Търсене на живот във вселената увод


Глава 10 От молекули към разум



страница7/18
Дата24.07.2016
Размер4.13 Mb.
#3334
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   18
Глава 10

От молекули към разум

Ние мислено проследихме възможния процес за възникване на живота на Земята, който включва полимеризация, т.е. спонтанно образуване на молекули във вид на дълги вериги върху зрънца от глина на брега на малки, периодически пресъхващи водоеми. Използвайки аналогията с известния метод на проби и грешки, предположихме по-нататък, че някои от полимерите, в това чиесло и такива, които могат да послужат като матрици за образуване на други молекули, се оказали изолирани от първичния органичен „бульон” и се събрали в капки, обкръжени с обвивки от други съединения. Такъв модел на развитие на живота предполага, че тези капки, пълни с полимери, са протоклетките, от които се развиват първите сегашни клетки.



Прокариоти

Тъй като очевидно вирусите са произлезли от клетките и не могат да функционират независимо, биолозите обикновено смятат за най-примитивни живите организми с минимална сложност на структурата на най-простите клетки – бактерии и синьо-зелени водорасли (строго казано тези организми не са водорасли, а особен тип бактерии, притежаващи способност за фотосинтеза; наричат ги цианобактерии). Тези клетки се наричат прокариоти, т.е. клетки без специален „център” или ядро. Те съдържат дълги нишки ДНК, във всяка от които съществуват няколко хиляди гени, т.е. стотици пъти повече, огколкото във вирусите. В клетките на прокариотите има както ДНК, така и РНК, докато вирусите съдържат или ДНК или РНК. Количеството ДНК в клетките на прокариотите превишава количеството ДНК или РНК във вируса 10 000 пъти, затова процесите на размножаване при прокариотите са значително по-сложни, отколкото при вирусите.

Прокариотите са свободно живеещи организми: те могат да се размножават и произвеждат белтъчини без помощта на „хазяи”, т.е. растения и животни. Тези организми представляват най-простите биологични системи, способни към самостоятелен живот. Когато прокариотите са възникнали, отначало са използвали хранителни вещества от обкръжаващата среда, т.е. органични съединения, създавани от химически смеси под въздействието на слънчевото ултравиолетово лъчение и други източници на енергия. Когато този източник на хранене пресъхва вследствие на изменения в атмосферата на нашата планета, в някои микроскопични прокариотисе е изработил основният процес, който довел към широко разпространение на високоразвити форми на живот: преобразуване на слънчевата енергия в химична, съхранявана за бъдещо ползване. С други думи прокариотите са „изобретили” фотосинтезата. Макар ранната форма на този процес да не е водила до отделяне на кислород, фотозинтезата е означавала огромна крачка напред за бактериите, които са могли да я осъществяват. Отнело е милиарди години еволюция, за да изработят организмите този вид фотосинтеза, който сега ни снабдява с кислород за дишане.

В нашето описание на бактериалната фотосинтеза можем да заменим думите „слънчева светлина” със „звездна светлина”: синьо-зелените водорасли със същия успех биха използвали светлината (енергията) на друга звезда, както изпалзват светлината на нашето Слънце. Това веднага открива потенциална възможност за превръщане на чужда планета около далечна звезда в среда, годна за обитаване от хора, ако се посеят подходящи микроорганизми в атмосферата и океаните. Все пак е възможно да ни се наложи да променим съдържанието на микроелементите на другата планета, за да се окаже успешна подобна „насочена панспермия”.

Опитвайки се да разберем началния стадий на еволюцията на живота на Земята, не може да не забележим, че съвременните прокариоти ни дават свидетелства за преход към среда, богата на кислород. Някои прокариоти са способни да живеят само при пълно отсъствие на кислород, други могат да минат и без него, а за някои той е съвършено необходим за жизнената дейност. Това разнообразие навежда на мисълта, че обогатяването на атмосферата на Земята с кислород в резултат на фотосинтезата, очевидно е започнало в период, когато са се появили първите разнообразни форми на прокариотите. Ако разгледаме следващия по сложност етап на биологичното развитие – клетки с истински ядра, се оказва, че почти всички клетки без изключение се нуждаят от газообразен кислород за своето съществуване.

Преходът към богата на кислород атмосфера е настъпил приди 2,5 до 2 млрд. години, но е възможно да е започнал и по-рано. Отначало кислородът в атмосферата е бил гибелен за всички прокариоти, но неговата наличност като удобен източник на енергия за обмяната на веществата в живите организми е трябвало да направи естествен отбор по пътя на оцеляване на организмите, които са могли да понесат присъствието на този нов газ, а след това и да го използват. Свободният кислород отначало се е появил в атмосферата в резултат на дисоциацията на молекулите на водната пара под действие на ултравиолетовото лъчение, а не в резултат на дейността на живи организми; ние намираме нищожно количество кислород в атмосферата на Марс, обусловен от този небиологичен процес. Не е изключено отначало организмите само да са „опитвали” кислород, а след това „обучавайки се” да го използват, са се приспособявали към него все повече и повече.

