Наука Плоского мира - Йен Стюарт

Одна точка зрения состоит в том, что жизнь – невероятно хрупкая штука, а Земля является одним из немногих благословенных мест, где достаточно долго наблюдались условия, необходимые для сохранения жизни, ее развития, многообразия и процветания. Хотя в любой момент какая-нибудь катастрофа может пустить все под откос, стерев с лица Земли все живое. Цивилизация крабов, конечно, художественный вымысел, но ее история позволяет нам обратить ваше внимание на два существенных момента. Во‑первых, для того, чтобы какой-нибудь биологический вид, эволюционируя на Земле, мог приблизиться к нам по уровню интеллектуального развития, потребовалась бы бездна времени. Во‑вторых, даже если бы такое и случилось, после них вполне могло не сохраниться никаких следов. Ах да, вот еще… Существует множество способов оставить от них мокрое место. Так что мы с вами просто счастливчики, раз нам удалось избежать судьбы крабьей цивилизации. В миллионах других, тоже, вероятно, подходящих для жизни, миров ей так не повезло; она либо вообще не зародилась, либо нашлось что-нибудь ее истребившее. Короче, жизнь – это редкость, а Земля – единственное место во Вселенной, где произошло это уникальное чудо.

Альтернативная интерпретация заключается в следующем. Жизнь – невероятно стойкий феномен, и хотя условия на Земле более-менее достаточны для ее возникновения, в общем-то, они не столь уж и необходимы. Поэтому было бы ошибкой считать, что раз здесь все пошло именно по такому пути, то же самое должно повторяться и в других местах. Важным последствием эволюции является то, что жизнь автоматически адаптируется к любой доступной среде обитания. Кипящая вода на дне океана? Отлично! – как раз то, что нужно бактериям-экстремалам. Погрузиться на две мили под землю? Просто супер! – там такая приятная теплота, а кроме того, много серы и железа для получения энергии. Отдельная благодарность Провидению за отсутствие в таких местах избытка смертоносного кислорода: отвратительный газ, ужасно активный и ядовитый. Если и есть такое место, где никто не может выжить, так это в кислородной атмосфере…

Обе точки зрения имеют сторонников, и у обеих находятся доводы в свою защиту. Споры будут продолжаться до тех пор, пока мы не отправимся к другим мирам и не увидим, что именно там происходит. Может быть, тогда удастся найти компромисс. К примеру, обе стороны согласны в том, что жизнь возникла несмотря на то, что Земля отнюдь не была райским садом. Нашу планету никак не назовешь идеальным местом обитания. Для того, чтобы мы могли выжить, эволюции пришлось решить множество сложных проблем и адаптироваться к неблагоприятным условиям.

Мы можем не отдавать себе отчета, насколько Земля враждебное место, но вспомните о таких обыденных вещах, как пожары, ураганы, торнадо, землетрясения, извержения вулканов, цунами, наводнения и засухи… Слишком много дождя – и ты по шейку в воде, слишком мало – каюк урожаям, а мы с вами сосем лапу. И это при том, что о действительно серьезных катастрофах мы еще не говорили.

Многие склонны считать, что история жизни на Земле напоминает непрерывный рост одинокого и величественного эволюционного древа жизни. Однако эта благостная картина совершенно устарела. История жизни больше похожа на джунгли, чем на единичное дерево, и большинство растений в этих джунглях были растоптаны, сломаны или увяли прежде, чем получили возможность расцвести хотя бы раз. Как бы эти джунгли ни разрослись в итоге, жизнь в них была не слишком сладкой.

Правда, в течение ужасно долгого времени в морях не было ничего, кроме «кисельных капель», и мы вольны рассматривать этот период как весьма неказистую ветвь нашего древа. Да и с точки зрения самого «киселя», жизнь, скорее всего, была штукой тоскливой, но это потому, что они не замечали, что происходит на планете в целом. События, которые для более развитых форм жизни стали бы вселенской катастрофой, «кисель» просто не трогали за живое.

Разумеется, когда жизнь делала свои первые робкие шаги, особо крупные неприятности все же выбивали ее из колеи, однако не смогли истребить подчистую. То же превращение Земли в «снежок», если такое действительно имело место, явилось нелегким испытанием. Но, несмотря на все препоны, а может быть, и благодаря им, жизнь менялась, она развивалась, разнообразила свои формы, и дошло до того, что эукариоты научились жить в кислородной атмосфере.

