Форма vs функция: что общего у обитателей всех миров?
В начале XIX в. легендарные ныне палеонтологи-любители Мэри и Джозеф Эннинги нашли на южном побережье Англии, на пляже в Лайм-Риджис, необычный скелет. Ученые, исследовавшие находку, затруднялись ее классифицировать: кости как будто принадлежали рыбе и в то же время рептилии. Это был ихтиозавр — морская рептилия, идеально приспособленная, чтобы быстро плавать, с удлиненным рылом и хорошо развитыми глазами. Большинству читателей это описание, скорее всего, напомнит современного дельфина, но, несмотря на явное сходство дельфинов и ихтиозавров, они столь же неродственны друг другу, как человек и тритон. Форма, то, как животное выглядит и ведет себя, неразрывно связана с функцией: с образом жизни животного, с тем, как оно получает энергию и как размножается. Эта связь — ключ к тому, как узнать что-то об облике инопланетян, не вдаваясь в художественные фантазии.
Я обещал, что мы будем опираться на законы биологии — те, что нам известны, — подобно тому, как опираемся на законы физики и химии в качестве фундаментальных, универсальных истин. Если природа Вселенной всюду одна и та же, значит, жизнь везде подчиняется одним и тем же законам. Но что собой представляют биологические законы? В этом необходимо как следует разобраться. Мы должны быть уверены, что не выдумаем несуществующий мир, населенный фантастическими существами, неверно экстраполировав земные наблюдения на другие планеты. Доверять собственным гипотезам — дело рискованное, ведь по большому счету они существуют только у нас в голове.
Вместо этого мы займемся поиском универсальных законов, абсолютных основ, задающих ограничения всему живому и определяющих его свойства. Тем не менее сохраняйте разумный скептицизм. Я могу и ошибаться. Однако на данный момент у нас накопилось достаточно знаний о биологической природе жизни и в особенности об эволюции живого, чтобы, на мой взгляд, можно было начинать экстраполировать это знание на другие планеты.
Наш основной метод, позволяющий сохранить связь с реальностью и не впасть в фантастические измышления, заключается в четком разграничении формы и функции. Все животные наделены определенными формами, которые поражают нас своим разнообразием. Мы восхищаемся яркой окраской бабочек и цветов, диковинной формой слоновьего хобота или бивня нарвала, воем волков и песнями горбатых китов. Многообразие форм животных проявляется как во внешнем облике, так и в поведении. Их телосложение, размер, цвет, наличие меха или перьев, хоботов, клыков, панцирей, щупалец и множества прочих приспособлений — вот что придает разным видам животных неповторимость. Их поведение — это способы добывать пищу, находить партнеров и взаимодействовать как с сородичами, так и с животными других видов. Но каждая из этих форм, облика или поведения, служит какой-то цели, играет определенную роль в эволюции. Иногда имеют место эволюционные «случайности», когда у формы нет функции, но она все-таки сохраняется — возможно, данная форма некогда была полезной (крылья у страуса), но больше не выполняет никаких задач, а эволюционных причин для ее изменения нет. Но большинство форм функционально: яркая окраска самцов птиц привлекает самок; хоботом слоны берут пищу и другие нужные предметы. Практически все наблюдаемые формы обеспечивают какие-то функции, благодаря которым у животного повышаются возможности жить, благоденствовать и выживать — даже если их преимущества не всегда очевидны.
Почему зебра полосатая? Ученые долгие годы спорили о возможных причинах. Сам Чарльз Дарвин подвергал сомнению популярное объяснение, согласно которому полоски служат маскировкой. В этой связи предлагались различные альтернативы: полоски сообщают противоположному полу о состоянии здоровья особи, сбивают с толку хищников психоделическим рисунком линий, которые кажутся подвижными, мешают кусачим мухам приземляться на животное или даже помогают охлаждаться благодаря микроскопическим воздушным вихрям, возникающим из-за разницы нагрева между черными и белыми полосами. И важно здесь не то, что кто-то был прав, а кто-то заблуждался. Суть в том, что всякое объяснение должно предполагать какую-то пользу, определенную функцию. Все известные нам формы жизни, которые мы наблюдаем вокруг, возникли в ходе эволюции потому, что обеспечивали конкретные преимущества.
Тем не менее иногда какая-либо форма жизни, не связанная со специальной функцией, может закрепиться просто благодаря случайности. Это особенно важно в тех случаях, когда популяция немногочисленна. Если люди будущего, осваивающие другую планету, или первые птицы, только начавшие заселять отдаленный остров, окажутся генетически близки между собой, этот недостаток генетического разнообразия отразится на будущих поколениях их потомков. В таких изолированных популяциях накапливаются случайные изменения, не полезные и не вредные, так что возникающие виды приобретают разный облик. При изучении новых видов — будь то на открытых планетах или на затерянных земных островах — нужна определенная осторожность, не следует считать, что всякая форма напрямую связана с конкретной функцией. Это явление называется нейтральным отбором, и его значение для эволюции все еще вызывает немало споров. Однако подобные типы форм, обусловленных случайностью, обычно заурядны и неброски, они не могут быть экстравагантными, ведь в конечном счете это может дорого обойтись их обладателям — как, вероятно, полосы зебр, из-за которых животные, что ни говори, лучше заметны для хищников.
Разграничение формы и функции — важный шаг, необходимый для того, чтобы избавиться от фантазий на тему облика инопланетян. Чаще всего воображаемые пришельцы принимают формы, подобные тем, что плодит Голливуд в кино и на телевидении, а это не более чем карикатурные люди с утрированными физическими чертами (глазами, зубами и т.д.), призванными подчеркнуть более абстрактные человеческие свойства (алчность, интеллект). Однако эта книга — не только о внешнем облике инопланетян, но и об их поведении. Законы биологии, общие для нас и внеземной жизни, имеют тенденцию ограничивать способы решения проблем, встающих перед живыми существами: как найти еду, как самому не стать едой и как оставить потомство.
