Мы не случайность: как планеты «выращивают» разумную жизнь? Жизнь во Вселенной может быть нормой

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Долгое время считалось, что появление разумной жизни на Земле — это цепь невероятных случайностей, почти невозможный выигрыш в космическую лотерею. Эта точка зрения, известная как теория «трудных шагов», рисовала мрачную картину для тех, кто надеется найти братьев по разуму: если нам так повезло, то вероятность подобного «везения» где-то еще ничтожно мала. Но что, если мы ошибались? Что, если появление разумной жизни — не аномалия, а закономерность, обусловленная самой эволюцией планеты?

Именно такой, революционный взгляд предлагает новая модель, разработанная командой ученых из Университета штата Пенсильвания. Они утверждают, что наше появление — не цепь чудесных совпадений, а, скорее, логичный итог взаимодействия жизни и окружающей среды, разворачивающегося на протяжении миллиардов лет. И это кардинально меняет наши представления о вероятности существования внеземной жизни.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
«Трудные шаги» — миф или реальность?

Теория «трудных шагов», предложенная физиком Брэндоном Картером еще в 80-х годах прошлого века, опирается на простой аргумент: время, потребовавшееся для эволюции человека, сопоставимо с общей продолжительностью жизни Солнца. Если для появления разума нужно почти столько же времени, сколько «горит» звезда, то шансы на то, что где-то еще успеет развиться разумная жизнь, крайне малы. Звучит логично, не правда ли?

Однако, как справедливо замечают авторы новой модели, такой подход игнорирует один важнейший фактор: геологическое время. Ведь именно в масштабах геологических эпох происходят те самые изменения, которые делают планету пригодной для жизни. «Мы не должны ориентироваться на срок жизни звезды, — поясняет профессор астрономии Джейсон Райт. — Важно то, как долго меняются атмосфера и ландшафт. Это — естественный темп эволюции планеты, и жизнь развивается вместе с ней.»

Вертикальные цветные полосы представляют самые ранние однозначные свидетельства для каждого кандидата на «жесткий шаг» в геологической летописи с шириной, охватывающей верхние и нижние возрастные ограничения (длина полос произвольна). Хотя существуют более спорные оценки геохимических и молекулярных часов для этих ступеней, которые могли бы отнести их еще дальше назад во времени, мы выбрали наименее противоречивые свидетельства, чтобы составить наиболее консервативную временную шкалу. Таким образом, каждый шаг-кандидат в твердые организмы обязательно предшествовал, но происходил не позднее указанных дат, а включение других доказательств обязательно сместило бы происхождение каждого шага назад во времени в той или иной степени. Временные интервалы, разделяющие соседние ступени, были рассчитаны только с использованием ограничений на минимальный возраст, выделены жирным шрифтом и выражены в миллиардах лет (Гр). Что касается ископаемых эукариот, то до сих пор сохраняется неопределенность в отношении того, когда произошла эволюция LECA (66 здесь и далее см. ориг. исследование), которая знаменует собой завершение «эукариогенеза» (199). В частности, остается неясным, возникла ли LECA за сотни миллионов лет до появления древнейших ископаемых эукариот (1,63-1,67 млн лет назад) или за сотни миллионов лет после (если использовать два сценария с конечным членом) (66). Чтобы рассмотреть оба сценария, мы отобразили (i) самые древние ископаемые свидетельства узнаваемых кроновых эукариот (1,06-1,03 млн лет назад), которые обозначают всех эукариот, вымерших и сохранившихся, произошедших от LECA, и (ii) самые древние ископаемые свидетельства тотальных эукариот (1,67-1,63 млн лет назад), которые включают как кроновых эукариот, так и ныне вымершие линии эукариот, дивергировавшие до LECA (стволовые эукариоты). Слева показана кладограмма, отражающая концепции общей, стволовой и коронной групп, где «✝» обозначает вымершие стволовые линии. Источники данных: древнейшие свидетельства существования жизни (200-203); кислородный фотосинтез (204, 205); тотальные эукариоты (206); коронные эукариоты (56); коронные метазоа (207); Homo sapiens (208). Цитирование: Daniel B. Mills et al., A reassessment of the «hard-steps» model for the evolution of intelligent life.Sci. Adv.11,eads5698(2025).DOI:10.1126/sciadv.ads5698
Автор: Daniel B. Mills et al. Источник: www.science.org
От непригодности к «окнам возможностей»

Ключевой момент новой модели — идея «окон обитаемости». Ранняя Земля была, мягко говоря, не самым гостеприимным местом. Но постепенно, благодаря деятельности микроорганизмов, насыщавших атмосферу кислородом, и другим геологическим процессам, на планете формировались условия, благоприятные для все более сложных форм жизни.

«Сложной жизни нужен кислород, — напоминает ведущий автор исследования Дэн Миллс. — И появление кислорода в атмосфере стало, по сути, естественным шагом в развитии планеты, открывшим возможности для дальнейшей эволюции.»

Другими словами, появление человека не было «ранним» или «поздним» — оно произошло вовремя, когда для этого сложились все необходимые условия. И это «вовремя» определяется не абстрактным «сроком годности» звезды, а вполне конкретными планетарными процессами.