Удивително е, че молекулите на хлорофила, с помощта на които растенията освобождават кислород, съдържат същата структурна единица (наречена порфирин), която намираме в някои важни молекули, пренасящи кислород вътре в организма, например в хемоглобина (желязосъдържащ пигмент на нашите червени кръвни телца), хемоцианин (съдържащ мед, аналог на хемоглобина в кръвта на много морски животни) и цитохроми (химически комплекси, съдържащи се в много високоразвити клетки). Това съвпадение ни дава възможност да предполагаме, че живите организми използват структури, които са създали по-рано в отговор на измененията в обкръжаващата среда. С други думи, процесите на отбор, подобни на тези, които действат на организмите като цяло (естествен отбор), могат също да се осъществяват на молекулярно ниво. Затова способността да се консумира свободен кислород е трябвало да се развива заедно със способността да се отделя кислород.

Еукариоти
Появата на свободен кислород в атмосферата на нашата планета съвпада с новия етап на еволюцията. Ние не можем да проследим точния път на еволюция от многото видове прокариоти към еукариоти, т.е. клетки, съдържащи ядра. Несъмнено са съществували промеждутъчни стадии в еволюцията, които са довели до развитие на еукариотите в периода от 2 млрд. до 700 млн. години назад. Клетките на еукариотите са достигнали най-висша степен на сложност, известна на Земята до наши дни. В тези клетки хромозомите, структурни елементи, соъдържащи ДНК, се намират в ядро, обкръжено с обвивка (мембрана). Оттук и името „еукариоти” (от гръцки ей – пълно и кагуон – ядро).

В клетките на еукариотите хромозомите, като правило, съдържат стотици хиляди гени, а съдържанието на ДНК е 10 – 1000 пъти по-високо, отколкото в бактериите. Еукариотите могат да запазват в своите хромозоми значително повече наследствена информация от прокариотите и товаа обуславя по-голямата сложност на структурата и функциите на клетката. Клетките на еукариотите имат важни вътрешни структури: те съдържат специализирани елементи, наречени органели, които притежават собствени гени и апарат за синтезиране на белтъчини и изпълняват специфични функции. Например клетките на животните и растенията съдържат органели, наречени митохондрии и обезпечаващи дишането, а клетките на растенията съдържат хлоропласти за фотосинтезата.

Как от прокариоти са се развили еукариоти? Традиционният подход предполага постепенна еволюция, в хода на която прокариотите бавно са придобивали все по-тънка субструктура. В противоположност на този подход хипотезата на Лин Маргулис обяснява възникването на вътрешни специализации като резултат от симбиоза – взаимно полезно съществуване на две или няколко клетки прокариоти. Ние можем да си представим прокариоти, на които би било полезно да притежават способност към фотосинтеза, но не са я имали. Ако такива прокариоти се обединят със също толкова примитивни, но съдържащи хлорофил роднини, те веднага ще получат такава способност. Такъв модел за произхода на органелите предполага, че митохондриите са се развили от бактерии, а хлоропластите – от синьо-зелените водорасли. По-надеждно свидетелство за такъв път на еволюция е факта, че хлоропластите и митохондриите имат генетичен апарат, подобен на апарата, характерен за бактериите.

От стадия на първите еукариоти еволюцията е водила към растене на специализацията на клетките, техните функции и структури и към тяхното обединяване в по-големи и значително по-сложни единици като органи и големи организми. Тялото на човека и другите големи млекопитаещи съдържа хиляди трилиона клетки от примерно хиляди разновидности. Удивителната сложност на човешкия организъм очевидно е обусловена от естествения отбор, който просто представлява диференциално възпроизводство на конкуриращи се индивиди.

С по-нататъшната еволюция на еукариотите в тях в края на краищата се разработило половото размножаване. Всички еукариотни клетки могат да се размножават по безполов път, но половото размножаване крие в себе си толкова големи преимущества, че станало най-важния способ за възпроизвеждане на най-сложните еукариоти. Половото размножаване дава възможност на новото поколение да унаследи по половината от общия брой гени от всеки родител. Вероятно това ускорява естествения отбор в сравнение с безполовото размножаване. Теоретичният анализ е показал, че най-ефективно от гледна точка на еволюцията е именно „двуполовото” размножаване, съществуването на три или по-толям брой полове извънредно би затруднило размножаването, макар и да би увеличило разнообразието на потомствата.

Досега проследихме историята на живота на Земята в продължение на няколко милиарда години. Земята се е образувала преди 4,6 млрд. години. Първите известни ни следи от живот са на възраст 3,4 млрд. години. Геологическите данни свидетелстват, че атмосферата се е обогатила на кислород преди 2,5 до 2 млрд. години. В същото време са се образували строматолити – изкопаеми следи от дейността на синьо-зелените водорасли и другите бактерии, притежаващи способност за фотосинтеза. Първите еукариоти са се появили преди около милиард години. Така, животът е съществувал непрекъснато на Земята през по-голямата част от нейната история, но значителна част от този период – само във вид на общоности от разнообразни микроорганизми, толкова мънички, че са невидими за човешкото око.