В земных существах нас прежде всего поражают формы, а не функции: яркая окраска птиц, цветов и лягушек-древолазов; размеры синего кита; упорство льва, одолевающего буйвола. Но если задуматься, это разнообразие форм всего лишь отражение разнообразия функций. Животные так сильно отличаются друг от друга потому, что им приходится решать целый спектр разнообразных проблем: они ярко окрашены, чтобы привлекать партнеров или отпугивать потенциальных хищников; имеют крупные размеры, чтобы физически защитить себя от тех же хищников; обладают упорством, потому что им нужно добывать еду. Наши весьма общие и универсальные законы биологии, возможно, не позволяют конкретно предсказать, какие именно формы жизни существуют на других планетах, но мы можем в общем предположить, какие функции эти животные выполняют, и не сомневаться, что в пределах этих функций разнообразие форм окажется не меньшим, чем на Земле. Если на других планетах живут аналоги птиц, то эти птицы, как и на Земле, будут окрашены в самые разные цвета. Только мы не знаем, какие именно будут эти цвета и даже будут ли они теми «цветами», которые способен различить человек. На тот случай, если вас огорчает, что эта книга не даст вам ответа на вопрос, на самом ли деле инопланетяне зеленые, я скажу, что есть немалый плюс в том, чтобы начать разговор с функции, прежде чем перейти к форме. То, как инопланетные существа приспосабливаются к своей среде и задачам, которые та перед ними ставит, в конечном итоге куда интереснее, чем то, как они выглядят. По крайней мере, именно поведенческие адаптации с наибольшей вероятностью могут оказаться у нас и у них сходными, и, скорее всего, между нами и разумными инопланетянами будет больше общего в поведении, чем во внешнем виде. В этом разделе я надеюсь убедить вас в необходимости различать форму и функцию, а также постараюсь показать, почему функция гораздо важнее. Для этого нам придется заново обратиться к некоторым принципам естественного отбора и эволюции, а также объяснить, почему эти принципы должны быть общими для Земли и других планет.
Естественный отбор: универсальный механизм
Объяснить, как вообще могут существовать сложные формы жизни, гораздо труднее, чем представляется на первый взгляд. Сложная жизнь существует во Вселенной, где действуют самые неумолимые физические законы, согласно которым порядок стремится к хаосу, сложность — к простоте, информация — к бессмыслице. Капля чернил расплывается в стакане воды, дома ветшают, плоть разлагается. Философы бьются над определением жизни столько лет, сколько существует человечество, но любое определение, безусловно, должно включать эту способность противостоять всеобщему стремлению к хаосу: не изнашиваться, не разлагаться, не умирать. Если камень всегда стремится скатиться с холма, как поднять камень на его вершину? Если Вселенная представляется враждебной жизни, как тем не менее жизнь возможна? Необходимо рациональное объяснение, достаточно последовательное, чтобы показать, как жизнь может не только существовать, но и усложняться — явно вопреки неумолимым законам физики!
Вначале следует отбросить идею, будто сложная жизнь могла сразу возникнуть полностью сформированной, — это слишком маловероятно, разве что ей предшествовала еще более сложная форма жизни, сотворившая ее. Возможно, некое божество и в самом деле сотворило Вселенную в законченном виде, но в таком случае мы вообще не сможем судить о внеземной жизни. Все формы, краски и особенности поведения инопланетных существ будут не более чем прихотью их творца. Стивен Хокинг говорил, что замысел Бога постичь в принципе возможно, но только если изучить все законы физики во всей их полноте. До этого нам еще далеко.
Следовательно, жизнь начинается с чего-то простого. Как простая форма жизни может усложниться? Знает ли она, какие именно усложнения ей нужны? Мы можем представить себе, как человек решает, что неплохо бы изобрести бионическую руку, но трудно вообразить подобную прозорливость у примитивной клетки или молекулы (подробнее об этом пойдет речь в разделе 10). Мы ищем «подходящее» объяснение сложности живого, а подходящее объяснение должно быть исчерпывающим и не обращаться к внешним, трудно поддающимся определению явлениям (наподобие Бога) либо к явлениям, в возможность которых мы не верим (например, «знанию» молекулы о том, во что она хочет превратиться). Усложнение должно происходить само собой, поэтому необходимое условие полноценного объяснения — отсутствие в нем идеи предвидения, иначе мы не сможем применить его к древнейшим и простейшим формам жизни.
Даже если смириться с тем, что мы не знаем, как возникли первичные формы жизни, стоит объяснить, каким образом они могли усложниться. Как и подавляющее большинство современных ученых, я утверждаю, что естественный отбор, скорее всего, является универсальным и повсеместно применимым объяснением того, что жизнь стала гораздо сложнее с тех пор, как возникла 3,5 млрд лет назад. Но что такое естественный отбор и почему он должен быть универсальным объяснением сложных форм жизни?
На элементарном уровне принцип естественного отбора понять легко. Полезные признаки накапливаются. Одни новые признаки сохраняются, другие нет, но удачные идеи, разработанные предыдущими поколениями, не забываются. Ричард Докинз дал этому процессу простое и элегантное объяснение в книге «Слепой часовщик» (The Blind Watchmaker). Представим себе случайную последовательность из 20 букв, например SDFLKJFGOSDIFHGSOFGH. Шансы получить из них осмысленную последовательность, скажем The Blind Watchmaker, астрономически малы: примерно 1 к 42 миллиардам миллиардов миллиардов. Никто не поверит, что порядок может возникнуть из хаоса случайным образом. Но если каждый раз при внесении случайных изменений в эту последовательность сохранять те изменения, которые соответствуют искомой последовательности The Blind Watchmaker, результат будет совершенно иным. Удачные нововведения — скажем, замена начального S (которого нет в конечной последовательности) на T (первую букву артикля The) — не исчезают, поэтому постепенно проявится наилучший, то есть «правильный» вариант. Примечательно, что при использовании такого метода «отбора» правильная последовательность получается примерно после 540 попыток — шансы улучшаются в 80 миллионов миллиардов миллиардов раз!
Разумеется, у природы нет предвидения. «Правильной» последовательности не существует. Но бывают более удачные последовательности и менее удачные. Если удачные изменения накапливаются, наша последовательность улучшается. Можно вкатить камень на холм, если холм ступенчатый и есть возможность передохну́ть на каждой ступени. Продвигаемся каждый раз на одну ступень и дожидаемся возможности подняться на следующую. Вот суть естественного отбора, простая, элегантная и очевидная.
Но существуют ли еще какие-нибудь, альтернативные объяснения?
Примечательная особенность теории естественного отбора состоит в том, что ученые теряются, когда заходит вопрос о правдоподобных альтернативах. Обычно, когда объяснение природного явления вызывает сомнения, рассматривается и сопоставляется множество различных альтернативных гипотез, после чего предварительно останавливаются на самой убедительной из них (до тех пор пока в свете новых данных представления не изменятся). Например, свет может быть излучением видимых объектов или сенсорным лучом, исходящим из наших глаз (как полагали некоторые древнегреческие философы). Обе гипотезы могут считаться правдоподобными — пока не проведены надлежащие эксперименты, чтобы их проверить. На протяжении большей части классического периода истории сосуществовали идеи плоской Земли и шарообразной Земли, у каждой были свои сторонники и противники, пока в 240 г. до н.э. Эратосфен не провел свой блестящий эксперимент по измерению радиуса Земли (и в самом деле шарообразной).
