поговорим только о двух наиболее важных: палеонтологических данных и результатах секвенирования ДНК. Из множества видов окаменелостей, конечно же, наиболее впечатляющие – это отпечатавшиеся в камне скелеты и прочие окаменевшие останки давно умерших животных. Они позволяют нам представить полную картину развития жизни в прошлом; каждая открытая нами к этому дню разновидность вымерших животных представляет собой отдельную ветвь сложного древа жизни. Были обнаружены и другие виды окаменелостей, например отпечатки фрагментов растений, а за последние несколько десятилетий – даже останки одноклеточных организмов в очень старых камнях. Именно это открытие и позволило нам, как мы уже говорили выше, приблизительно вычислить время, за которое на ранней Земле развилась жизнь.
В ДНК содержится «слепок» того живого существа, которому эта ДНК принадлежит, и умение читать записанную в ней последовательность кодов дает нам еще один способ реконструкции истории развития жизни на Земле. Базовый принцип, лежащий в основе такой реконструкции, состоит в том, что чем больше различие в ДНК между двумя организмами, тем дальше от них в прошлое отстоит их общий предок. Оцените скорость, с которой происходят мутации (так называемые молекулярные часы), и вы можете использовать эту информацию, чтобы сконструировать еще одно генеалогическое древо, на котором отобразится развитие жизни на Земле.
С нашей точки зрения тот факт, что генеалогическое древо, построенное на основании изучения окаменелостей, и древо, построенное на базе результатов секвенирования ДНК, совпадают, – наиболее весомое свидетельство в пользу дарвиновской теории, которое можно было бы разыскать. Поэтому мы считаем, что дарвиновская эволюция должна стать частью списка принципов, описывающих устройство Вселенной, наравне с такими явлениями, как, например, гравитация.
Естественный отбор повсюду
Там, где существует процесс, посредством которого характеристики передаются из поколения в поколение, и способы изменения этих характеристик, вполне очевидно должен возникнуть и естественный отбор. Если мы говорим о жизни на основе химических соединений – углерода или какого‐нибудь другого элемента, – то в окружающей среде всегда обнаружатся факторы, способные вызывать то или иное подобие мутаций, – первыми в этом списке будут воздействие температуры, ультрафиолета и собственно химические реакции. Таким образом в популяции постоянно будут появляться особи, способные приспособиться к окружающей среде лучше других, – а этого вполне достаточно, чтобы запустить механизм естественного отбора. И здесь мы приходим к мысли о том, что, говоря о жизни на экзопланетах, вполне уместно начинать наши рассуждения с теории эволюции.
Следует подчеркнуть еще один важный момент: хотя естественный отбор всегда остается ключевым законом, управляющим развитием жизни на экзопланетах, варианты живых систем, к появлению которых этот закон нас приведет, в различных средах будут очень сильно отличаться. Если, например, мы говорим о жизни во внешней атмосфере газового гиганта, то способность управлять собственной плавучестью может стать серьезным преимуществом – она позволила бы организму перемещаться между слоями атмосферы в поисках пищи (вспомним еще раз нашего летающего дракона). С другой стороны, на планете с синхронным вращением (см. главу 10) способность противостоять свирепым ветрам, бушующим на поверхности планеты, могла бы обеспечить эволюционное преимущество низкорослым существам с обтекаемыми формами. В следующих главах мы поговорим об условиях на разных экзопланетах и посмотрим, как они повлияют на то направление, в котором будет вести нашу гипотетическую жизнь естественный отбор.
Но, честно говоря, следует признать, что гораздо интереснее поговорить о ситуациях, в которых естественный отбор может не действовать. Вот вам пара примеров подобных ситуаций.
Обойдемся без отдельных организмов
Естественный отбор требует конкуренции за ресурсы между особями. Но что, если форма жизни на экзопланете такова, что отдельных индивидов вообще не существует, а есть лишь единое целое?
Самое крупное живое существо на Земле – гриб Armillaria ostoye, обнаруженный в Орегоне. Это единый организм размером более 3 километров в поперечнике. Нетрудно представить себе, как подобный организм занимает планету целиком. В этом случае никаких индивидов, конкурирующих друг с другом, на планете бы не оказалось. Значит ли это, что на ней не могло было бы быть и естественного отбора?
Это сложный вопрос, и он требует тщательного анализа. Упомянутый гриб состоит из клеток, которые при росте организма делятся – и на этот процесс могут влиять вышеперечисленные факторы окружающей среды. В организме, занимающем планету целиком, процессы роста и деления клеток останутся такими же, как и в организмах поменьше. Таким образом, если бы в клетках этого гигантского организма происходили какие‐то мутации, у нас могла бы возникнуть ситуация, в которой клетки в разных частях организма по‐разному адаптировались к окружающей среде. Другими словами, вместо того чтобы действовать на отдельных особей одного вида, в этом случае естественный отбор действовал бы на различные части одной особи.
Единственный способ обойти этот аргумент – предположить, что сложный организм размером с планету появился спонтанно, уже полностью сформировавшимся. Однако эта возможность настолько маловероятна, что мы можем ее спокойно проигнорировать.
Планета Совершенство
Главный фактор, поддерживающий ход естественного отбора на Земле, – это постоянные изменения на поверхности планеты, вызываемые процессами в ее ядре. Поэтому земные организмы всегда находятся в движении, постоянно пытаясь приспособиться к новым окружающим условиям. Но что, если на каких‐то планетах дела обстоят иначе? Что, если на какой‐нибудь экзопланете все оставалось без изменений на протяжении миллиардов лет?
Если бы на такой планете – назовем ее планетой Совершенство – появилась жизнь, она бы развивалась в соответствии с законами естественного отбора до момента достижения равновесия. В этой точке эволюционное давление исчезло бы. Это не значило бы, что прекратились бы мутации – нет, они шли бы в своем обычном темпе. Просто ни одна мутация уже не могла бы сделать жизнь на планете Совершенство лучше. Поэтому мутации постепенно сошли бы на нет и жизнь окончательно вошла бы в состояние стагнации.
Похожую ситуацию иногда можно увидеть и на Земле. Каждая мутация на нашей планете порождает явление, которое немецкий генетик Ричард Гольдшмидт (1878–1958) назвал «счастливыми уродами». Мутации у большинства таких «уродов» никак не влияют на их шансы на выживание – поэтому такие мутации полностью исчезают за несколько поколений. Эту ситуацию нетрудно развить до того предела, за которым «счастливые уроды» рано или поздно полностью исчезнут – и именно так выглядела бы жизнь на планете Совершенство, если бы она существовала.
Смысл этих двух примеров – в том, чтобы мы вняли вот какому предостережению: когда мы отправимся на поиски жизни в Галактике, нам придется тщательно и многократно обдумывать почти все правила, которыми мы будем при этом пользоваться, и не спешить с выводами. Ничего не поделаешь. Так уж устроена Вселенная. Нам остается только принять этот факт и порадоваться ему.