Размишлявайки за еволюцията на живота, обикновено си представяме произхода на маймуните и човека от по-примитивни млекопитаещи или пък произхода на птиците и влечугите от по-ранни гръбначни животни. Но тези събития, макар и важни за нас, отразяват най-последните етапи на еволюцията, чиято продължителност съставлява не повече от 10% от цялата история на живота на Земята. Дългите бавни изменения, които са довели до възникване на първите прокариоти, а от тях в края на краищата еукариотите, съставляват основната част от цялата еволюция на живота, затова не трябва да се подценява нейното значение. Много е вероятно и животът на друга планета в течение на дълъг период от време да бъде представен само от микроскопични форми.

Огромен скок напред
От това, че животът милиарди години е съществувал само във вид на микроорганизми, не трябва да се прави извод, че усложняването на биологическите структури винаги изисква много време. Обратно, историята на Земята предполага, че ранните етапи на еволюцията на живота се простират значително по-дълго, отколкото късните, и че първите крачки към сложността са по-трудни от последващото фантастично усложнение на живите същества.

Преди около 600 млн. години съчетание на условия, основно повече кислород, отделян от синьо-зелените водорасли и растенията, и разширение на зоните, годни за живот, довело до рязко нарастване на разпространеността, числеността и многообразието на организмите. Това ознаменувало началото на кебрия, който последвал дългия период на постепенно развитие на формите с меки тела – от едноклетъчните еукариоти до същества, силно напомнящи съвременните медузи. Разцветът на такива организми се е осъществявал 50 или 100 млн годинипреди началото на кембрия. Ние знаем значително по.малко за живота в докембрийския период, отколкото за следващия живот, защото с началото на кембрия организмите придобили твърди части: раковини, черупки и други видове външни скелети, добре запазваши се в седиментните скали и образуващи изкопаеми остатъци, които намираме сега. В кембрия значително нарастнало многообразието на големи, сложни организми. Четири милиарда години минали от образуването на Земята до появата на трилобити, многобройни изкопаеми остатъци, които ознаменуват прехода към кембрия. Тези животни, притежаващи две сложни очи и можещи да обезпечат бинокулярно зрение, представлявали значителна крачка напред в еволюцията.

И все пак трилобитите са извънредно примитивни за нашите човешки стандарти. Едва ли са можели да конструират и използват радиотелескопи за връзка с други трилобити на някаква отдалечена планета. Но 600 млн. години след появата на тези далечни роднини на скорпиона, някакви необикновени маймуноподобни същества се преселили от джунглите на древна Африка в откритите равнини. А след някакви си 3 млн. години след това преселване ние, тяхните потомци, размишляваме за контакт с други обитатели на Вселената.

Ако направим сравнение с календара, ускорението на еволюцията с всеки нов етап изглежда така. Нека цялата история на Земята да е еквивалентна на една календарна година с начало 1 януари. Тогава, бактериите са обогатили атмосферата с кислород в началото на лятото, а кембрия е започнал на 13 ноември. Нашите първи човекоподобни предци – хуманоиди са се появили надвечер на 31 декември, а човечеството придобива способност да изпрати своя новогодишен поздрав на другия край на Галактиката буквално преди настъпването на Новата година: в 23 часа, 59 мин и 59,9 секунди,т.е. разполага с такава възможност по-малко от една стомилионна част от общото време на съществуване на Земята.

Тази временна скала ще ни бъде полезна при търсенето на живот в Галактиката. Да предположим, че развитието на живота на Земята се явява типичен пример за живот където и да е във Вселената. Такова предположение за типимност на живота е изказано от Шкловски и Сейгън. Тогава, даже да не знаем в детайли как е възникнал и се е развил животът на нашата планета, може да предположим, че където и да се зароди, за развитие на интелект са необходими около 4,6 млрд. години след образуване на планетата, или да кажем от 3 до 6 млрд.години. Но разумен живот, т.е. цивилизация, способна на галактически контакт, съществува на Земята само от една десета част от секундата от цялата година на земната история. На друга планета еволюцията може незначително да се различава от земната, така че животът да достигне това ниво за 4,7 или даже 6 млрд. години. В този случай нашите опити за установяване на контакт с друга цивилизация ще са обречени на неуспех, ако другата планета се е формирала едновременно със Земята. От друга страна, неголеми изменения в скоростта на еволюцията са могли да доведат другата планета, формирана едновременно със Земята, на нашето ниво на интелигентност още преди няколкостотин милиона години. Накрая, тъй като другите планети могат да са с милиарди години по-възрастни или по-млади от Слънцето и планетите му, ние се сблъскваме с още едно обстоятелство, което ни извежда в съвсем друг период на развитие в сравнение с другата форма на живот. Докато не намерим живот на друга планета и не сравним времевата скала на нейната еволюция със земната, ще ни се наложи да се задоволим с груба оценка: от 3 до 6 млрд. години трябва да изминат от образуването на планетата до възникването на цивилизация, способна на междузвездна връзка.