Интересно, однако, что в случае с естественным отбором других серьезных альтернативных гипотез, объясняющих существование сложных организмов, не находится, если не считать нескольких совершенно неудовлетворительных и ненаучных версий.
Возможно, нам нужно подумать как следует; возможно, мы недостаточно сообразительны. Ответ: «Это единственное, что мне приходит в голову», — не отличается научной строгостью. Но, хотя отсутствие альтернатив не доказательство, это как минимум признак того, что естественный отбор — самая вероятная кандидатура. Все другие гипотезы, выдвигавшиеся для объяснения происхождения сложных форм жизни, в основном скорее описательные, чем объяснительные.
Например, можно допустить, что всемогущее Божество «руководит» конкретными изменениями формы и поведения живых существ, направляя их по эволюционному пути. Или же — что существует пока еще не открытая «жизненная сила», движущая видовыми изменениями. Или, быть может, при сотворении живого в него уже была заложена матрица его будущего развития, и «готовый план» человека ждал своего часа внутри бактерии. Все, что нужно, — это снять внешние слои, и вот они — мы. Но это лишь описание, а не объяснение того, как возникает сложность. У каждой человеческой культуры имеется своя история сотворения мира, и ни одна из них объективно не лучше другой. Истории ничего нам не объясняют, а мы очень хотим понять механизм, а не просто услышать историю.
Математический анализ дает нам весомые основания полагать, что естественный отбор может быть единственным объяснением жизни во Вселенной, и немалая доля наших представлений о том, что без естественного отбора эволюция жизни обойтись не могла, обусловлена математикой. Сами уравнения, возможно, несколько скучноваты, но только не стоящие за ними идеи. Одно из самых полных математических описаний того, как и почему происходит процесс эволюции, составил Джордж Прайс, замечательный, хотя и малоизвестный ученый XX в. Он был химиком, а не биологом и не математиком, но в сотрудничестве с двумя титанами эволюционной теории, Джоном Мейнардом Смитом и Биллом Гамильтоном, создал самое полное математическое описание причин эволюции. Рассказывают, что неотвратимость эволюционных сил произвела такое впечатление на Прайса, что он, бывший прежде убежденным атеистом, обратился в христианство, раздал все свое имущество, посвятил остаток жизни помощи бездомным, впал в глубокую депрессию и умер в нищете в трущобах.
Один из ключевых элементов уравнения Прайса состоит в том, что и количественные характеристики какого-либо признака животного — например, длина его зубов, — и преимущество, которое дает это признак, изменчивы. У одних животных зубы длиннее, у других короче. Хотя более длинные зубы действительно могут быть преимуществом, это не всегда означает, что зубы в два раза длиннее окажутся для животного в два раза полезнее. Скорее, существует общая тенденция — чем длиннее зубы, тем больше преимущество. Прайс математически доказал, что скорость изменения признака в популяции со временем (скорость, с которой у потомков животных удлиняются зубы) зависит от так называемой ковариации между признаком и преимуществом, которое он обеспечивает, иными словами, от того, насколько тесно взаимосвязаны признак и его полезность. Если с удвоением длины зубов польза всегда удваивается, то длинные зубы распространятся в популяции как пожар. Если эта связь слабее — например, если удвоение длины зубов дает прирост пользы только на 10%, и притом только в 50% случаев, — то темпы эволюции будут гораздо медленнее.
Невозможно переоценить значение того, что на вооружении ученых появилась модель, позволяющая предсказывать ход эволюции. И эта модель не опирается ни на какие исходные данные, привязанные к Земле. Уравнение Прайса точно так же будет работать для любой экзопланеты в Галактике. Британский философ Бертран Рассел говорил: «Я люблю математику прежде всего за то, что в ней нет ничего человеческого, за то, что с этой планетой, со всей случайной Вселенной ее, по существу, ничего не связывает — за то, что, подобно Богу Спинозы, она не полюбит нас в ответ».
Некоторые из этих математических моделей можно представить наглядно. Вообразите, что вас высадили посреди гористой местности в густом тумане и велели добраться до вершины горы. Ландшафт вокруг вас называется ландшафтом отбора или адаптивным ландшафтом. Речь идет не о вашей приспособленности к жизни в горах, здесь имеется в виду совсем иное. В эволюционном смысле «приспособленность» определяется тем, насколько эффективно вы передаете свои гены будущим поколениям. Дело не только в вашей способности успешно выживать, но и в том, сколько у вас детей, сколько из них, в свою очередь, выживет, чтобы обзавестись собственными детьми, и так далее, поколение за поколением. В случае нашей наглядной аналогии — чем выше вы поднимаетесь, тем лучше вы приспособлены к своей среде и тем выше ваша эволюционная приспособленность; чем выше вы забрались по склону горы, тем больше потомства вам удалось вырастить. Сколько разных методов можно использовать, чтобы отыскать вершину горы? Хорошо, если у вас есть карта или вы можете разглядеть вершину горы и двигаться в этом направлении. Но если такой возможности нет, единственный способ найти дорогу — оглядеться вокруг, определить, с какой стороны рельеф повышается, и все время идти вверх. А если бы вам сказали, что нужно не идти вверх по склону, а придумать какой-то альтернативный способ добраться до вершины горы, вы бы справились с этой задачей? Других способов-то на самом деле и нет. Можно попробовать, например, перепрыгивать с места на место случайным образом, но математически нетрудно доказать, что этот способ неэффективен. Единственный доступный способ — маленькие шажки, локальные усовершенствования. А это и есть естественный отбор.
Разумеется, в науке всегда есть место новым открытиям и новым радикальным идеям, способным сотрясти твердые основания, казалось бы служившие нам опорой. Никто не станет возражать, если будет открыта альтернатива естественному отбору. Но это не значит, что следует утверждать, будто эта альтернатива непременно существует. Признавать, что наши познания в физике неполны, не значит заявлять: «Возможно, привидения и феи реальны, поэтому от квантовой физики можно отказаться». Никто не запрещает выдвигать пустопорожние допущения, вот только особой пользы от них нет.
