Доказательство жизни: как бы мы узнали инопланетянина, если бы увидели его?

«Октомит», или спекулятивный инопланетянин, произведенный естественным отбором. Любезно Предоставлено Хелен Купер / Кембриджский Университет

аспирант кафедры зоологии Оксфордского университета.

Эон для друзей

«Октомит», или спекулятивный инопланетянин, произведенный естественным отбором. Любезно Предоставлено Хелен Купер / Кембриджский Университет

Что может убедить вас в существовании инопланетян? Этот вопрос возник недавно на конференции по астробиологии, проходившей в Стэнфордском университете в Калифорнии. Было высказано несколько идей-необычные газы в атмосфере планеты, странные градиенты тепла на ее поверхности. Но ни один из них не был убедителен. Наконец, один ученый предложил решение: фотографию. Из аудитории исследователей послышался смех и одобрительный ропот: Да, фотография инопланетянина была бы убедительным доказательством, Святым Граалем доказательства того, что мы не одни.

Но почему картина должна быть такой убедительной? Что же такое мы увидим, что бы нам подсказало, что мы смотрим не на очередную груду камней? Инопланетянин на планете, вращающейся вокруг далекой звезды, был бы дико экзотичен, возможно, невообразимо экзотичен. Что же тогда выдаст его за жизнь? Ответ имеет отношение к нашим поискам инопланетян и к тому, что мы могли бы ожидать найти.

Астробиология-изучение жизни на других планетах-выросла из второстепенной субдисциплины биологии, химии и астрономии в ведущую междисциплинарную область, привлекая исследователей из ведущих учреждений по всему миру и крупные суммы денег как от НАСА, так и от частных спонсоров. Но что именно ищут астробиологи? Как мы узнаем, когда придет время открыть шампанское?

Одна вещь, которая отличает жизнь от небытия, — это ее очевидный дизайн. Живые существа, от простейших бактерий до огромных секвойй, имеют огромное количество сложных частей, работающих вместе, чтобы заставить организм функционировать. Подумайте о своих руках, сердце, селезенке, митохондриях, ресничках, нейронах, ногтях на ногах – все они синхронно взаимодействуют, помогая вам ориентироваться, есть, думать и выживать. Самые красивые природные скальные образования лишены даже крошечной доли мириад частей одной бактериальной клетки, которые координируют, чтобы помочь ей делиться и размножаться.

А живые существа, в отличие от грязи и ветра, похоже, пытаются что – то делать-есть, расти, выживать, размножаться. Если вы когда-нибудь пытались раздавить живучего жука, вы знаете, что для того, чтобы организм захотел выжить, не требуется сложного разума. Или чтобы белка ‘захотела » перепрыгнуть с одной ветки на другую. Или для того, чтобы растение ‘попыталось » дотянуться до Солнца и впитало питательные вещества из почвы. Мало того, что живые существа имеют много сложных частей, но все эти части имеют одну и ту же общую цель – выживание и размножение. Эта комбинация сложного дизайна и очевидной цели, также известная как адаптивность, определяет жизнь. Когда мы смотрим на фотографию инопланетянина, именно эта адаптация заставляет нас кричать: «Ага!’ Мы бы ясно увидели разницу между разочаровывающей грудой камней и захватывающим инопланетным дизайном. Это хорошая новость, потому что есть только один способ получить такой дизайн: естественный отбор.

Естественный отбор происходит всякий раз, когда у вас есть коллекция вещей (клетки, репликаторы, птицы, воображаемые виды, которые мы будем называть «Глипглупами»), которые имеют три свойства: вариативность, наследственность и дифференциальный успех. Например, некоторые из Глипглупов, которые мы предположили, имеют более длинные глазные стебли, чем другие (вариация). У Глипглупов с длинными глазами есть дети с длинными глазами (наследование вариации). А Глипглупы с длинными стеблями глаз могут лучше видеть из своих метановых отверстий и, следовательно, иметь больше детей (дифференциальный успех связан с этой вариацией). В результате, с течением времени, Glipgloops развиваться, чтобы иметь вытянутые eyestalks.

Это процесс, посредством которого создается видимый замысел в природе: в каждом поколении, в каждый момент времени «отбираются» индивиды с признаками, связанными с лучшим воспроизводством. В результате со временем популяции состоят из особей, которые появляются разработанные с целью размножения. Это точно потому что критерий выбора всегда один и тот же, что может развить дизайн. Представьте себе автомобиль, который был построен с использованием различных чертежей на каждом шагу-ну, вы, вероятно, не в конечном итоге с автомобилем. Это непоколебимая мантра естественного отбора-вклад генов в будущие поколения-которая позволяет дизайну появляться без дизайнера.