Звезди, подходящи за живот

Това на пръв поглед тривиално твърдение веднага показва къде е най-добре да се търси живот в нашата Галактика. Очевидно трябва да се ограничим с търсене на планетни системи, времето на живот на централните звезди на които върху главната последователност превишава няколко милиарда години. Причината за това изискване се състои в това, че светимостта на звездата трябва да остава постоянна в течение на целия период на еволюцията на живота. Когато звездата напусне главната последователност, увеличението на нейната светимост драматично и необратимо изменя условията на планетата.

Ако изискаме времето но живот на звездата от главната последователност да е равна на 4 или 5 млрд. години, следва да ограничим търсенето до звезди от спектрален клас F5 или по-хладни, т.е. звезди от F5 до F9 и още G, K, и M. Това може да се окаже сериозно ограничение, тъй като най-ярки на небето са звездите от класове О, В и А, но повечето звезди удовлетворяват формулирания критерий. Например, от 25 звезди, най-близки до Слънцето, всички без 2 принадлежат към по-късен спектрален клас от F5.

Друго изискване към продължителността на живота на звездата, произтичащо от земния ни опит е, че възрастта на звездата трябва да бъде поне 4 – 5 млрд. години. С други думи, ако изберем звезда от клас G2, т.е. същия спектрален клас като Слънцето, но прекарала на главната последователност само 2 -3 млрд години, можем да се надяваме в най-добрия случай да открием на планета, подобна на Земята (ако звездата има такава планета), популация на бактерии. Разбира се, такова откритие би представлявало интерес за нас, но ако трябва да се отправят натам, за да открият само бактерии, космонавтите, извършващи пътешествието със сигурност ще бъдат разочаровани.

Даже да ни се отдаде да намерим звезда от нужния вид, която е прекарала на главната последователност най-малко 4 -5 млрд. години и стабилно осветява планета, подобна на Земята, каква е вероятността че ще открием там разумен живот? Какво значи планета, приличаща на Земята? И какви са основните условия, необходими за развитие на разумен живот?
Живот на други планети
Нашият кратък обзор на биологическата еволюция на Земята не отразява извънредната сложност на тази област от науката. Но за нашите цели е достатъчно е тя да се освети в общи черти, за да се изяснят тези аспекти от живота и неговата еволюция на Земята, които може да опитаме да обобщим на другите планети.

Първият и най-съществен извод, който следва от изучаването на живота, е важната роля на течната вода. Земният живот е възникнал във водата и водата остава необходима за неговото съществуване. Големите организми са се приспособили към живот на сушата само преди 350 млн. години, т.е. 3 – 3,5 млрд. години след появата на живота на Земята. Можем да си представим други течни среди, например море от амоняк, но за живота очевидно е нужна такава течна среда, която е способна да пренася и натрупва най-важните молекули. За съществуването на течното състояние е необходим определен, по-скоро тесен интервал от температури. А за образуване на полимери е нужна не просто течност, а течност, която покрива твърда повърхност. Тези две ограничения: наличие на твърда повърхност и тесен температурен интервал, лесно се удовлетворяват на планета с почти кръгова орбита на съответно разстояние от своята звезда, но не е изключено в междузвездното пространство да се намерят и други подобни среди. Междувременно в нашата Слънчева система такива условия съществуват само на Земята, затова не е чудно че на нашата планета и вероятно само на нея съществува висока биологична активност.

Нуждае ли се животът след своето възникване от големи площи суша за по-нататъшното развитие? Не можем със сигурност да отговорим на този въпрос. На Земята най-развитите форми на живот са се появили на сушата. Голямото разнообразие на места за обитаване и по-достъпният кислород вероятно увеличават скоростта на естествения отбор на сушата: именно там са открити около 80% от всички известни видове растения и живатни. Освен това, изискването към формата и функциите на живота в морска среда може да не са толкова благоприятни за прогресивната еволюция на умствените способности, както на сушата. Например, необходимостта да имат обтекаема форма препятствя развитието на крайници, способни да обработват предметите и в крайна сметка да създават оръдия на труда. Действително, най-умните обитатели на моретата, китове и делфини, са млекопитаещи, чиито предци са сухоземни животни, подобни на другите млекопитаещи. При равни други условия е добре да се намери планета, на която водата покрива не цялата повърхност – трябва ни и суша, и океани.

Но равни ли са другите условия? Не правим ли грешка, предполагайки че животът на други места ще бъде сходен с живота на нашата планета? В края на краищата октоподите, морските звезди и раците имат крайници, способни да обработват предмети и не са толкова обтекаеми. Възможно е на планета, покрита с океан, да могат да се развият разумни морски същества от предци, напомнящи по-скоро миди, отколкото млекопитаещи. Топлината на морето би могла да замени за тях топлата кръв на млекопитаещите. Такива организми биха могли да изучават астрономия и да се замислят над възможност за контакти със себеподобни. Ние трябва да оставим този въпрос открит. Не сме в състояние да отговорим на него, докато не намерим планета, покрита с океан.