Знаменитый британский астроном Фред Хойл, сыгравший выдающуюся роль в развитии астрономии XX в., был также прекрасным писателем-фантастом. В романе «Черное облако» (The Black Cloud), изданном в 1957 г., он не только блестяще и убедительно показал, какой может быть внеземная жизнь, но также достоверно описал поведение ученых, столкнувшихся с неизвестным. Хойл представил инопланетный разум в виде гигантского газового облака размерами в сотни тысяч километров, наделенного чувствами и высоким интеллектом. Он замечательно описал, как могло бы существовать и функционировать подобное инопланетное существо, однако критики упрекнули его в недостаточном понимании биологии — он не объяснил, как такое существо могло возникнуть в ходе эволюции! Какие шаги привели к появлению столь высокоразумного облака из газа? Каков был предок этого облака, как он изменялся и как из него получилось нынешнее облако?
Это упущение весьма типично для фантазий об инопланетянах — они могут быть разумными, обладать невероятными способностями вроде телепатии, телекинеза или силы изменять реальность щелчком пальцев. Но каким образом они смогли достичь такого фантастического состояния? Единственный возможный ответ здесь — путем усовершенствования предыдущего состояния, то есть с каждым шагом поднимаясь все выше по склону. Иными словами, опять речь идет об естественном отборе.
Между прочим, на подобную критику в отношении своего романа Хойл дал простой ответ. В ту пору, в 1950-е гг., кипели споры о том, почему все галактики во Вселенной, по всей видимости, удаляются от нас. Выдвигались две гипотезы: согласно первой, Вселенная изначально была чрезвычайно мала и с тех пор расширяется; согласно второй, Вселенная не имеет начала и всегда расширялась, а новая материя непрерывно зарождается в ее центре. Первое объяснение Хойл считал чепухой и издевательски назвал его теорией «Большого взрыва» (The Big Bang). С тех пор название прижилось, а теперь, как известно, и сама эта теория происхождения Вселенной считается верной. Но в то время, опираясь на имеющиеся тогда результаты наблюдений, Хойл и его коллеги настаивали, что Вселенная не имеет начала. Поэтому неудивительно, что, когда герои его книги — ученые — спрашивают Черное облако, как возник первый представитель его вида, Облако отвечает: «Я не верю, что вообще когда-либо существовал “первый”», — а ученые при этом торжествуют: «Что бы сказали сторонники теории “взрывающейся Вселенной”!»
Если время бесконечно, нам следует переосмыслить представления о происхождении жизни. Однако научное сообщество теперь не сомневается, что у Вселенной действительно было начало, а значит, и у жизни должна быть точка отсчета — та точка, начиная с которой жизнь стала развиваться и усложняться. И естественный отбор — универсальное объяснение этого процесса.
Конвергенция: наш ключ к внеземной жизни
Мое смелое утверждение, что опыт изучения жизни на Земле применим к жизни во всей Вселенной, исходит из простого наблюдения: эволюция работает сходным образом в сходных условиях. И птицы, и летучие мыши летают, но общий предок птиц и рукокрылых жил 320 млн лет назад, задолго до динозавров, когда рептилии только начинали завоевывать мир. Эта предковая рептилия, безусловно, не летала, потому что среди ее потомков не только птицы и рукокрылые, но также все змеи и черепахи, динозавры и млекопитающие от слона до человека. Несомненно, способность летать развилась у птиц и летучих мышей независимо друг от друга на более поздних стадиях.
В реальности мы знаем, что активный (машущий) полет возникал в эволюции земных животных как минимум четыре раза. Птицы начали летать около 150 млн лет назад, когда по Земле бродили динозавры. Знаменитый ископаемый археоптерикс, относящийся примерно к этому времени, выглядит как нечто среднее между динозавром и птицей, и он немало озадачил ученых XIX в., включая Чарльза Дарвина. Напротив, летучие мыши развили способность к полету немногим более 50 млн лет назад, почти наверняка уже после вымирания динозавров. Крылья птиц и летучих мышей настолько отличаются друг от друга, что трудно поверить, что они выполняют одинаковые функции. У летучих мышей невероятно удлиненные пальцы, которые пронизывают все крыло и соединены тонкой кожной мембраной, наподобие перепонки на утиных лапах, только в этом случае перепонка растянута на всю длину конечности. У птиц плоскость крыла образована перьями, а не кожей, причем, в отличие от летучих мышей, кости передних конечностей у них проходят лишь по переднему краю крыла.
Хотя способность к полету птиц и рукокрылых эволюционировала совершенно независимо, она служила одним и тем же целям. Взгляните, как носятся в воздухе стрижи и ласточки, ловя на лету насекомых, — они необычайно похожи на летучих мышей, которые появятся несколькими часами позже, в сумерках, и будут гоняться за насекомыми, совсем как птицы. Крошечный лесной нетопырь (Pipistrellus nathusii) весом около 10 г способен мигрировать на сотни, даже тысячи километров, по дальности полета соперничая со многими птицами. Вне зависимости от происхождения полет — необычайно полезная функция, и неудивительно, что он возникает в эволюции снова и снова.
Конечно, птицы и рукокрылые — не единственные летающие животные. Птерозавры, громадные летучие рептилии, поднялись в воздух задолго до птиц, возможно, не менее 220 млн лет назад. Некоторым из них (увековеченным в многочисленных фильмах ужасов на тему жизни первобытных людей, где биологической достоверностью и не пахнет) огромные крылья помогали парить, подобно грифам, но как именно они взлетали — вопрос, который все еще активно изучается. Так или иначе, нет сомнения, что они возникли независимо от птиц: птерозавры не относились к динозаврам, тогда как птицы — прямые потомки быстроногих динозавров, близких родственников знаменитого тираннозавра (Tyrannosaurus rex). Четвертый и самый распространенный на нашей планете случай появления полета в ходе эволюции — еще древнее и восходит к началу истории насекомых 350 млн лет назад. Когда насекомые стали первыми по-настоящему успешными обитателями суши, они быстро эволюционировали, дав великое разнообразие форм, в том числе обладавших уникальными адаптациями к жизни в новой среде. В океане живой организм медленно и плавно погружается на дно, но если вы падаете с дерева, то тут же разобьетесь о землю! Вероятно, первые крылья обеспечивали возможность замедлить падение и даже направить падающее животное обратно к древесному стволу, чтобы не тратить силы и не залезать туда с земли (этим способом все еще пользуются современные белки-летяги, которые планируют с дерева на дерево благодаря кожной перепонке между передними и задними конечностями).
