Питер Уорд - Новая история происхождения жизни на Земле

• Название: Новая история происхождения жизни на Земле
• Автор: Питер Уорд
• Издательство: Питер
• Жанр: Биология
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-496-02014-5

Общепринятая история происхождения жизни на Земле устарела. Двое ученых, Питер Уорд и Джозеф Киршвинк, предлагают книгу, в которой собраны все выводы последних исследований. Авторы показывают, что многие наши прежние представления об истории происхождения жизни неверны. Во-первых, развитие жизни не было неторопливым, постепенным процессом: катаклизмы способствовали формированию жизни больше, чем все остальные силы вместе взятые. Во-вторых, основа жизни — углерод, но какие еще элементы определили ее эволюцию? В-третьих, со времен Дарвина мы мыслили в категориях эволюции видов. На самом деле имела место эволюция экосистем — от подводных вулканов до тропических лесов, — которые сформировали мир, каким мы его знаем. Опираясь на свой многолетний опыт в палеонтологии, биологии, химии, астробиологии, Уорд и Киршвинк рассказывают историю жизни на Земле, такую фантастическую, что ее трудно представить, и в то же время такую знакомую, что нельзя пройти мимо.

---

Конец истории

Пусть успокоятся те, кто предрекает скорый конец развитию жизни и скорое — или уже идущее! — очередное массовое вымирание. Наш мир за последние 3,4 млрд лет находится, пожалуй, на пике развития видовой численности. Мы считаем, что сейчас невозможно с точностью сказать, какое количество видов вскоре погибнет, поскольку неизвестен исходный фактор вымирания — мы не можем сказать, будет ли вымирание крупным (более 50 %), малым(10–50 %) или его не будет вовсе. Сегодня на Земле существует 1,6 млн видов. Если даже новое массовое вымирание неизбежно, можно утешиться тем, что после каждого вымирания биоразнообразие взлетает на новый небывалый уровень.

Существует знаменитое уравнение для определения количества других разумных видов в галактике — уравнение Дрейка. Так вот, сам Дрейк придерживается той точки зрения, что масштабное массовое вымирание, как, например, пермское, было бы благом для любой планеты. Вот только цена, которую придется за него заплатить. После пермского вымирания потребовалось 5–10 млн лет, чтобы биологическое разнообразие вернулось к показателям, предшествовавшим массовой гибели живых организмов. Мир после пермского вымирания, с позиций видового разнообразия и даже типов организмов, вернулся к состоянию протерозоя. Он вдруг стал похож на своего докембрийского предшественника — снова обрели господствующее положение микроорганизмы, приспособленные к бескислородным и токсичным условиям.

Еще одним, последним, предположением в рамках «теории Медеи» является то, что склонность к самоуничтожению свойственна жизни на любой обитаемой планете. Существует только один способ преодолеть эти суицидальные наклонности — разумность, способность предугадывать будущее. Например, можно предположить, что мы сможем колонизовать Марс, затем — пояс астероидов, а потом — и далекие звезды. Другой возможной картиной будущего может оказаться полное исчезновение ледяных шапок на полюсах вследствие того, что мы накачиваем нашу атмосферу углекислым газом — поднимется уровень Мирового океана, замедлится термохалинная циркуляция, возникнет застой и последующий дефицит кислорода — сначала у морского дна, а потом и на шельфах; все моря наполнятся сероводородом. В таком будущем выживут только те животные, на которых можно будет надеть противогаз.

История — это система раннего оповещения.

Заключительное слово

Всему когда-нибудь приходит конец — и жизни планет, и жизни отдельных организмов, и актуальности научных теорий. Конечно, похороны — очень печальное событие, но оно также отмечает и определенный переходный момент: от жизни к смерти. Впрочем, еще печальнее период окончания жизни, например, когда человек узнает, что неизлечимо болен. Таков и пример наутилуса — существа, о котором мы рассказали на страницах нашей книги. Эти животные — модель вымерших аммонитов, они избежали массового вымирания, немного изменившись внешне, и сохранились как таксономическая группа. Наутилусы появились в период кембрийского взрыва 500 млн лет назад и сегодня по-прежнему живут с нами в разных частях Тихого океана, правда, не в очень большом числе, поскольку находятся на грани вымирания из-за своих раковин. Массовые вымирания не убивали животных из-за их красивой внешности, а вот люди убивают, в данном случае — ради раковин.

Наутилусы обречены не только из-за того, что стали объектом коммерции (в 2005–2010 годы в США завезли около полумиллиона раковин). Судьба их была решена задолго до масштабного истребления. Дело в том, что наутилусы сперва были приспособлены к обитанию в теплых неглубоких водах, так как их раковины требуют большого количества растворенного в воде кальция. Некоторое время эти существа были неуязвимы в своих красивых панцирях, но затем возникли животные, способные повредить раковину, и жизнь на мелководье стала невозможной.