Да предположим, че е намерена планета, обикаляща около звезда с подходяща възраст, че на нея има и море, и суша и че животът е минал същия път на „ранната” еволюция, както и на Земята. Колко вероятна е там появята на разумен живот? С други думи, колко рядък е разумният живот? За да се опитаме да разберем това, отначало имаме нужда да се запознаем с процеса на еволюцията.
Еволюция и развитие на разума

Описахме на молекулярно ниво процесът, който обезпечава възможност за еволюционни изменения и е способен в края на краищата да доведе до поява на нови приспособителни белези в организмите. Този процес се състои в случайни промени в ДНК при нейното самовъзпроизвеждане, които водят до това, че новите молекули ДНК вече не са абсолютно точно копие на изходните. Защо възникват такива мутации не е известно точно, но молекулите ДНК се отличават с поразителна устойчивост против такива изменения. При високоорганизираните животни се случва само една мутация на ген на всеки 100 000 клетъчни деления. Ако такава грешка се появи в гаметите или тяхните предшественици, това изменя признаците на потомците. Американският лекар Люис Томас пише: „Способността на ДНК едва едва да се променя е чудо. Без това й специално свойство ние все още щяхме да сме анаеробни бактерии и на света нямаше да има музика”.

Едни изменения помагат на организма да оцелява и произвежда себеподобни, докато други могат да пречат на това, а някои въобще не оказват никакъв ефект. Ценността на различните изменения се проявяват с времето благодарение на естествения отбор. Ако някаква промяна е полезна за организма, то броят на неговите потомци е толкова повече, колкото по-полезно е даденото изменение, и всеки от потомството онаследява възникналото изменение. В резултат на естествения отбор могат да се появят нови видове организми, тъй като потомствата все по-силно се различават от своите предци.

Когато изучаваме следите от еволюцията, запазени във вкаменелостите на Земята, и възстановяваме липсващите връзки с помощта на въображението, забелязваме 2 важни факта. Първо, едни и същи видове не се появяват отново. След изчезване на трилобитите са се появили и изчезнали други членестоноги, но трилобитите никога не са „израстнали” отново на непрекъснато разклоняващото се „дърво” на биологичното многообразие. Второ, докато живота се развива от първите еукариоти до човека, някои видови не съ претърпяли съществени изменения. Все още съществуват синьо-зелени водорасли много други прокариоти (в частност, анаеробни бактерии), които са били подложени на много малки промени от времето на своята поява на Земята.

Някои видове почти не се променят, но повечето са обект на изменения. Естественият отбор способства за развитие на по-сложните форми. Макар в останалата част на Вселената да расте безпорядъка, животът тече в противоположна посока, при това скоростта на това движение нараства едновременно със сложността. На Луната няма синьо-зелени водорасли, но хора бяха там. Така, хората са достигнали ниво на развитие, когато са способни на напуснат Земята по своя воля; такава способност не притежават синьо-зелените водорасли.

Неизбежно ли е възникването на разума? За да определим дали разумът е широко разпространен във Вселената или това е много рядко явление, трябва да се опитаме да разберем ролята му в еволюцията на вида. Във всеки случай появилите се опасни тенденции, носещи в себе си катастрофи, и можещи да доведат нашия вид до самоунищожение, са също продукт на разума. Затова сега е трудно да се оцени посоката, в която се движим. Въпреки това нашият пример на Земята показва, че естественият отбор благоприятства развитието на разума и самосъзнанието. Какво ще стане в бъдеще още не знаем.

Да определим отначало какво разбираме под разум. За нашите ограничени цели на търсене на живот във Вселената под разумен вид ще разбираме вид, който е придобил способност за контакти, пасивни или активни, на междузвездни разстояния. Това чисто техническо определение има пряко отношение към търсенето на живот, тъй като можем да се надяваме да открием само този извънземен вид, който притежава такава способност. Като приемаме това определение, ние даваме свобода на въображението относно други вероятни признаци на разумния вид, да кажем строежа на неговото тяло, размери, музикални способности, войнственост и т.н.

В последно време изследователите на земната биологична еволюция са склонни да мислят, че разумът представлява огромна ценност за оцеляване на вида и се явява неизбежна крачка в развитието на живота. (Биолозите имат предвид по-общото определение за разум, а не даденото по-горе техническо определение). Освен способността (потенциална) да напуска Земята, човечеството разполага със средства да се предпази от неблагоприятните фактори на нашата собствена планета, тъй като сме в състояние да изменяме околната среда, за да поддържаме условия, най-подходящи за по-нататъшното ни съществуване. Научили сме се да лекуваме болести, да утоляваме глада, свободно да се преместваме по цялото земно кълбо и да придаваме от поколение на поколение придобитите знания. Тази способност на натрупване и предаване на информация ни прави умни в традиционния смисъл и има огромно значение за оцеляването.