Междисциплинарный прорыв: когда физики и биологи говорят на одном языке

Примечательно, что новая модель — результат сотрудничества ученых из, казалось бы, далеких областей: астрофизики и геобиологии. Долгое время доминировал астрофизический взгляд на проблему, но, как признается профессор Макалади, директор Центра астробиологических исследований Университета штата Пенсильвания, именно междисциплинарный подход позволил создать принципиально новую картину. «Наши области были очень далеки, — говорит она. — Но мы объединили усилия, чтобы ответить на вопрос: как мы здесь оказались, и одиноки ли мы?»

Общая продолжительность жизни биосферы. Продолжительность жизни биосферы обязательно ограничивается периодом между началом обитаемости Земли («окно обитаемости», ограниченное между ~4,5 и ~3,9 млн лет назад) (209) и ее концом (вымирание всего живого, ограниченное ~1,0 +- 0,5 Гр в будущем) (40-42). Временные распределения пяти вымерших кладов, соответствующих каждому из наших возможных жестких этапов (рис. 1), показаны горизонтальными полосами, а пунктирные сегменты представляют собой неопределенности, связанные со временем возникновения (слева) и окончательного вымирания (справа) каждой группы. Время вымирания каждой группы показано чисто схематично, в соответствии с общим прогнозом, согласно которому снижение pO2 в будущем (а также другие факторы, которые здесь не показаны, например повышение температуры поверхности моря) приведет к вымиранию этих групп в обратном порядке их появления (42). Окно обитаемости человека [pO2]", представленное синей вертикальной полосой, приблизительно соответствует интервалу в общей истории Земли (в прошлом и будущем), когда pO2 превышает порог, необходимый для длительного обитания человека (53-59 % PAL O2) (123-125). Кривая атмосферного O2 (зеленая) была модифицирована из работы Ozaki и Reinhard 2021 (211). pO2 = парциальное давление атмосферного O2; PAL = текущий атмосферный уровень. Цитирование: Daniel B. Mills et al., A reassessment of the «hard-steps» model for the evolution of intelligent life.Sci. Adv.11,eads5698(2025).DOI:10.1126/sciadv.ads5698
Автор: Daniel B. Mills et al. Источник: www.science.org
Новые горизонты: что дальше?

Новая модель — не просто красивая теория. Она открывает дорогу для конкретных исследований. Ученые планируют проверить, насколько «трудными» на самом деле являются те самые эволюционные шаги, которые считались уникальными. Например, можно изучать, как одноклеточные и многоклеточные организмы ведут себя в условиях, имитирующих раннюю Землю. А еще — искать биосигнатуры, например, кислород, в атмосферах экзопланет.

Но, пожалуй, самое интригующее — это вопрос о том, действительно ли такие ключевые события, как зарождение жизни или появление многоклеточности, были единичными случаями в истории Земли. Возможно, подобные «инновации» возникали и раньше, но по каким-то причинам не получили развития?

Вместо заключения: оптимистичный взгляд в будущее

Новая модель, предложенная учеными из Пенсильвании, — это не просто пересмотр устоявшихся взглядов. Это — оптимистичный взгляд на перспективы поиска внеземной жизни. Если эволюция разума — не цепь невероятных случайностей, а закономерный процесс, разворачивающийся по мере созревания планеты, то шансы на то, что мы не одиноки во Вселенной, значительно возрастают. И кто знает, возможно, где-то там, на других планетах, уже «открылись» свои «окна обитаемости», ведущие к появлению разумных существ.

3 комментария

Добавить комментарий

Fracta1L
Мне почему-то кажется, что жизнь зарождается в глубинах планет, среди высокого давления и очень горячей воды. И потом эта примитивная жизнь медленно восходит на поверхность, усложняясь по пути.
BOBAH1
Интересная статья, спасибо

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Расселением древних людей на протяжении 74 000 лет управляли... комары: как малярия каменного века изменила географию человечества

Принято считать, что раннюю историю Homo sapiens писал климат. Считалось, что изменение температур, доступность пресной воды, расширение саванн или наступление ледников формировали так называемую...

Тихоокеанский парадокс: почему половина Земли остывает в два раза быстрее другой, но все равно остается горячее

Земля непрерывно теряет тепло со времен своего формирования. Баланс между выработкой внутренней энергии и ее отдачей в космос определяет всю геологическую активность планеты. Внутреннее тепло...

✦ ИИ  Мозг продолжает расти в 80 лет: ученые думают, как запустить «конвейер» новых нейронов

Долгое время в нейробиологии господствовала догма: мозг взрослого человека не производит новые нейроны, а запас нервных клеток, полученный при рождении, лишь расходуется с возрастом. Исследование,...

Справится ли с горячим Ryzen 9 9950X3D в играх и под нагрузкой? Обзор «водянки» с 3D-дисплеем Thermalright Wonder Vision 360

Иногда железо покупают не только ради сухих цифр и тестов. Бывает, что хочется собрать систему, которая цепляет взгляд с первого включения. Именно под такое «настроение» и попадает Thermalright...

Растения-репелленты против колорадского жука: что из них сработает на грядке, а что — лишь маркетинг для просмотров

Разбор мифа о растениях-репеллентах: почему летучие аллицин и туйон бессильны против колорадского жука на открытом грунте. Обоснованный взгляд на деградацию биохимии полыни и пижмы вне лаборатории.