Очевидные преимущества полета для этих мелких существ, роившихся над едва освоенной сушей, привели к широкому разнообразию решений в этой области: появились назойливо зудящие комары, изящные стрекозы, странного вида летающие жуки и, конечно, шмели с их «невозможным с точки зрения аэродинамики» полетом. Трудно усомниться, что полет насекомого и полет летучей мыши имеют разные механизмы и эволюционировали отдельно, но ясно, что сам по себе полет — это невероятное преимущество.
Независимое появление аналогичных эволюционных решений — в данном случае полета — у видов, родственных друг другу лишь отдаленно, связано с феноменом так называемой конвергентной эволюции. В сходных условиях среды обитания полезными становятся сходные решения. Более того, весьма вероятно, что для конкретной проблемы существует лишь ограниченное количество возможных решений. Если это и в самом деле так, не стоит удивляться, что птицы, рукокрылые, птерозавры и насекомые развили сходные функции, пусть и через различные формы.
Этот пример конвергентной эволюции — лишь малая часть необъятного по широте явления. Конвергенция проявляется повсюду. Глаза c хрусталиком, подобные нашим, возникали в ходе эволюции по меньшей мере шесть раз. Как минимум столько же раз возникала способность генерировать собственное электрическое поле (чтобы оглушать добычу или ориентироваться в окружающей среде). Рождение живых детенышей, по-видимому, совершенно независимо возникало более 100 раз. Даже фотосинтез, основа всей жизни на Земле, появился независимо, по крайней мере, в 31 эволюционной линии.
Едва ли не самый знаменитый пример конвергентной эволюции — не так давно вымерший хищник, известный под названием сумчатого волка или тасманийского тигра. Последний известный сумчатый волк умер в зоопарке в 1936 г., но несколько тысячелетий назад, до появления людей и собак динго, эти животные были широко распространены по всей Австралии и Новой Гвинее. Сходство между сумчатым волком и настоящими псовыми, такими как волки и койоты, действительно сбивает с толку: его легко принять за необычную породу собаки. Однако он был таким же представителем сумчатых, как кенгуру или коала, и к волкам имел не больше отношения, чем к летучим мышам. Как подобное физическое сходство могло появиться у настолько неродственных видов? Ответ вам теперь уже знаком: и сумчатый волк, и псовые сформировались в ходе эволюции, заняв сходные экологические ниши.
Теперь, когда сумчатый волк исчез с лица земли, мы уже никогда не узнаем точно, как он охотился. Стаями ли, загоняя кенгуру, подобно тому, как современные волки загоняют оленей? Или атаковал добычу, застигнув ее врасплох, как вероятный предок домашней собаки, а необычные черные полосы служили маскировкой? Уже просто задавая эти вопросы, мы укрепляемся в уверенности, что конвергентная эволюция реальна. Можно изучать скелеты, чтобы установить силу укуса челюстей сумчатого волка (исследователи определили, что она была небольшой), приспособленность его локтевого сустава для бега на длинные дистанции (она тоже невелика), и таким образом сделать вывод, что сумчатый волк, скорее всего, охотился из засады, а не преследовал добычу, как настоящий волк. Но подобные рассуждения лишь показывают, насколько верны наши аргументы в пользу конвергенции: сходные условия порождают сходные признаки.
И теперь мы подошли к самому главному. Конвергентная эволюция — явление, не ограниченное земной жизнью. Те же принципы, которые привели птиц и летучих мышей к полету, скорее всего, приведут к аналогичным эволюционным решениям и их инопланетных собратьев. Это явление отнюдь не уникально для Земли или для существ, связанных весьма отдаленной родственной связью, таких как птицы и рукокрылые. Развитие сходных черт у видов, занимающих сходные экологические ниши, почти наверняка должно иметь место и на других планетах.
В связи с этим может показаться, будто я утверждаю, что чужие планеты (по крайней мере, те из них, что по условиям похожи на Землю) населены существами, подобными земным: там будут инопланетные волки и летучие мыши, инопланетные кенгуру и синие киты. Если настоящие волки и сумчатые, полностью изолированные друг от друга географически, эволюционировали независимо, но параллельно, почему бы этому закону не распространяться на все живое? Что, если первая форма жизни на Земле, какой бы она ни была (допустим, первый шарик из белков и РНК в жировом пузырьке), по чистой случайности совпала бы с первой формой жизни и на другой планете? Означает ли это, что там тоже появились бы четвероногие волки, шестиногие жуки и двуногие люди?
Однако есть причины полагать, что подобная конвергенция может оказаться не так распространена, как мы предполагаем. Биолог-эволюционист и палеонтолог Стивен Джей Гулд предложил знаменитый мысленный эксперимент — заново проиграть «ленту жизни», прокрутив ее далеко назад до определенной точки, а затем нажав на кнопку «Пуск». Следует ли ожидать, что после миллиардов лет повторного воспроизведения эволюционных событий мы окажемся в том же состоянии, что и сейчас, с теми же биологическими видами и той же эволюционной историей? Скорее всего, нет. Долгая история жизни на Земле — это, конечно, история непрерывного развития, но в то же время история множества катастроф и чудесных спасений. Вскоре после появления сложных организмов вся планета оледенела от полюса до полюса — это событие известно под названием «Земля-снежок». Некоторым организмам повезло выжить в незамерзших океанах под толстым слоем льда. Когда 66 млн лет назад в Землю врезался астероид размером с город Кембридж (Англия), вымерли все крупные наземные животные, а освобожденные экологические ниши, прежде занятые динозаврами, быстро захватили мелкие млекопитающие, которые потом превратились в нынешних лошадей, тигров и броненосцев. Надо полагать, что, если бы астероид отклонился всего на несколько сотен километров в сторону, он бы вообще не столкнулся с Землей, и последние 60 млн лет эволюции выглядели бы совершенно иначе. Можно ли на самом деле предугадать, по какому пути пойдет эволюция жизни на планете, если она, по-видимому, в значительной степени зависит от, казалось бы, случайных космических происшествий?
Даже падение астероида, повлекшее за собой гибель динозавров, бледнеет на фоне невообразимого массового вымирания на границе пермского и триасового периодов 250 млн лет назад. По неизвестным причинам внезапно резко изменился химический состав атмосферы и океанов, и это вызвало столь масштабное вымирание, что жизнь оказалась почти полностью уничтожена. Исчезло до 90% всех видов. Не приходится сомневаться, что, при всей значимости конвергентной эволюции, на земную жизнь оказывали серьезное влияние подобные непредсказуемые катастрофы, и, вполне возможно, другие планеты тоже переживали чудесные спасения (или не переживали — возможно, им повезло меньше). Откуда нам знать, как поведет себя жизнь на других планетах, если даже на Земле нет гарантии, что историю биосферы можно проиграть повторно?