Скоростта, с която се е развивал разумът на Земята, увеличава надеждата, че това удивително свойство на материята многокротно се проявява в нашата Галактика. Да си представим за миг, че човечеството внезапно изчезва. Колко време ще отнеме за възникване на нов разумен вид? Преди 200 млн. години млекопитаещите на Земята са били представени от неголеми същества, подобни на землеровещите и мишките. Преди 3 млн. години се появяват първите хуманоиди. Тези два периода определят примерен интервал от появата на високоорганизирани животни до развитие на разумен живот. Двеста милиона години е дълъг период, но ако се случи непоправимото, след толкова време е възможно на Земята да се появи друг разумен вид.

Но при мисълта за целостта на земната история ни се иска да вярваме в по-благоприятни перспективи. Въпреки гибелта на редица древни цивилизации на Земята, макар тези събития да представляват само незначителни епизоди по астрономическата скала на времето, развитието на разума е продължило.

Ако човечеството по една или друга причина изчезне, но при това са се запазили други видове, може даже да се опитаме да предскажем, кой от нащите „роднини” е най-вероятно да стане разумен „домакин” на Земята. Някои дават предпочитание на делфините, които биха могли да се върнат на сушата, която са обитавали преди милиони години. Или някакъв вид маймуни ще се спусне от дърветата и подобно на първобитните хора ще се приобщи към пещерен живот и примитивно селско стопанство. Можем да си представим и други пътища на развитие на интелекта, например в посока бъдещите поколения на енотите (миещи мечки) или в посока високоразвити октоподи, усвоили изготвянето на оръдия на труда. Ние намираме много примери на паралелна еволюция – един от тях е независимото развитие на зрението при октоподите. Техните очи се различават по строежа от очите на млекопитаещите (те не различават цвят), но в същото време зрението им е бинокулярно. Така, ако средата предоставя някаква възможност, ще се намери вид, който да я използва.

Ако човечеството изчезне, процесът на естествен отбор, който е довел до неговата поява, е възможно отново да доведе до възникване на разумни същества от огромния генофонд на нашата планета. Тези нови властелини на Земята могат да се окажат вид млекопитаещи с бинокулярно зрение, надарени със способност да владеят оръдията на труда. Но в останалото могат да не приличат на нас. Изчезналите трилобити са ни оставили новинка: ако видът изчезне, той никога не се възражда. От това следва, че едва ли ще срещнем хора на други планети. Ще цитираме Лорен Ейсли, който описва Вселената така:

„Животът, даже клетъчният живот, може би съществува някъде там в мрака. Но каквото и да е неговото ниво на развитие, той няма да има човешки облик. Тази форма е продукт на еволюцията, на странни, дълги блуждения по върховете на дърветата, и толкова големи са били шансовете за неуспех, че вероятно никога и никой няма да измине точно този път и няма да прилича на човека”.
Бъдеща еволюция на Земята

Спряла ли е еволюцията с появата на човека. Няма основания да мислим така. Но хората оказват влияние на еволюцията, опитвайки се съзнателно да я управляват. Сериозно доказателство за това влияние е огромният ръст на народонаселението. Един от факторите, които отначало навели Дарвин на мисълта за естествения отбор, било наблюдението му, че следващите поколения от даден вид обикновено не превишават по численост предишните поколения. Тъй като при повечето организми броя на потомците превишава броя на родителите, това означава, че основната част от потомците не оцелява и не носи ново потомство. Такава диференциация на оцеляването и размножението предизвиква увеличение на броя на „успешните” индивиди за сметка на по-малко „успешните”.

Човечесвото се опитва да измени този процес. Ние обединяваме усилия в борбата с болестите, глада, генетичните дефекти и стихийните бедствия. В резултат на тези усилия броят на хората расте от поколение към поколение. Един скок на числеността е настъпил с появата на селското стопанство; друг – когато хората се научили да побеждават най-разпространените смъртоносни болести. При последните поколения населението на Земята се удвоява на всеки 35 години. Тази колосална скорост на растежа създава огромни проблеми. Но ако се отдаде да се установи контрол над по-нататъшния ръст на населението, това ще бъде залог за продължително бъдеще на съществуване на хора на тази планета. Какво можем да очакваме от еволюцията, ако успеем да избегнем такова пренаселване, което започва да заплашва съществуването ни?

Да се опитаме да разберем накъде отиваме. Когато човек познава същността на естествения отбор, у него възниква желание да го управлява, стига да етапите на експерименти по генно инженерство и вегетативно размножаване, стреми се да увеличи продължителността на човешкия живот. Интересът към тези усилия непрекъснато расте, подхранван от желанието да се приближим към заветната цел: към безсмъртието.

