погибнет от высокой температуры (как это чуть было не произошло на рубеже перми и триаса). При всей внешней фантастичности этого сценария никаким законам природы он не противоречит.

Говоря о жизни в космосе, мы сразу сталкиваемся с еще одной проблемой, связанной скорее с человеческим восприятием реальности. Рассуждая о том, почему мы до сих пор не встретили инопланетные цивилизации, люди очень часто основываются (больше подсознательно, чем сознательно) на старинных представлениях, согласно которым Вселенная практически вечна. Философы, убежденные, что мир никогда не рождался и никогда не умрет, были даже в Средневековье. В Новое время близкую к этому позицию выразил, например, шотландский геолог Джеймс Геттон, писавший: «В истории Земли мы не видим никаких следов начала и никаких признаков конца». Но сейчас-то мы знаем, что это совсем не так! Любая планетная система имеет конечный срок существования, в который развивающаяся там жизнь должна уложиться. И в сравнении с темпами эволюции самой жизни этот срок не так уж велик. Например, часть «жизненного цикла» Солнца, охватывающая промежуток от протозвезды до красного гиганта, должна занять около 10 миллиардов лет. Это всего-навсего вдвое больше, чем уже длится история Солнечной системы.