Пермское массовое вымирание дает нам ключ к ответу на этот вопрос. Жизнь на Земле едва уцелела. Но за каких-то 10 млн лет она возродилась и расцвела вновь (хотя понадобится еще немало времени, чтобы земная жизнь снова достигла того уровня разнообразия, который наблюдался в пермский период). Конечно, чуть ли не все виды, господствовавшие прежде, исчезли — в том числе знаменитые трилобиты, ползавшие по морскому дну, как в наше время крабы. Но ниши-то остались. Если на морском дне есть пища, кто-нибудь да сумеет освоить этот ресурс, ползая по дну. Именно это и произошло. Восхождение как млекопитающих, так и динозавров началось в эту глухую эпоху, когда почти опустевшая планета приходила в себя после массового вымирания. Миллионы лет на ней водились лишь немногие выносливые виды, способные выживать в суровых условиях, — так заброшенную промышленную зону быстро заселяют сорные травы и крысы. Но был солнечный свет, а значит, могли существовать растения и, соответственно, животные, которые их ели и которых можно было есть. Проснувшись в мире, где практически нет конкуренции, внезапно открываешь для себя почти безграничные возможности.
Жизнь породила взрывное разнообразие новых форм. Эволюция начала набирать обороты просто потому, что осталось множество незанятых ниш. Наиболее узкоспециализированные виды, теснее всего привязанные к своим нишам, к специфическим условиям среды или конкретному источнику пищи, вымерли прежде всего. Виды, оказавшиеся более гибкими, более способными использовать новые возможности, могли уцелеть и стать успешными благодаря этим возможностям. В эволюционной биологии это называется адаптивной радиацией — когда выжившие популяции начинают специализироваться, осваивая пустующие ниши и развивая для этого свои собственные специализированные адаптации. «Радиация» буквально означает «излучение», то есть виды, как лучи, расходятся по разным средам обитания и экологическим нишам, попутно приспосабливаясь и все более различаясь по формам и функциям. Как в сказке «Три поросенка», внезапно открылись возможности строить дома из различных доступных материалов, и каждой возможности нашлось применение. Адаптивная радиация считается принципиально необходимым условием для появления столь богатой и разнообразной биосферы, как наша, а значит, катастрофы (желательно, не превышающие по разрушительности пермское вымирание) — необходимая составляющая разнообразия жизни.
Таким образом, когда жизнь вернулась к полноценному разнообразию, многие из прежних ниш сохранились, и их заняли новые группы организмов. Хотя трилобитов уже не было, их работу — прочесывать океанское дно в поисках пищи — могли выполнять ракообразные. Формы резко различались (на место трилобитов пришли крабы), но многие функции, связанные с добыванием пищи и защитой от хищников, остались неизменными. До вымирания были широко распространены наземные растения, а следовательно, и травоядные, питавшиеся ими, и хищники, питавшиеся травоядными. Многие из этих травоядных и хищников, такие как диметродон, напоминали гигантских рептилий, но в действительности были предками млекопитающих. После вымирания появились настоящие гигантские рептилии — динозавры — и завладели миром. Но, глядя на диметродона пермского периода и динозавров вроде агатаума, жившего на 200 млн лет позже, невозможно отделаться от ощущения, что, хотя жизнь и не воспроизводит предшествующие формы, она как минимум повторяет многие функции.
Законы пола
Различие между формой и функцией, то, как эволюция заполняет различные вакансии (функциональные ниши) многообразием форм, — первый шаг к применению универсальных «биологических законов». Но каковы сами эти законы? Насколько наша трактовка естественного отбора универсальна, а насколько зависит от специфических условий, которые мы наблюдаем на своей планете? Универсальность естественного отбора в самой элементарной форме сомнений не вызывает. Хотя широкой публике естественный отбор известен как «выживание наиболее приспособленных», его суть несколько (совсем чуть-чуть) сложнее.
Естественный отбор происходит всюду, где особи наследуют признаки от родителей, где эти признаки изменчивы в пределах популяции и различие признаков влечет за собой различие в «приспособленности» особей — под «приспособленностью» же подразумевается способность воспроизводить себя в будущих поколениях. Поэтому «выживание» в целом полезно, так как позволяет произвести больше потомства, однако короткая жизнь при большой плодовитости также дает полезный результат. Повысить приспособленность может и забота о потомстве, поскольку в этом случае больше вероятность, что детеныши выживут и оставят больше собственного потомства, — и т.д. Вполне возможно (хотя, наверное, не все с этим допущением согласятся), что в любой системе, обладающей этими свойствами — наследственной изменчивостью и неодинаковой приспособленностью, будет происходить естественный отбор. Значит, естественный отбор неизбежен даже в неживых системах, таких как компьютерные программы, интернет-мемы, религиозные верования и т.п., но особенно в живых системах. Нет причин сомневаться, что обитатели других планет подвергаются естественному отбору в данном широком смысле, так как это единственный известный механизм, способный самостоятельно порождать и поддерживать ту сложность, которую мы называем жизнью.
Однако за 150 лет, прошедших с момента публикации «Происхождения видов», эволюционное учение шагнуло далеко вперед, и теперь мы гораздо больше знаем о механизмах, породивших сложность земной жизни. Эти механизмы, о которых речь пойдет ниже, суть не что иное, как разновидности принципов естественного отбора, но доказать их универсальность намного труднее. У нас есть великолепные комплексные математические модели эволюционных процессов, ведь для того, чтобы объяснить разнообразие животных и растений на нашей планете, недостаточно одного фактора «выживания наиболее приспособленных». Уравнение Прайса сыграло такую важную роль еще и потому, что в нем были учтены другие важные факторы естественного отбора, например степень родства между животными. Но пусть эти модели и воплощают торжество научной мысли, все же остаются некоторые сомнения, от которых трудно отмахнуться. Мы строим модели, основываясь на собственном опыте и неявно подразумевая, что жизнь такова, какой мы наблюдаем ее вокруг себя. Но что, если наши гипотезы подспудно отражают специфические особенности, присущие лишь земной жизни, известные нам по нашим исследованиям и опыту на этой планете? Даже если естественный отбор служит движущей силой эволюции во всей Вселенной, возможно ли, что его конкретные проявления будут отличаться, причем существенно, от механизмов эволюции у нас?