Жизнь — это постоянное изменение. Наутилусы реагировали на возникновение новых экологических и эволюционных проблем приспособляемостью к обитанию в более глубоких местах. И вот итог последних 5 млн лет: они обитают на глубине 200–300 м, но строение их тела и раковины не успело приспособиться к такой глубине. Наутилусы стали медленнее расти: раньше, чтобы достичь взрослых размеров, им требовался год, теперь — 10–15 лет. Современные наутилусы — глубоководные животные, обитатели темных областей моря с бедными ресурсами. А ведь есть еще хищники, которые преследуют их даже на глубине. Но глубже наутилусам уже не спуститься, поскольку у их раковины есть глубинный предел, ниже которого они просто взорвутся. Спрятаться больше негде.

Судьба наутилуса очень похожа на происходящее со всяким живым организмом. Рано или поздно эволюция, конкуренция, изменения в облике Земли и в природе Солнца сделают нежизнеспособным любой морфологический тип. Для сухопутных животных, например, наибольшую опасность представляют не хищники, а расширяющееся Солнце и уменьшение концентрации углекислого газа. На планете не останется места, где можно было бы спрятаться и выжить. Самое лучшее, что может сделать наш вид, так это уподобиться наутилусам, а еще лучше — синезеленым водорослям, использовавшим успешную стратегию выживания последние 2–3 млрд лет, — сбежать.

Эта глава — последняя в книге, посвященной истории развития жизни на Земле. Но можно создать и другую книгу, целую библиотеку книг!

Возможно, наша история жизни началась на Марсе. Выбор был простой — удрать и выжить, или погибнуть. Вот уж точно, способность выжить закреплена в наших генах.

Примечания

1

J. Loewen, Lies My Teacher Told Me: Everything Your American History Textbook Got Wrong (New York: Touchstone Press, 2008).

2

J. Baldwin, Notes of a Native Son (Boston: Beacon Press, 1955).

3

N. Cousins, Saturday Review, 15 апреля, 1978.

4

P. Ward, «Impact from the Deep.» Scientific American (октябрь 2006). Сложно установить, кто первым употребил термин «парниковое массовое вымирание», однако Питер Уорд использовал его в статье, опубликованной в журнале Discover в 90-е годы.

5

Santayana, The Life of Reason, Five Volumes in One (1905).

6

Книга Форти была и остается шедевром, и не только из-за изложенных в ней фактов, но и за те рассказы о науке, которые кем-нибудь другим были бы расценены как скучные пережитки истории. На данный момент книга, однако, устарела (еще бы, учитывая огромное количество новых работ и самого Ричарда Форти). Мы использовали ее, так сказать, в качестве примера, за что, надеемся, нас простят. Нам нужно было от чего-то отталкиваться, за исключением, пожалуй, названия: когда-то казалось разумным предположение, что жизнь на Земле существует уже 4 миллиарда лет. Например, в середине 1990-х годов, когда книга была написана. Впрочем, это утверждение мы еще оспорим. Здесь представлена отсылка к книге: R. Fortey, Life: A Natural History of the First Four Billion Years of Life on Earth (New York: Random House, 1997).

7

Многое о взглядах тех, кто развивал геологию (в то время еще крайне молодое научное направление), а также ее подобласть — палеонтологию, можно прочитать в книге: M. J. Rudwick, The Meaning of Fossils: Episodes in the History of Palaeontology (London: Science History Publications, 1972). Эта книга, которую изначально было трудно достать, позднее была переиздана, став более доступной. Рассмотренный Радвиком временной промежуток конца XIX — начала XIX столетия — время бурного обсуждения границ геологических эпох, процессов, время ранних размышлений об эволюции. Этот период развития геологии изложен им в книге, которая по сей день является очень важной и обязательной к прочтению всем тем, кто интересуется развитием естествознания.

8

Своим ученикам мы рассказываем о том, что Чарльз Дарвин прежде всего был геологом. Его умение разбираться в окаменелостях оказалось невероятно важным в процессе зарождения его знаменитой теории об эволюции видов. Однако и понимание им природы любых других ископаемых, которые он встречал каждый раз, сходя с крошечного «Бигля» (что происходило довольно часто в связи с тем, что Дарвин страдал от морской болезни), сыграло свою роль. Прочитать об этом можно в книге: A. Desmond, Darwin (New York: Warner Books, 1992).

9

M. Rudwick, Georges Cuvier, Fossil Bones, and Geological Catastrophes: New Translations and Interpretations of the Primary Texts (University of Chicago Press, 1997).

10

В 1998 г. геолог Дональд Кэнфилд из Университета Южной Дании предположил, что не кислород, а именно сера играла решающую роль в промежуточном океане. Его статья на эту тему была опубликована в журнале Nature 3 декабря 1998 г. С тех пор серонасыщенный мезопротерозойский океан многие ученые именуют не иначе как океан Кэнфилда. — Примеч. ред.