Кстати, изменение химического состава атмосферы наверняка стало настоящей катастрофой, ведь все биохимические приемы изжили себя, поскольку развивались применительно к условиям иного газового состава. Хуже всего было то, что новым газом, загрязнившим атмосферу, оказался именно кислород, то есть сильнейший окислитель. Представьте только, что произойдет сейчас, если атмосфера внезапно насытится фтором, например. Некоторые из самых опасных для жизни субстанций, как и большинство взрывчатых веществ, являются соединениями фтора. Но кислород – тоже не подарок, если даже не хуже. Достаточно вспомнить о пожарах, ржавчине или гниении.

Ядерные клетки-эукариоты одержали победу над кислородом, обратив его негативные свойства себе на пользу. Эволюционная революция оказалась настолько эффективной, что смертельно ядовитый загрязняющий газ стал жизненно необходимым (по крайней мере для большинства организмов). Лишите человека, собаку или рыбу кислорода, и через несколько минут наступит смерть. Мы можем некоторое время обойтись и без воды, и без еды. Но без кислорода? Какие-нибудь минуты в лучшем случае, ну, может быть, полчаса, если вы – кит.

Уловка с использованием кислорода стремительно завоевала популярность. Эукариотическая жизнь захватила моря, создав множество новых биологических видов и даже целые экосистемы. Биоразнообразие стало той лесенкой, которая позволила жизни выйти на сушу и оценить преимущество новых мест обитания и способов существования. Появилось и начало развиваться огромное количество небывалых ранее организмов. Однако обитание на суше имело один существенный недостаток: уязвимость для воздействий со стороны космоса. Жизнь на суше породила куда более сложные, чем прежде, растения и животных, способных защититься от локальных изменений среды обитания вроде палящих солнечных лучей или глубоких снегов. Но, по иронии судьбы, именно усложнение сделало их гораздо более чувствительными к падающим с небес булыжникам.

Все мы слышали о метеорите, вроде бы убившем динозавров. Их пример, как говорится, другим наука. Динозавры были удивительно эффективными формами жизни ровно до того момента, как окружающая среда резко изменилась после падения метеорита, к чему они оказались совершенно не приспособленными. А вот бактерии вообще ничего не заметили. Напротив, для них наступили прекрасные времена: несколько сотен лет непрекращающегося пира. Ну, а когда все трупы окончательно разложились, пришлось поневоле вернуться к скучной старой рутине.

В дальнейшем мы подробнее поговорим о динозаврах и их приятелях, о двухстах миллионах лет их царствования и о том, что именно в действительности их убило. Пока же мы хотим дать вам общее представление о том, что простые формы жизни могут справиться с бо́льшими неприятностями, чем сложные. Именно простые формы изменили планету, или по крайней мере ее поверхность, установив обратные связи, сделавшие ее менее зависимой от изменений.

Именно они положили начало Гее. Это имя Джеймс Лавлок в 1982 году дал концепции, изображающей Землю в виде сложной живой системы или, говоря метафорически, – в виде некоего организма. Идея быстро романтизировалась, превратившись в «матушку-Землю», – ну а чего вы хотите, присваивая имя богини своей новой научной теории? Если же рассуждать без поэтических изысков, идея Лавлока заключалась в том, что наша планета действует как единая система, создавая особые механизмы, поддерживающие ее существование. Все это является следствием развития многочисленных подсистем (организмов, экологии), развивающих собственные механизмы, которые поддерживают их жизнеспособность. Если каждый член команды старается как можно лучше играть свою партию, команда в целом обязательно выигрывает.

Сложность – это обоюдоострый меч. Чем более сложные формы принимает жизнь, тем проще ей справляться с повседневными проблемами, пока дело не доходит до внешних факторов вроде метеоритов, последствия столкновения с которыми могут оказаться фатальными.

Луна, Меркурий, Марс, а также различные спутники сплошь покрыты круглыми кратерами, большими и маленькими. Почти все они, как мы теперь уверены, появились в результате падений больших глыб, состоящих из камня или льда, а то и того и другого сразу. Лишь немногие кратеры имеют вулканическое происхождение. Еще не так давно считалось, что большинство их обязано своим появлением именно вулканам, но оказалось, что мы ошибались.