В первую очередь это касается таких дополнительных механизмов, как пол и семья. Многие из самых впечатляющих форм внешнего облика и поведения животных, которые сразу бросаются в глаза, так или иначе связаны с задачей привлечения партнера: окраска птиц и их пение, оленьи рога, сложные брачные танцы самцов паука-волка (они барабанят по земле лапками и ударяют в нее брюшком), турнирные бои толсторогих баранов, когда они сталкиваются лбами. И, разумеется, знаменитый пример — павлин, распускающий «хвост». Все эти признаки развиваются потому, что повышают шансы на спаривание, хотя на первый взгляд с точки зрения выживания от них одни неудобства (и это еще мягко сказано). За длинные перья павлина можно поймать, толсторогие бараны во время поединков часто проламывают друг другу черепа, а ярко окрашенные самцы птиц не так хорошо замаскированы, как самки, и их легче обнаружить хищнику. Наблюдая за жаворонком, когда тот порхает над лугом и распевает во весь голос — крайне энергозатратное занятие, — можно только удивляться, насколько на первый взгляд нерационально ведут себя животные. Конечно, естественный отбор никуда не делся, но здесь приоритет отдается конкуренции за размножение, а не за выживание, и этот процесс называется половым отбором.
Второй интересующий нас механизм — разновидность естественного отбора, при которой животные помогают своим родственникам. Он так и называется: родственный отбор. Он может быть как очевидным (забота родителей о потомстве), так и более сложным, например, в колониях сурикатов, где подчиненные самки выкармливают детенышей доминирующей самки (нередко своей сестры). Значит, сурикаты жертвуют как собственными энергетическими ресурсами, так и собственной возможностью произвести потомство ради заботы о племянниках и племянницах. Родственный отбор особенно важен потому, что играет ключевую роль в эволюции общественного поведения как такового (о чем будет подробнее рассказано в разделе 7), а общественное поведение, вероятно, необходимое условие для того, чтобы у инопланетян, с которыми мы надеемся встретиться, возникла какая-либо программа освоения космоса.
Должно быть, от вашего внимания не ускользнуло то, что и родственный отбор, и половой отбор основаны на одном специфическом свойстве земной жизни. Это пол. Ни великолепное оперение павлина, ни сложное общественное поведение не могли бы возникнуть, если бы не половое размножение. А есть ли пол у инопланетян?
Хотелось бы, чтобы на этот вопрос существовал простой ответ, но, к несчастью, о происхождении полового размножения на Земле нам известно на удивление мало — даже о причинах, по которым оно вообще существует. Поэтому крайне трудно строить догадки о том, что может происходить на других планетах. Бесполое размножение — это воспроизводство клонов, точных копий родителя. Иногда генетический механизм дает сбой, и таким образом может появиться некоторое разнообразие, но в целом вся ваша родня будет практически одинакова. Напротив, половое размножение подразумевает перемешивание ваших генов с генами партнера, и тогда потомство оказывается намного разнообразнее: одни дети больше похожи на вас, другие меньше. Поэтому половое размножение кажется ужасно неэффективным — мало того, что оно отнимает много времени и энергии, так еще и детям передается лишь половина ваших генов. И тем не менее половое размножение у животных (и у растений) широко распространено на Земле, и обладатели этой способности отличаются гораздо большим разнообразием форм и функций, чем достаточно простые, бесполые бактерии. Кусты земляники обычно размножаются бесполым способом, образуя надземные столоны (усы), из которых развиваются новые растения — клоны исходного. Из семян дочерние растения вырастают редко. Но вкусные плоды земляники (с семенами) — продукт полового размножения.
Существует множество теорий, объясняющих, почему возникло половое размножение и почему оно оказалось столь устойчивым, согласно одной из них, это способ предотвратить неконтролируемое распространение паразитов, гарантия, что в каждом поколении будет достаточно генетических новаций, чтобы всегда на шаг опережать патогены. Но каково бы ни было его происхождение, есть пара аспектов, которые можно отметить, заглянув в наше эволюционное прошлое.
Во-первых, половое размножение, по-видимому, сыграло решающую роль в эволюции жизни на Земле, хотя причины этого не совсем ясны. Возможно, половое размножение ускоряет эволюцию, возможно, оно более надежно, хотя эволюция полового размножения — одна из самых спорных тем в современной эволюционной биологии. Одни математические модели демонстрируют, что организмы, размножающиеся половым путем, эволюционируют быстрее, другие — что они эволюционируют медленнее. Некоторые показывают явное преимущество полового размножения в тех случаях, когда среда быстро меняется, потому что, если наступит экологический кризис, перемешанная наследственная информация даст возможность хоть кому-нибудь и где-нибудь найти выход из положения. Тли (крошечные зеленые насекомые, которые часто паразитируют на садовых растениях) размножаются бесполым способом в летний сезон, успешно плодя клоны, идентичные себе. Однако осенью они переходят на половое размножение, откладывая яйца, по генетическим признакам отличающиеся друг от друга и от обоих родителей. Вероятно, чтобы непредсказуемые зимние условия не погубили всю кладку.
Общепринятого объяснения эволюции полового размножения пока не существует. Но по какой бы причине это размножение ни возникло, ученые единодушны в том, что оно внесло важный вклад в разнообразие земной жизни. Более того, жизнь на Земле, скорее всего, едва ли смогла бы достигнуть нынешнего уровня сложности, если бы не половое размножение. Не было бы ни животных, ни растений, может быть, даже амеб, которые, как выясняется, не так уж бесполы, как прежде считали ученые. Даже бесполые бактерии обмениваются друг с другом генами, передавая полезную наследственную информацию, словно секретные агенты, передающие шифрованные записки на скамейке в парке. Поэтому, хотя мы не можем ответить на вопрос, есть ли на других планетах организмы, размножающиеся половым путем, мы все же можем утверждать, что если там имеются сложные формы жизни, то они, вероятно, возникли благодаря какой-то разновидности «ускоренного» естественного отбора и, возможно, процесса, подобного тому, что на Земле зовется сексом.
Этот метод обратной экстраполяции эволюционных законов требует осторожности: нельзя утверждать, что на других планетах должно быть половое размножение, потому что это «полезно» для эволюции. Точнее будет сказать, что эволюция вряд ли может создать сложные формы животных без какого-то аналогичного процесса. Десятилетиями астрономы (в том числе Карл Саган) предполагали, что загадочные темные пятна в атмосфере Венеры могут быть летучими колониями микроорганизмов. Возможно, это и так. Если хотя бы на двух планетах Солнечной системы есть жизнь, то планеты у других звезд вполне могут кишеть простейшими формами жизни. Но лишь простейшими, которые так и не смогли развиться во что-то сложнее бактерий.