Макар някои детайли все още да не са ясни, учените не виждат някакви принципни спънки за създаване на форми на живот по техен избор и значително увеличаване продължителността на живота. Ако далечните ни потомци се сдобият с голяма продължителност на живота, дали ще искат да станат безмъртни? Или съзнателно ще се откажат от безсмъртието и ще пожелаят да живеят и умират, както другите организми. Възможно е някои да сметнат вечния живот за прекалено скучен или да пожелаят да отстъпят своето място на нови хора. Може само да се гадае за последствията от безграничното увеличаване на продължителността на живота, но е ясно едно: ако някъде във Вселената съществуват развити цивилизации, те са си поставяли този въпрос и са опитвали да му дадат отговор много пъти. Както предполага Дрейк, стремежът да се намери отговор на тези въпроси повишава интереса към търсене на разумен живот. Няякъде сред звездите, може би, съществува раса от безсмъртни, които посвещават времето си на ритуали и развлечения, доставящи им удоволствия, а може би, чрез контакти с други подобни раса да се опитват да повишат нивото на развитие на обществата до своето ниво (въпреки, че изглежда малко вероятно).

Сплитане на живота

Не бива да се забравя, въпреки самочувствието си за най-важни, че хората са една малка част от живите организми, населяващи нашата планета. Важността на другите видове става все по-очевидна при навлизане в екологията – наука за взаимоотношенията на организмите един с друг и с околната среда. На всички са известни примери за зависимост на един организъм от друг: вирусите живеят в определени видове бактерии, на мравките са необходими листни въшки, на хората – зърнени култури. Според еколозите на нашата планета няма затворени екологични системи. С други думи, не може да се обкръжи някаква среда с непроницаема стена и да се очаква при това организмите вътре да оцелеят. Всички сме зависими един от друг по сложен начин, макар някои смътно да го осъзнават.

Такава зависимост може да изглежда изненадваща, но в нея лесно ще се убедим, ако се спомним нашия разказ за земната атмосфера, даващ добра илюстрация за това сложно взаимодействие. Как би изглеждала Земята, ако на нея нямаше живот? Да допуснем, че първите експерименти на природата с първичния органичен бульон се оказали безуспешни. Тогава водородът би продължил да излита, тъй като гравитационната сила на нашата планета не може да задържи неговите атоми. Следователно, органичните съединения, разрушавани от слънчевото ултравиолетово лъчение, постепенно биха се окислили, т.е. ще се съединят с молекули кислород, освобождаващи се при разлагане на молекулите на водата под действие на ултравиолетовото излъчване. Без нови източници на органични съединения въглеродът на Земята постепенно ще премине в състава на въглеродния диоксид.

Ако на Земята нямаше живот и вода (течна вода), нейната атмосфера почти изцяло би се състояла от въглероден диоксид и по дебелина многократно би превишавала днешната атмосфера. При отсъствие на вода в атмосфера от въглероден диоксид би могло да се запази някакво количество азот и аргон. Това описание прекрасно съответства на състава на нашата космическа сестра Венера.

Може да се направи извод, че съдбата, очакваща вътрешна планета от Слънчевата система, зависи от съществуването или липсата на живот на нея, а примерът с Венера ни говори, че там очевидно отсъства живот и течна вода. Освен това, такъв подход се явява достатъчно общ и може да се приложи не само към планетите от Слънчевата система, но и към други планети в други планетни системи, тъй като всички планетни системи имат вероятно твърди вътрешни планети.

Гея

Очевидно съществува тясна връзка между химичния състав на атмосферата и живота на нашата планета. Както предполагаме, животът е започнал, защото първичната атмосфера на Земята е съдържала съединения, необходими за генезиса на живите организми. Животът продължава, защото атмосферата е среда, която осигурява химичен обмен, топлинна екранировка и защита от ултравиолетовото лъчение и космичните лъчи.

Сложността на химичното взаимодействие между живота на Земята и атмосфератанавела двама учени – Маргулис и Лавлок – на мисълта, че животът на Земята сам регулира химичния състав на долните слоеве на атмосферата, управлявайки количеството на някои важни газове в нея, т.е. газове, съдържащи елементи, необходими за продължаване на живота. С други думи, растежът на организмите силно влияе на някои химични реакции в околната среда, в това число на реакции с участие на газове, регулиращи средната температура на Земята. Средната температура на свой ред влияе на растежа на организмите и такъв тип обратна връзка се среща нееднократно при изучаване на различните пътища на взаимодействие на живота с околната среда.

Пълната система на живота на Земята – всички организми, а също и произвежданите и консумираните от тях газове, течности и твърди тела – Маргулис и Лавлок нарекли Гея на името на древногръцката богиня на Земята. Гея е резултат от 4 млрд. години еволюция, в течение на които животът се е диференцирал, разпространявал се все по-нашироко и достигнал съвременното многообразие от организми. Според тази хипотеза, Гея се стреми да установи детайлно равновесие, което осигурява най-благоприятни условия за запазване на живота. В управлението на условията в околната среда могат да участват много различни механизми, подобно на това как пчелите с различни способи поддържат оптимална температура и влажност в своите кошери. Примерно, ако средната температура на Земята падне, да кажем в резултат на изменение на ексцентрицитета на земната орбита около Слънцето, Гея би могла да отговори на тази промяна чрез нарастване броя на организмите, увеличаващи съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата. Излишният въглероден диоксид би задържал повече инфрачервеното излъчване, изпускано от Земята, и благодарение на това би върнал предишната температура.

