Как выглядят инопланетяне? Ответ — в эволюции

Десятки лет детей, кинопродюсеров и ученых занимала мысль о том, как выглядят инопланетяне. Если они существуют, похожи ли они на нас, или принимают самые невообразимые формы? Ответ на этот вопрос, на самом деле, зависит от нашего понимания эволюционных процессов, происходящих на самом глубинном уровне.

За многие годы Голливуд породил изрядное количество инопланетян-гуманоидов. Поначалу этот выбор был продиктован необходимостью: спецэффекты требовали, чтобы кто-то надевал на себя резиновый костюм. По иронии судьбы, теперь, когда компьютерная графика может все, киноинопланетяне выглядят как нельзя более человекоподобными, чтобы зритель смог эмоционально сопереживать им: наглядным примером может служить «Аватар» Джеймса Кэмерона.

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.

Перемотка пленки жизни

В знаменитом мысленном эксперименте биолог Стивен Джей Гульд (Stephen Jay Gould) 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 (Simon Conway Morris), 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».

Почему бы им не быть гигантскими разумными «насекомыми»?

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.

Главный путь нашего поиска разумной жизни в космосе — это пытаться перехватить радио- или гамма-трансляции. Эти действия в большей мере концентрируются на звездных системах с планетами, похожими на Землю, так как считается, что именно на них может существовать жизнь. В конце концов, проще искать «жизнь, знакомую нам», чем ту жизнь, о которой нам ничего не известно.

Мэттью Уиллз (Matthew Wills) The Conversation, Великобритания