Второй важный для нас аспект состоит в том, что половое размножение играет огромную роль — возможно, неожиданно огромную — в эволюции сложных форм поведения. Организмы, размножающиеся бесполым способом, такие как бактерии, не могут похвастаться интересным поведением, в особенности в том, что касается социальности. Конечно, это может быть обусловлено их простым физическим строением (или мы пока еще не обнаружили их тайную общественную жизнь — с некоторыми сведениями о кооперации у бактерий можно ознакомиться в разделе 7), но здесь задействован и другой механизм. В сообществе генетически неотличимых клонов, которые появляются на свет при бесполом размножении, у всех особей одинаковая степень родства, поэтому не действует родственный отбор, поощряющий более сложные формы поведения.
При половом размножении возникает конфликт степеней родства. Мои дети мне ближе по родству, чем мои племянники, и (да простит меня сестра) я скорее позабочусь о собственных, чем о ее детях. Разумеется, человеческие общества и системы родства устроены гораздо сложнее, но тем не менее эта неоднородность напрямую приводит к возникновению семейных групп, более крупных общественных структур и всего ассортимента сложного поведения, присущего большинству животных. Если бы мы с сестрой были генетическими клонами своего отца, а наши дети — клонами нас самих, то я бы состоял в одинаково близком родстве со своими детьми и племянницами, то есть в таком же близком, как с самим собой! В подобном обществе всякий был бы рад помогать любому другому, без иерархии и различий. Однако, по иронии судьбы, именно запутанные конфликты интересов порождают разделение ролей для особей и дают начало социальности в нашем понимании. Этому любопытному факту и посвящен раздел 7.
Следовательно, эволюция, чтобы обеспечить хоть какое-то подобие биоразнообразия, наблюдаемого на Земле, требует полового размножения в том или ином виде. Но что такое пол? Можно ли дать ему общее определение, никак не связанное с конкретной эволюционной историей Земли, в частности с такими специфическими понятиями, как ДНК, которые являются случайным продуктом нашей биохимии?
Важнейшая особенность полового размножения с эволюционной точки зрения заключается в том, что ваше потомство получает часть наследственных признаков не только от вас, но и от кого-то еще. Из этого не следует, что полов непременно только два и даже что родителей может быть только двое. Так, у многих грибов чуть ли не тысячи различных полов, что дает явное преимущество, если необходима уверенность в том, что любой встречный подойдет для спаривания (поскольку он вряд ли окажется одного с вами пола). Множественное родительство нетипично для Земли, однако облетевшая недавно мир новость о том, что в результате особой процедуры на свет появился ребенок от трех родителей, демонстрирует, что при половом размножении с наследованием все далеко не так просто, как можно подумать. Все дело в том, что наши клетки содержат два различных набора ДНК, один из которых унаследован от матери и отца, а другой только от матери. Поэтому не так уже трудно представить себе инопланетный организм с множеством наборов наследственной информации, полученных от множества родителей. По-видимому, половое размножение в том виде, в каком оно наблюдается на Земле, всего лишь частный случай весьма общей функции: перетасовки наследуемых признаков между особями. Эта функция, вероятно ускоряющая эволюцию, помогает защищаться от паразитов и обеспечивает подстраховку на случай экологических катастроф. В разных мирах она может быть реализована разными способами. Но если на других планетах есть половое размножение или что-то подобное ему, эволюционный процесс, безусловно, будет очень похож на земной.
***
Итак, мы изложили суть нашего радикального подхода. Природу инопланетян можно обсуждать, потому что законы эволюции схожи на всех планетах. Более того, на Земле мы повсеместно наблюдаем конвергентную эволюцию, в результате которой возникает сходство между существами, состоящими в очень отдаленном родстве, и приходим к выводу, что подобное сходство функций могло бы развиться и на других планетах.
Принцип конвергенции настолько всемогущ и в то же время прост, что трудно поспорить с тем, что похожие проблемы часто приводят к сходным решениям. Аналогичные решения будут возникать неоднократно, поскольку мы живем во вселенной, где возможности не безграничны. Если обитаемые планеты резко отличаются от Земли по своим физическим и химическим условиям, например, на них намного жарче или намного холоднее, не следует ожидать, что на них появятся формы, похожие на земные, — перья предназначены для полета в воздухе, а не в аммиачных облаках Юпитера, — но вряд ли мы удивимся, встретив там функции, сходные с теми, что наблюдаются у нас (например, полет).
Конечно, весьма смущает мысль о том, что конвергенция — в некотором роде побочный эффект биохимического единства всей земной жизни. Даже с бактериями у нас общий генетический код, основанный на ДНК. Но предположение, что конвергенция обусловлена самой природой ДНК, в высшей степени неправдоподобно. Фундаментальные силы, задействованные в процессе эволюции, не зависят от того, какие именно молекулы и каким образом взаимодействуют между собой. Я мало уделял внимания биохимическим аспектам, и это может удивить иных читателей, ведь большинство книг по астробиологии описывают преимущественно разные типы молекул, из которых может состоять живое, и первичное происхождение этих молекул. Должна ли жизнь непременно иметь в своей основе ДНК? Должна ли она вообще основываться на углеродной химии? Обязательна ли для жизни жидкая вода?
Это довольно интригующие вопросы, на которые непросто ответить, и есть немало книг, где подробно изложено современное состояние научных исследований в этих областях. Но если оставить в покое животрепещущий вопрос о том, как устроена жизнь, можно увидеть, что теория эволюции объясняет нам, как жизнь развивается. И что удивительно, ответ на последний вопрос не особенно зависит от того, основан метаболизм на жидкой воде или на жидком метане.
Поэтому, взирая на все многообразие земных животных, а особенно на их функциональное многообразие, несложно прикрыть глаза и вообразить на их месте огромное разнообразие инопланетных существ. Когда Мэри и Джозеф Эннинги обнаружили ископаемые остатки ихтиозавра, они смогли достаточно хорошо представить себе его образ жизни и поведение, хотя ни один человек никогда не видел это существо живым. Можно сказать, что это животное во всех отношениях было «инопланетным». И тем не менее ихтиозавр, а также, возможно, его аналоги на других планетах, приобрели свои специфические характеристики в силу неумолимого и зачастую предсказуемого воздействия естественного отбора. Если забыть о внешней форме животных на нашей планете и сосредоточиться на том, как они живут и взаимодействуют, то они, вероятно, в этом не так уж сильно отличаются от своих собратьев во всей Вселенной. В других разделах книги я расскажу, как можно сделать вполне определенные предсказания о том, что эти собратья из себя представляют.
