Хронология трудных шагов в прошлом Земли, которую обсуждает исследование в этой статье, строится, повторно анализируется и дополняется. Не показана эпоха примерно через миллиард лет в будущем, когда вся жизнь на Земле вымрет. Кредит: Дэниел Б. Миллс
Почему потребовалось так много времени, чтобы люди появились на Земле? Земле 4,6 миллиарда лет, и жизнь началась около 4 миллиардов лет назад, однако люди — единственный разумный, технологичный вид, о котором мы знаем во Вселенной, — существуют только последние 200 000 лет. Почему мы не появились раньше? Какие факторы задержали наше появление? И что может сказать хронология жизни здесь о возможности существования других технологически продвинутых форм жизни во Вселенной?
Одной из гипотез нашей эволюционной истории является модель «трудных шагов». В 1983 году австралийский физик Брэндон Картер выдвинул гипотезу, что путь к человечеству требует «успешного прохождения через ряд промежуточных шагов», каждый из которых был очень невероятным и сложным, учитывая имеющееся время. Первоначально Картер видел только два шага — возникновение генетического кода и «окончательный прорыв в развитии мозга».
С тех пор многие исследователи модифицировали идею Картера и предложили более двух шагов, при этом наиболее популярная сегодня формулировка модели предусматривает пять: 1) создание одноклеточной жизни («абиогенез»), 2) появление фотосинтеза, создающего кислород, 3) возникновение эукариотических клеток из прокариотических клеток, 4) возникновение сложной жизни, такой как многоклеточные животные, и 5) возникновение Homo sapiens с устоявшимся языком.
Эти шаги «тяжелые» в том смысле, что они могли бы развиться только один раз (в отличие, например, от эволюционного развития глаз, которое происходило много раз и возникало при разной степени использования света).
Каждый из этих шагов длился примерно миллиард лет. Хотя у Солнца осталось 5 миллиардов лет до того, как оно станет красным карликом, жизнь на Земле закончится примерно через миллиард лет, когда все более яркое Солнце вызовет неуправляемый парниковый эффект, и планета станет похожей на Венеру, раскаленной и высушенной.
Поэтому возникает вопрос, если разумные, технологические животные, такие как мы, развились на Земле только в конце доступного времени, сократив его. Постигнет ли та же участь какую-либо развитую внеземную жизнь в другом месте галактики? Может быть, они развились слишком поздно в пределах своего солнца, чтобы попасть на Землю? Таким образом, модель жестких шагов предсказывает, что технологические виды, такие как люди на Земле, чрезвычайно редки во Вселенной.
«Модель жестких шагов утверждает, что человечество вряд ли эволюционировало до гибели биосферы Земли», — сказал Дэниел Б. Миллс, ведущий автор статьи. «Наше существование представляет собой исключительный случай во Вселенной, когда разумная жизнь успела эволюционировать до того, как закончились планетарные часы».
Миллс работает в Университете Людвига-Максимилиана в Мюнхене в Германии, а также в Университете штата Пенсильвания в США, пишет вместе с коллегами из Университета штата Пенсильвания и Университета Рочестера в штате Нью-Йорк. Статья опубликована на сервере препринтов arXivи был представлен в журнал.
По сути, критерии Картера для сложных шагов таковы, что они маловероятны в пределах отведенного периода времени и необходимы для окончательной эволюции человечества. Исследователи здесь оспаривают модель сложных шагов, спрашивая, действительно ли ее шаги маловероятны и действительно необходимы.
Действительно ли необходим человеческий интеллект, или может быть достаточно интеллекта других форм, например, интеллекта, наблюдаемого в коллективном поведении насекомых или муравьев, интеллекта ворон и дельфинов, создающего орудия труда, или интеллекта, который независимо развился у осьминогов после того, как они отделились от нашего последнего общего предка, примитивного плоского червя, жившего 750 миллионов лет назад?
«Основание для того, чтобы рассматривать «человеческий интеллект» как «трудный шаг», неясно», — пишут Миллс и его коллеги.
И согласно силурийской гипотезе, один из соавторов которой, Адам Фрэнк из Рочестерского университета, помог разработать, возможно, что другие разумные виды существовали на Земле в далеком прошлом, и любые материальные свидетельства их существования теперь полностью исчезли, стертые геологическими процессами Земли около полумиллиарда лет назад.
Они также сомневаются, действительно ли структура «Основных переходов в эволюции» (MTE), впервые предложенная в 1995 году, предлагающая восемь основных переходов в эволюции вплоть до человека, необходима для развития сложности или продвинутой формы жизни. Действительно ли необходим генетический код? Язык?
Отклоняясь от биологической эволюции, работа также оспаривает некоторые ключевые предположения модели жестких шагов, внимательно изучая роль исторической геобиологии — как окружающая среда и жизнь Земли коэволюционировали в течение геологического, глубокого времени. Преодоление ключевых экологических порогов откроет новые «разрешительные» среды.
В этом сценарии изменение окружающей среды не создает эволюционных инноваций, но «представляет собой устранение внешнего ограничения, которое ранее мешало инновациям развиваться».
Возможно, что стадия жизни, которая впервые появилась в новой среде, будет процветать и доминировать в этом экологическом эпизоде, устанавливая эволюцию на новую ветвь вместо ветви статус-кво, существовавшей до преодоления порога. Глобальные изменения окружающей среды могли контролироваться, когда сложные шаги (пять выше и другие, добавленные позже) кандидатов эволюционировали.
В статье делается вывод: «Мы предполагаем, что не существует никаких сложных этапов (несмотря на появление основных эволюционных сингулярностей в универсальном древе жизни) и что общий темп эволюции на Земле задается глобальными экологическими процессами, действующими в геологических масштабах времени (т. е. миллиарды лет). Иными словами, люди появились так «поздно» в истории Земли, потому что «окно человеческой обитаемости» открылось лишь сравнительно недавно в истории Земли».
Миллс заявил, что идея жестких мер оставила на человечестве неоправданный отпечаток. «Многие люди приняли эти выводы как должное, как будто наука на самом деле доказала, что наше существование на Земле зависело от случайных событий с малой вероятностью в доступное время», — сказал он.
«Эти выводы не только необоснованны, они наносят ущерб нашему коллективному представлению о себе, способствуя представлению о том, что люди являются случайностью биосферы Земли, а не ее естественным выражением».
Он считает, что эта идея сделала человеческую жизнь неполноценной и направляет нас в неверном направлении.
«Такое отношение к человеческой несостоятельности и хрупкости способствует возникновению формы «выученной беспомощности», — сказал он, — «которая рассматривает климатический кризис, например, как наш смертный приговор, а не как неизбежный вызов, с которым должна столкнуться любая глобальная цивилизация».
Дополнительная информация: Дэниел Б. Миллс и др., Переоценка модели «жестких шагов» для эволюции разумной жизни, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2408.10293
Информация о журнале: arXiv