На самом деле, критерий отбора настолько последователен, что организм не может быть сконструирован ни для чего, кроме передачи генов будущим поколениям. Вот почему мы не получаем организмов, которые жертвуют собой ради блага своего вида. В общем, организмы эгоистичны-воспроизводить себя за счет других-отличный способ передать гены. Мы иногда видим жертву и сотрудничество в природе – но только тогда, когда выгоды от сотрудничества возвращаются к вам, или жертва приносит пользу родственникам. Родственники имеют общие гены, так что пчела может пожертвовать для королевы (своей матери), если это означает, что она произведет на свет еще 100 сестер, каждая из которых несет половину генов пчелы. Расчет того, какие черты приводят к большему количеству генов, и точно, когда и сколько жертвовать, точен и жесток. Вот почему эволюционные биологи могут создавать математические модели, которые правильно предсказывают, сколько помощников птица должна позволить в своем гнезде, и как часто осы должны каннибализировать своих братьев и сестер. Но эта алгоритмическая жесткость естественного отбора также пригодится астробиологу.

Нить должна раскрывать себя: жизнь особенная из-за ее кажущегося замысла. Единственный способ получить дизайн без дизайнера-это естественный отбор. Следовательно, пришельцы должны быть продуктом естественного отбора. А естественный отбор следует определенным правилам и может производить только определенные виды организмов. Таким образом, астробиологи могут использовать теорию естественного отбора и математику эволюции, чтобы делать предсказания об инопланетянах.

Есть ли исключения? Мы не можем получить сложную жизнь, даже такую простую, как бактерия, без естественного отбора. Даже посторганический компьютерный инопланетянин в конечном счете был бы продуктом естественного отбора. Но давайте рассмотрим пограничный случай. Представьте себе коллекцию реплицирующихся молекул, похожих на крошечные голые гены, на чужой планете. Если бы эти репликаторы делали копии самих себя (наследование), но каждый раз воспроизводились бы идеально (без вариации или дифференциального успеха), вы не получили бы естественного отбора.

Будет ли это жизнь? Может быть, но это было бы не очень интересно. Во-первых, без вариаций молекулы никогда не изменятся, не станут более приспособленными, не эволюционируют в нечто более интересное или сложное. Обнаружение бактерий или медведей на далекой планете наводило бы на мысль, что Вселенная может кишеть жизнью всех форм и размеров. Эти репликаторы ничего бы не предложили. Еще более проблематично, что их существование, скорее всего, будет мимолетным – без естественного отбора они не смогут справиться с изменениями на своей планете, и поэтому исчезнут, прежде чем мы их найдем.

Аргумент от естественного отбора надежен, даже на границах. Это освобождает нас от необходимости использовать те же эволюционные инструменты, которые мы используем на Земле для предсказания жизни в других местах.

Предыдущие работы в области астробиологии экстраполировали то, что произошло на Земле, потенциально ограничивая наше видение определенными особенностями, такими как ДНК или углеродная жизнь, которые не будут держаться на других планетах. Естественный отбор, с другой стороны, универсален. Это не зависит ни от ДНК (помните, Чарльз Дарвин ничего не знал о генах), ни от химии углерода, ни от присутствия воды. Это невероятно просто-это просто требует нескольких ингредиентов – и это единственный способ создать жизнь.

Начинает формироваться мысленный образ этой ценной фотографии, на которой изображены существа, по-видимому, приспособленные к своему окружению. Мы не можем сказать, будет ли зернистое изображение инопланетянина иметь глаза, или конечности, или быть зеленым. Это не то предсказание, которое может сделать хорошая эволюционная теория. Но естественный отбор говорит нам, что его формы, цели и эволюционные пути ограничены.

Одним из примеров, представленных нашей командой в вышеприведенном эскизе, является то, что мы игриво называем «октомит» – конгломерат некогда отдельных сущностей, которые теперь работают вместе, чтобы выжить, размножиться и эволюционировать. Как мы узнаем инопланетянина? Она будет включать иерархию сущностей, причем интересы каждого нижнего уровня будут согласованы с интересами компонентов на более высоких уровнях. На фотографии, которую мы себе представляем, было бы показано разделение труда, причем различные части специализируются на различных задачах во взаимной зависимости.

Эта работа по включению эволюционной теории в наш астробиологический инструментарий только начинается. Что еще Дарвин может рассказать нам об инопланетянах? Предположительно, довольно много. Фотография, если и когда она появится, будет чем-то совершенно экзотическим для невооруженного глаза. Но для студента эволюционной биологии это может показаться удивительно знакомым.

аспирант кафедры зоологии Оксфордского университета.

https://aeon.co/ideas/proof-of-life-how-would-we-recognise-an-alien-if-we-saw-one

Ссылка на основную публикацию