Идеята за Гея като за жив организъм е увлекателна и небезспорна. Тя намира потвърждение в това, че измененията на средната температура на Земята за последните милиони години са поразително малки, не повече от няколко градуса. Гея отчетливо демонстрира нашата относителна нищожност като един от видовете сухопътни млекопитаещи. И макар да се смятаме за централната нервна система на Гея, по отношение на нея понякога се държим като разрушителен вид. Ние зависим от невероятно сложна жива система, защото тя ни осигурява храната, въздухът, който дишаме, и може бе климатът, в който живеем. Като нарушаваме екологичното равновесие рискуваме не просто да унищожим няколко вида организми или да предизвикаме неприятен ефект от естетическа гладна точка; ние се сблъскваме с опасност от сериозно нарушаване на баланса, достигнат от Гея, което може да бъде пагубно за нас.

Трябва да се има предвид взаимозависимостта на живота и при изследване на други планети от Слънчевата система. Отделните видове със сигурност не населяват безплодни в други отношения светове. Ние се надяваме да намерим организми, живеещи в пълна хармония с околната среда, хармония, в която самият живот, ако той донякъде напомня живота на Земята, предизвиква изменения в средата, които на нас може би ще се отдаде да открием.



Изводи

Прокариотите, най-прости от организмите, се състоят от клетки, лишени от ядра, но притежаващи молекули ДНК и РНК, управляващи тяхното функциониране и възпроизвеждане. У прокариоти, такива като синьо-зелените водорасли, най-напред възниква фотосинтеза, която осигурява основната част от кислорода в атмосферата на Земята. Когато атмосферата се обогатила на кислород преди 2 – 2,5 млрд. години, се развили организми, способни да използват кислорода като източник на енергия.

От прокариотите или от някакъв общ прародител са произлезли еукариотите – клетки с ясно изразено ядро, в което се схранява генетичния материал. Клетките на еукариотите съдържат органели, които могат да изпълняват специални функции. Съдържанието на генетичен материал при еукариотитее значително повече, отколкото при прокариотите. Нарастващата специализация на функциите в границите на еукариотната клетка, а също възникването на клетки от различни видове в по-големите организми довели до развитие на живи системи, състоящи се от много трилиони клетки. Тези клетки образуват отделни органи и изпълняват частни функции, полезни за организма като цяло.

Преди примерно 600 млн. години, т.е. след милиард или повече години след появата на еукариотите, станало рязко нарастване на разнообразието, размерите и разпространеността на растения и животни. От този момент, т.е. началото на кембрия, може да се датира развитие на големи наземни растения, и цялото многообразие на животни, по-сложни от мекотелните морски организми. Първите млекопитаещи са се появили преди 200 млн. години, а човешките прародители – преди около 3 млн. години.

Така, в продължение на пет шести от историята на живота на Земята тя е населявана от прокариоти и еукариоти, не по-сложни от медузи. Напълно е възможно планети, които са на орбити около други звезди, да имат само такава форма на живот, ако въобще на тях е възникнал живот. Но те могат да са ни надминали с няколко милиарда години и могат да са населени с нови форми на живот, възможно и безсмъртни. Ако смятаме животът на Земята за типичен пример, можем да заключим, че животът започва във вода, но очевидно се нуждае от суша за развитие на сложни форми, притежаващи разум, който ние определяме като способност за осъществяване на контакт с други форми на живот на други планети. Последният урок на живота е, че непрекъснатото съществуване на всички форми на живот е обусловено от тяхната взаимосвързаност и че цялата повърхност на нашата планета може да се разглежда като единен организъм, Гея, който се стреми да използва своите компоненти по най-добър начин.


Каталог: tadmin -> upload -> storage
storage -> Литература на факта. Аналитизъм. Интерпретативни стратегии. Въпроси и задачи
storage -> Лекция №2 Същност на цифровите изображения Въпрос. Основни положения от теория на сигналите
storage -> Лекция 5 система за вторична радиолокация
storage -> Толерантност и етничност в медийния дискурс
storage -> Ethnicity and tolerance in media discourse revisited Desislava St. Cheshmedzhieva-Stoycheva abstract
storage -> Тест №1 Отбележете невярното твърдение за подчертаните думи
storage -> Лекции по Въведение в статистиката
storage -> Еп. Константинови четения – 2010 г някои аспекти на концептуализация на богатството в руски и турски език
storage -> Архитектура на gps приемник SiRFstar II основни блокове: grf2


Сподели с приятели:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   18




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница