Помоги проекту - поделись книгой:
В 2005 году я со своими сотрудниками побывал в лаборатории Ганса Кейрстеда (тогда работавшего в Калифорнийском университете в Ирвайне), где лабораторных крыс накачивают седативными веществами и умышленно травмируют. Им ломают спины, и когда они пробуждаются от наркоза, их тела оказываются частично парализованными. Конечно, подобный вид медицинских исследований многие из нас считают достаточно неприятным. Но посмотрите на результаты – они просто удивительны. Через некоторое время после нанесения травмы в позвоночник крыс вводили стволовые клетки человека. Они были выращены из менее чем десяти штаммов стволовых клеток, хранившихся на протяжении десятилетий с тех пор, когда исследования стволовых клеток еще проводились иначе. Эти стволовые клеточные линии были продолжены и выращены в исключительных, строго контролируемых лабораториях. Наряду с человеческими стволовыми клетками, крысы получали лекарства, которые используются для предотвращения отторжения рецепиентом донорских органов.
Через несколько дней крысы уже могли двигать задними конечностями. Через несколько недель они стали хорошо ходить и восстановили контроль над своим кишечником. То есть после травмы позвоночника они страдали недержанием (даже для крыс это может быть страданием). После тщательного обследования было обнаружено, что нервы в позвоночнике крыс в значительной степени восстановились. Они заново вырастили свой позвоночник в своих собственных спинах. Это просто удивительно. Эти результаты имеют огромное значение для человеческой медицины и сулят большие перспективы. Точнее, могут сулить.
Дело вот в чем: технология извлечения стволовых клеток из оплодотворенной и растущей человеческой яйцеклетки идентична, по крайней мере на данный момент, способу, с помощью которого мы можем имплантировать соматические клетки ДНК в яйцеклетку, чтобы начать процесс клонирования. Это та цепочка рассуждений, которой все мы должны следовать и на ее основе формировать свое мнение, ибо как только техника становится все более точной в части исследований, проводимых на животных, появляется возможность проведения аналогичных исследований на человеке. Но обязательно ли это? Как провести четкую грань между дозволенной терапевтической практикой и сомнительной технологией клонирования человека? Это повод задуматься всем нам, налогоплательщикам и избирателям.
Поскольку в процессе формирования стволовых клеток участвует бластоциста, ученые ищут способ выращивать их не из яйцеклетки (которые, в принципе, могут перейти в жизнеспособный плод), а изолированно и из клетки, взятой из другой части человеческого организма. Возможно, в один прекрасный день регенерация клеток органов или нервных клеток станет возможна и получит такое же широкое распространение, как замена тазобедренного сустава. Если вы размышляете о возможной потенциальной экономии от того, что тело пациента само сделает всю работу, в сравнении с затратами на высокотехнологичные протезы, использование собственных стволовых клеток пациента для такого рода улучшения качества его жизни может стать неким этическим императивом.
Размышляя об этом исследовании и потенциальном расширении использования стволовых клеток человека в медицине, имейте в виду, что исследования на крысах и других животных возможны лишь потому, что все мы похожи. Это прямое доказательство эволюции. Мы имеем так много общего с нашими родственниками, плацентарными млекопитающими, потому что все мы около 70 млн лет назад произошли от одного общего предка. Наше знание о медицине, типах крови, центральной нервной системе и о том, откуда мы в конечном счете появились – все это прямые следствия нашего знания об эволюции.
Если бы у нас не было общего предка, если бы у нас не было общих черт в цепочках ДНК, если бы все мы не произошли от исконных организмов, то любая наука о жизни, все живое, что мы видим в природе, было бы куда более загадочным и непонятным. Тот факт, что важное открытие эволюции было совершено лишь полтора века назад, демонстрирует мне, насколько мы все еще примитивны. Мы еще только начинаем пользоваться нашими знаниями о живых существах, накопленными в ходе изучения естественного отбора, для того чтобы стать более сострадательными к нашим ближним и лучше относиться к Земле. Нас ждет еще очень и очень долгий путь. Все-таки очень интересно об этом размышлять.
32. Цвет нашей кожи
Мое начальное школьное обучение пришлось на 1960-е годы, и потому уже тогда я был весьма осведомлен в вопросе рас и расизма. Вашингтон, округ Колумбия, тогда был во многом расистским городом. Это ужасная атмосфера была всего лишь обычной составляющей той жизни. Я мог слышать об этом, даже не вслушиваясь. Эта тема шла фоном в оживленных ресторанах, наряду со звоном и бряцанием посуды. Я также видел, что происходило вокруг. Заголовки газет описывали известных людей, убитых из чисто расовых соображений. В то же время движение за гражданские права вызвало радикальные изменения в законодательстве и общественных настроениях. Все это глубоко повлияло на меня. Сегодня мне легко понять, что истоки расизма лежат на поверхности. Ни в чем ином силы эволюции, сформировавшие наши общества, не проявляются более заметно, чем в цвете нашей кожи. Удивительно, что цвет кожи значит совсем не так много, как об этом думают люди.
Я немного путешествовал по всему миру (в основном потому что я часто посещаю Международный конгресс астронавтики, который каждый год проводится в новом месте). Так вот в поездках я, по крайней мере, узнал, что люди имеют гораздо больше общего, чем разного. В эволюционном плане мы все практически одинаковы. ДНК каждого из нас совпадает на 99,9 %. Я могу доказать это. А еще лучше – докажите сами. Как вы думаете, что произойдет, если мужчина из Скандинавии женится на женщине из Восточной Африки и с удовольствием начнет выполнять свои супружеские обязанности? У них запросто может родиться ребенок. И этот ребенок будет человеком. Этот союз не произведет на свет никого, кроме человека.
Существует только один вид
Несмотря на эту логику, люди разных племен или из географических регионов враждовали друг с другом, не доверяли друг другу и запрещали браки друг с другом на протяжении тысячелетий. Во многих случаях поводом для этих конфликтов служил цвет кожи. Это вызывает интригующий эволюционный вопрос: если мы все одного вида, почему цвет нашей кожи так разительно отличается? Связан ли цвет кожи с более глубокими отличиями между различными группами людей? Или можно перефразировать – действительно ли расы существуют?
Вот короткий ответ: нет. Цвет кожи – это крошечная, недавняя и мимолетная особенность человеческой генетики. Одна из передач цикла «The Eyes of Nye»[15] была посвящена этой проблеме. Я стоял в поле в окружении нескольких десятков коров и быков. Я отметил, что цвета этих животных варьировались достаточно широко. Там были черные, белые, коричневые коровы разных оттенков, и они не проявляли никаких признаков дискриминации. Они паслись, не выказывая предпочтения какой-либо цветовой окраске. Казалось, что расизм не имеет к ним никакого отношения; они все принадлежали к одному виду. Так же и мы. Раса, в общепринятом понимании, – это иллюзия. Но не верьте мне на слово. Давайте посмотрим, что скажут нам два столетия эволюционных исследований.
Первое место, куда нужно обратиться за ответом, находится на коже наших ближайших родственников приматов. Как только наше понимание ДНК выросло, мы пришли к выводу, что у нас с шимпанзе около 98,8 % последовательности генов общие. Это служит ярким подтверждением того, что шимпанзе и человек имеют общего предка.
Кожа шимпанзе очень светлая, Вы можете сами это увидеть на их милых щечках и подбородках. Таким образом, можно было бы ожидать, что у людей должен быть примерно такой же цвет кожи, как и у генетических кузенов. Но за некоторым исключением это не так.
Антропологи во всем мире искали окаменелости наших предков. И они нашли их: десятки родственных человеческих и почти человеческих (мой бывший начальник?) черепов и других костей, которые указывают на то, что человечество зародилось в Восточной Африке. Именно здесь мы находим наибольшее генетическое разнообразие среди людей на сегодняшний день, и именно здесь мы обнаруживаем древние окаменелости и старейшие свидетельства человеческой деятельности. Если мы все произошли от предка, родственного шимпанзе, то, значит, все мы начали с кожи примерно одного цвета? Ископаемые кости не могут нам ничего поведать. По крайней мере, способ извлечь информацию о цвете кожи, некогда покрывавшей эти кости, мы еще не изобрели.
Поскольку окаменелости не дают ответа, ученые развернулись и постарались понять адаптивную функцию цвета кожи с эволюционной точки зрения. Совершенно очевидно, что наша кожа защищает наши внутренности от того, что происходит снаружи, – ветра, дождя и хлещущих веток деревьев. Также кожа является органом, который продуцирует химическое вещество, без которого мы не можем жить, – витамин D. Этот витамин получил свое обозначение D, будучи четвертым в классификации витаминов. Основной его составляющей является холекальциферол; C27H44O. Ученые исследовали наших любимых собак, чтобы выявить его. Способность синтезировать витамин D восходит к эволюции. Планктон в море производил его на протяжении 500 млн лет. Морские существа использовали его для извлечения и использования кальция из окружающей среды. Так же как и мы.
Одной из замечательных особенностей витамина D является то, что вам не нужно его есть; ваше тело может само его создавать. Нам просто необходимо небольшое воздействие ультрафиолетового света, чтобы придать определенному типу холестерина в коже толчок и преобразовать его в витамин D. Но тут есть загвоздка: слишком много ультрафиолета до добра не доведет. Этот свет обладает более мощной энергией, чем видимый свет, и может разрушить или разъединить уязвимые биологические молекулы, особенно вашу фолиевую кислоту или фолаты. Ультрафиолет, например, может сжечь вашу кожу. Поэтому, чтобы выжить, животные наподобие нас нуждаются в способности блокировать большую долю ультрафиолетового света, который попадает на нас, позволяя достаточному количеству света поддерживать надлежащий уровень витамина D.
Если вы шимпанзе, то эта проблема решается одним из старейших трюков в книге эволюции. У вас вырастают волосы. Волосы состоят из белка кератина, который не слишком отличается от белка наших дальних родственников на Древе жизни, которые используют кератин для создания перьев и чешуи. Как вы, несомненно, понимаете, волосы блокируют свет. Тела шимпанзе практически полностью покрыты толстым, темным волосом. Даже когда вы шутите о волосатых парнях, вы и представить себе не можете, что самые волосатые среди нас и рядом с шимпанзе не стояли. Шимпанзе были защищены от чрезмерного ультрафиолетового излучения волосами. Но если волосы предлагают такую хорошую защиту, почему мы, люди, теряем большую их часть?
Возможный ответ вытекает из следующего мысленного эксперимента, который, надеюсь, никто из нас никогда на самом деле не станет проводить. Вы, возможно, слышали о людях, которые держат шимпанзе в качестве домашнего животного. Все просто отлично, пока шимпанзе молод, но, как только он или она становится старше, животное оказывается на удивление сильным по сравнению с человеком. Шимпанзе могут легко побороть вас в армрестлинге и даже выдернуть сустав. Но если дело дойдет до состязания и вы вступите в жестокое противоборство с шимпанзе, есть одна вещь, в которой вы сможете его сделать. Вы можете победить его в беге.
Люди – чемпионы по продолжительному бегу. Как только человек и шимпанзе начинают бежать, их тела начинают нагреваться. Шимпанзе быстро перегревается, а люди – нет, потому что они гораздо лучше регулируют тепло своего тела. Видите, к чему я клоню? Согласно одной из основных теорий, доисторические предки людей теряли свои волосы в течение последующих поколений, охотясь, занимаясь собирательством, размножаясь, потому что меньшее количество волос означало лучшее охлаждение, а значит, более эффективный длительный бег. Эта способность постоянно позволяла нашим предкам перехитрить и обогнать добычу. Попробуйте надеть пару лишних курток, а еще лучше шубу в жаркий влажный день и пробежать одну милю. Теперь снимите эти куртки и попробуйте еще раз. Вы увидите, как велика разница, когда нет меха или волос. Перегрев замедляет нас, эндотермических животных.
Потеряв волосы, наши предки столкнулись с новой проблемой, поскольку стали более уязвимы к ультрафиолетовому излучению. Ультрафиолет помогает выработке витамина D, но он также разрушает не менее важную фолиевую кислоту вместе с другими чувствительными к ультрафиолету соединениями. Вы получаете фолаты (фолиевая кислота) из зеленых овощей. В отличие от витамина D, фолиевую кислоту человеческий организм не может сам вырабатывать. Фолаты играют важную роль в росте и развитии плода. Дети, родившиеся у женщин, подвергавшихся воздействию слишком сильного ультрафиолетового излучения, имеют дефекты позвоночника и центральной нервной системы. Они не могут выжить. Так что те люди, что имели в коже чуть больше меланина, блокирующего солнце, чувствовали себя лучше в условиях повышенного ультрафиолета, чем те, что обладали бледной кожей.
В целом чем ближе люди живут к экватору, тем больше ультрафиолетового излучения они получают и тем темнее цвет их кожи. Суровые местные погодные условия также могут снижать уровень ультрафиолетового излучения. Взгляните на карту пигментации кожи жителей Земли, обитающих в различных регионах. Возле экватора люди имеют более темную кожу. В районах с повышенной облачностью, как в Великобритании, люди имеют более светлую кожу. Там, где люди живут на возвышенностях, как, например, в Тибете, они подвергаются большему воздействию ультрафиолета и имеют более темную кожу. Цвет кожи в основном является мерилом уровня местного ультрафиолетового излучения, и он контролируется относительно незначительными адаптационными изменениями генома.
Это очаровательное рассуждение мне разъяснила Нина Яблонски, ученый, проводивший фундаментальные исследования на эту тему. (В то время она работала в Калифорнийской академии наук, а теперь она в Университете штата Пенсильвания.) Она обращает внимание на то, что генетические различия между двумя – любыми – представителями человеческого рода мизерны. Яблонски как раз изучает эти тончайшие различия. Она полагает, что наиболее постоянные физические отличия заключаются не в цвете нашей кожи, а в конфигурации наших костей, особенно в форме наших голов. Во время нашего интервью она сделала паузу и чуть наклонилась ко мне с расставленными руками, будто собиралась взять дыню с полки. Затем она сказала: «Билл, у вас идеальный европейский череп». Я был вынужден остановить ее и объяснить, что пока я свой череп использую, она не может на него претендовать (я все-таки еще очень к нему привязан). Но она вновь вернула меня в русло нашего разговора, посвященного человеческим миграциям по миру.
После своих достижений в Африке наши предки отправились на поиски новых пастбищ и, вероятно, новых приключений на север, туда, где сейчас расположены Иран и Ирак. Здесь, на большем расстоянии от экватора, чем Восточная Африка, у людей, которым довелось родиться с чуть более светлым тоном кожи, дела шли немного лучше. Они получали лишь необходимое количество витамина D без разрушения фолиевой кислоты и других важных, чувствительных к ультрафиолету химических соединений. Они жили немного дольше, чем те, кто родился в этом регионе, но сохранил африканскую или просто очень темную кожу. Конечно, современные северо-африканцы имеют более светлый тон кожи, чем экваториальные восточные африканцы.
Миграции в сторону экватора и обратно очень быстро привели к изменениям нашего цвета кожи. Примечательно то, что у всех людей, во всех местах, развивается цвет кожи, аналогичный уровню ультрафиолетового излучения. По мере развития сельского хозяйства наши предки переезжали из Африки в Месопотамию, а затем на восток, расселяясь по всей Евразии. Если они передвигались на юг, туда, где сейчас находится Индия, потомству, имевшему чуть более темную кожу, везло чуть больше, чем светлокожим. Люди, родившиеся в южной Индии, часто имеют настолько темную кожу, что порой она кажется почти синей.
А вот и кульминация: как и у их африканских предков, темный цвет кожи жителей южной Индии обусловлен меланином, но на юге Индии пигмент появляется благодаря иной комбинации генов. Казалось бы, они частично сохранили исконную пигментацию своих африканских предков, но при этом имеют дополнительную комбинацию генов, которая помогает вырабатывать полимеры меланина. Эти люди мигрировали в южную Индию из области с чуть меньшим ультрафиолетовым излучением, и им посчастливилось обладать геном, активирующим выработку меланина и помогающим выжить их потомству под чуть более интенсивным ультрафиолетовым воздействием. Изменения в цвете кожи произошли из-за совершенно независимых мутаций в генах цвета кожи.
Аналогичная картина возникла, когда люди стали перемещаться из северо-восточной Азии (с низким уровнем ультрафиолетового излучения) по древнему сухопутному перешейку, который теперь скрывает Берингов пролив, в Северную Америку и южнее, в Центральную и Южную Америку (с более высоким уровнем ультрафиолета). Цвет их кожи обусловлен меланином и интенсивностью ультрафиолетового излучения в том месте, где они живут. Тот же самый процесс обуславливает более светлый цвет кожи у людей, которые переехали в относительно менее солнечную Западную Европу и восточную Азию. Они утратили пигментацию, чтобы максимизировать способность своей кожи вырабатывать витамин D. Там, где солнце светит круглый год, местные жители имеют темный цвет кожи. Где солнце появляется сезонно, кожа у людей намного светлее. Это справедливо для любого места и человека.
Такая конвергентная эволюция меланина является дополнительным доказательством того, что цвет кожи не может быть принят в качестве критерия расовой принадлежности. Она также дает возможность проследить эволюцию человека. Наличие двух разных генов кожной пигментации говорит о том, что, скорее всего, люди мигрировали из Африки в северные и восточные районы дважды. Затем, благодаря конвергентной эволюции, индийскому населению достался ген, запускающий выработку меланина, который давал их детям то же преимущество в условиях высокой интенсивности ультрафиолетового излучения, что и аналогичный ген, присутствующий у людей из Восточной Африки.
Если сравнить цвет кожи жителей Тибета, обитающих на больших высотах, с жителями соседних стран, можно заметить, что у тибетцев цвет кожи немного темнее, чем у их соседей, живущих в более низинных регионах. Кстати, они очень быстро загорают. Это логично. Если вы находитесь на большой высоте, слой атмосферы между вами и Солнцем меньше, так что вы и ваши соседи получают больше ультрафиолетовых лучей, чем те, кто живет ниже. В этом случае ваши потомки с немного более темным тоном кожи имеют больше шансов на выживание и на то, чтобы порадовать вас внуками, чем те, чья кожа была чуть светлее и не способствовала такому разрастанию семьи.
Цвет кожи настолько чувствителен к изменениям в окружающей среде, что ученые на основе пигментации кожи коренных народов могут составить карту миграции человека из Африки по всему миру. Современные люди,
К тому времени, как человечество проложило свой путь в Южную Америку, кожа племен, у которых дела там пошли на лад, стала почти такой же темной, как и у исконных африканских племен. Но здесь немного больше, чем кажется на первый взгляд, как это выяснила Яблонски, когда собирала данные нескольких исследований и документировала отношения между ультрафиолетом, витамином D и фолиевой кислотой.
Американские племена, живущие в тропических широтах, действительно обладают темной кожей, как и их предки из Африки. Но у американских племен кожа не такая темная; она чуть светлее, чем у африканцев. Как такое может быть? С одной стороны, люди прожили в Америке не так много времени, чтобы могли накопиться эволюционные изменения. Ученые также отмечают, что к тому времени, как люди продвинулись на юг вдоль американского побережья, они разработали простую технологию защиты от ультрафиолета: я говорю о шляпах и накидках. Люди выработали привычку одеваться, и это остановило прогрессирование более темной кожи, когда они направились на юг, где солнце жарит сильнее всего. Это просто удивительно.
Главная идея, как отмечает Яблонски, заключается в том, что такого явления, как разные расы людей, нет. Любые особенности, которые мы традиционно связываем с расовыми различиями, на самом деле являются результатом нашей потребности в витамине D и наших отношений с Солнцем. Всего несколько кластеров генов отвечают за цвет кожи; изменения в цвете кожи – относительно молодое явление, изменение пигментации полностью зависело от направления миграций; они не одинаковы, даже у двух групп с одинаково темным цветом кожи; и они чрезвычайно малы по сравнению с общим геномом человека. Так цвет кожи и «раса» не являются ни значительными, ни определяющими чертами. Все мы произошли от одних и тех же африканских предков, с небольшими генетическими отличиями друг от друга. Разные цвета или тона кожи являются эволюционным ответом на ультрафиолетовое излучение в местах обитания. У всех нас коричневая кожа, тонированная пигментом меланином. Некоторые люди имеют светло-коричневую кожу. Некоторые – темно-коричневую кожу. Но все мы тем не менее коричневые, коричневые, коричневые.
Наши реакции на другие группы людей достаточно реальны, но эволюционная биология показывает, что эти реакции не имеют ничего общего с расовым вопросом, потому что такого явления, как раса, нет. С научной точки зрения есть трайбализм и групповые смешения, но нет такого понятия, как расизм. Мы все – одно целое.
33. Человек все еще эволюционирует?
Я до сих пор храню воспоминания о встрече с Айваном[16]. У него и без меня было много поклонников, так что я всего лишь стоял за бортиком и махал рукой, но думаю, что он тоже заметил меня и помахал в ответ. Для меня это было очень волнительно. Это случалось пару раз в Такоме, штат Вашингтон, а затем, несколько лет спустя, произошло в Атланте, штат Джорджия. Я был очень взволнован, потому что Айван был для меня чем-то особенным. В отличие от большинства читателей этой книги, Айван был горной гориллой.
Современное секвенирование генома сообщает нам о том, что у Айвана и у меня много общего. Изнутри мы при мерно на 97 % одинаковы. Это краткое эволюционное расстояние, и, когда я стоял там, я мог ощущать эту близость, но и эту дальность одновременно. Почему в последние несколько миллионов лет моя линия отошла от линии Айвана? Глядя на Айвана, я не мог не думать о том, как же мы будем меняться дальше. Сможем ли мы контролировать нашу собственную эволюцию, как мы контролируем наше сельское хозяйство и начинаем контролировать стволовые клетки? Если бы вы сами распоряжались своими генами, какое улучшение вы бы внесли? И как быть с Айваном – будем ли мы все дальше и дальше отдаляться от его вида, или от родственников приматов на Древе жизни?
Я познакомился с Айваном, когда работал в компании «Боинг» в Сиэтле – проводил некоторые усовершенствования модели «Боинг-747». Айван был хорошо известен. Зайти к Айвану было то же самое, что путешественнику тихоокеанского северо-запада поехать на Western Washington State Fair[17] за булочками и клубникой. В то время Айван жил в бетонном боксе на первом этаже этого странного и старого универмага «The B&I», названного так по имени его владельцев, Брэдшоу и Ирвина. У Айвана были качели из резиновых покрышек и очень много бананов. Его привезли в США детенышем, примерно в 1964 году. Его сестра умерла молодой, и Айван просиживал дни в своем боксе с качелями, пока ему не исполнилось 32 года.
Смотря через стекло этого странного торгового центра, невозможно было не сравнивать себя с ним. Это удивительно, насколько тесно мы связаны, но насколько мы по-разному выглядим и ведем себя. Я не слишком много знаю о гориллах, но, на мой человеческий взгляд, его жизнь выглядела скучно, и я понимал почему. Люди, много людей. Одна и та же пища каждый день. Резиновые покрышки на цепях. К тому же в то время популярность «B&I» уже поугасла. Он был на пути к банкротству. Как только центр закрылся, Айван был переведен в зоопарк в Атланте. Там я и увидел его в последний раз.
К этому времени я работал в компании «Дисней» и нередко появлялся в Атланте. В местном зоопарке я встретил свою старую подругу с детьми. И там снова был Айван. Во время этого визита Айван выглядел великолепно. Теперь его окружали дамы-гориллы, тающие от его мужественности, то есть «горильности». Он купался в лучах солнца и общался с этими дамами. Я почувствовал глубокое облегчение. Он выглядел намного счастливее. Я имею в виду его осанку и то, как он двигался в своей новой семье. Мне пришли на ум строчки из «Юлия Цезаря» Уильяма Шекспира, где Кассий говорит следующее: «Я по походке Цинну узнаю. Он друг наш». Я помню, что в первую очередь подумал о том, что мы часто можем распознать кого-то по тому, как человек движется, и даже многое узнать о нем по его позе и манере двигаться. Так вот то же самое я чувствовал относительно моего приятеля Айвана. Он был в плохом настроении в Такоме и прекрасном расположении духа в Атланте.
По какой-то причине эти раздумья, посвященные моим родственникам-приматам, продолжали преследовать меня, хотя назвать это раздумьями было бы преувеличением. Я начал карьеру на телевидении в Сиэтле в местном комедийном шоу «Almost Live!» (Боб Нельсон, написавший сценарий для фильма «Небраска» и номинированный с ним на премию «Оскар», а также потрясающий актер Джоэль Мак Хейл также начинали с этого шоу). Я пародировал Айвана. Сидел перед камерой в костюме гориллы и рассказывал (ну, как рассказывал… с бегущей строкой перевода с горилльего языка) от лица Айвана, что все у меня просто отлично, кроме того, что я застрял в Такоме! В другом выпуске шоу Айван играл в теннис. Любой, кто видел это, мог легко опознать меня, хотя я и был одет в костюм гориллы. Меня можно легко узнать по походке. И я изо всех сил старался казаться скучающим и рассерженным, полагая, что именно так и чувствует себя Айван. Все это я говорю к тому, что поведение приматов очевидно по тем же самым причинам, что и наше поведение и осанка. Это заложено глубоко внутри нас. Это в тех 97 % общей ДНК.
Около трех лет я проработал в собственном шоу, «Билл Най – научный парень». Выпуск под номером 53 назывался «Млекопитающие». В рамках выпуска я навестил другую гориллу по имени Вип в Вудлендском зоопарке в Сиэтле. Он был просто великолепен. Я имею в виду, он сидел, грыз что-то, напоминающее китайский салат, и смотрел на меня. Я буквально чувствовал его обиду и покорность. Он говорил мне: «Ну что, чувак? Стоишь там такой, не волосатый. А знаешь, ты похож на жалкого слабака; я прямо чувствую, как могу положить тебя на колено и сломать пополам – и это я еще вегетарианец! Так или иначе, ты и все твои сородичи заставили нас торчать тут по ту сторону вашей прозрачной стены [толстого стекла]. Знаешь, чувак, это полный отстой! А, да… спасибо за паршивый китайский салат, ты, безволосый идиот…»
Признаюсь, этот диалог звучал лишь в моей голове, но я призываю всех вас сходить в зоопарк, где можно подойти поближе к гориллам, заглянуть им в глаза и почувствовать, что они знают, в чем вся соль жизнь. Нам с вами просто-напросто повезло оказаться более умными и ловкими, чем гориллы. Они не могут точно сказать, как все это получилось у людей, но они могут сказать, что их определенно надули с генетической точки зрения. Не захочешь, а задумаешься – а вдруг и мы чувствовали бы себя так же, глядя на будущих людей – или кем мы там еще станем.
Благодаря тому что ученые и инженеры разработали аппараты и химические реагенты, которые могут определять точную последовательность химических основ в цепочках ДНК, мы обнаружили, что генетический код людей и горилл совпадает на 97 %. Наша ДНК отличается всего на 3 %, но – ничего себе! – как же мы по-разному выглядим и ведем себя (не считая моего бывшего начальника, конечно). Иногда можно услышать, как люди говорят о 800-фунтовой горилле[18]. Конечно, 800 фунтов, или около 360 кг, для большинства горилл – это преувеличение; обычно они весят около 500 фунтов, или 230 кг. Гориллы, как правило, ходят с помощью ног и кистей рук, опираясь на костяшки пальцев. Мы ходим по-особенному. Гориллы не могут стоять строго вертикально. А мы можем. Гориллы покрыты волосами. Мы нет. Мозг гориллы больше, чем наш, но наш мозг пропорционально больше в сравнении с нашим весом и размером. Все эти различия берут свое начало из этих ничтожных трех процентов.
Что было бы, если бы наша разница составляла бы всего 1,2 процента? Это примерно та разница, что отделяет генетический код человека от кода шимпанзе. А как выглядело бы отличие в полпроцента? Отличия все равно были бы. Эти другие существа выглядели бы почти так же, как мы. Они, вероятно, были бы чуть более грузноватыми, но смогли бы ходить среди нас, не привлекая особого внимания. Возможно, они и вели бы себя так же, как мы. Может быть, они были бы сильнее нас, но навряд ли оказались бы более сообразительными в отношении шахмат или задачки по алгебре.
Разрыв в полпроцента, по-видимому, подходит для описания десятка человекоподобных видов, живших здесь, на Земле, менее 4 млн лет назад. Речь идет о гоминидах, членах нашего непосредственного эволюционного семейства, обнаруженного палеонтологами. Вы определенно слышали о
Мой приятель горилла Айван отличается от нас всего на 3 %, и при этом мы можем создавать столько удивительных вещей, на которые он не способен, – так вот представьте себе, что было бы, если бы мы встретили кого-то, чья ДНК превосходила бы нашу на 3 %. У нас просто не было бы никаких шансов (конечно, они могут вообще не иметь ДНК, и разница может быть намного больше, чем 3 %, но это едва ли изменит картину в нашу пользу). В ходе естественного отбора эта крошечная разница в ДНК может существенно изменить дело, если речь пойдет о борьбе за ресурсы, подготовке к тяжелой зиме или просто проработке плана спасения от более сильного и жестокого первобытного племени, преследующего вас.
Современные люди являются результатом всплеска эволюционной инновации, произошедшей за последние 40 тысяч лет, отчасти, вероятно, вследствие фактора бутылочного горлышка. Где-то в Восточной Африке работал эффект прерывистого равновесия. Племя наших предков было отрезано от остальных. Ряд благоприятных мутаций прошли дальше, и с тех пор мы передаем их все дальше и дальше. Люди, прошедшие через бутылочное горлышко, были с генетической точки зрения почти одинаковы, что является типичным в отношении довольно небольших популяций. Мы меняемся быстрее, чем когда-либо за последние 10 тысяч лет, и, вероятно, даже за последние несколько сотен лет. Нам нравится думать, что мы свободны от эволюции, что мы перешагнули ее рамки, однако мы все еще в самом ее центре. Просто за деревьями нам не видно леса.
Численность человечества продолжает расти. Когда я был на Всемирной ярмарке в Нью-Йорке в 1965 году, на Земле нас было 3 миллиарда человек. Сегодня нас почти 7,2 миллиарда. Если произойдут генные мутации, несущие в себе новые преимущества, то они, скорее всего, начнутся в Африке, южнее Сахары, потому что именно там в настоящее время численность человечества увеличивается быстрее всего. Какими именно будут эти инновации? Сможет ли грядущее изменение в ДНК человека обеспечить способность организма справляться с колебаниями климата и соответствовать высокоскоростной передаче информации, характерной для всех наших электронных устройств? Время покажет.
Раз уж все остальные виды гоминид исчезли, может быть, и нас заменит собой следующее поколение более приспособленных гоминид? Может быть,
Обстоятельства имеют значение; с людьми может случиться все что угодно, как и со всеми остальными видами. Что делать, если нам не удастся защититься от падающего на землю астероида? Или если вдруг случится самая чудовищная война, и все наши межконтинентальные средства передвижения будут уничтожены? Может быть, тогда изолированная популяция людей сможет просуществовать отдельно от остальных так долго, что они утратят возможность успешного размножения с другими видами. Просто послушайте, сколько диалектов в каждом языке. Когда группы людей даже незначительно обособляются друг от друга, они начинают говорить по-другому. Более заметные изменения могут произойти при более серьезном отделении. Возможно, это могло бы произойти где-то за пределами Земли, в колонии на Марсе. Я не уверен, что без географической изоляции мы можем когда-либо получить новые виды гоминид. Но это не значит, что человечество больше не развивается, ибо мы, безусловно, развиваемся.
Без эволюции мы и шагу ступить не можем. Наши геномы постоянно накапливают мутации, и мы все время делаем выбор партнера. Есть ли у людей предпочтения в выборе партнера, согласно которым партнер должен быть стройным? Блондином или брюнетом? Ласковым, стервозным или резким? Помогают ли все эти гламурные журналы и книги по саморазвитию производить на свет более умное или более привлекательное потомство? Признаюсь, я прочитал первую часть романа «Пятьдесят оттенков серого». Насколько я понял, идеальным мужчиной является молодой, привлекательный и необычайно богатый парень. Кто бы мог подумать? Не могу не поинтересоваться, неужели это отчасти следствие того отбора, который неуклонно уводит человеческий род от Айвана?
Если умные люди выбирают себе в партнеры других умных людей и заводят детей, окупается ли такой выбор успехом с генетической точки зрения? Действительно ли они производят более умное потомство, которое в конечном итоге заработает больше денег и постепенно, не спеша вытеснит другие семьи? Или интеллект – это минус, поскольку высокообразованные пары, как правило, имеют меньше детей, поэтому, когда что-то идет не так, шансы на сохранение и передачу генов в таких семьях значительно уменьшаются. Либо, поскольку высокообразованные мужчины и женщины заводят детей в более зрелом возрасте, чем другие семьи, не разбазаривающие свои лучшие детородные годы в университетах, дети образованных родителей появляются на свет с осложнениями, обусловленными возрастом родителей, да и вероятность генных нарушений у старородящих гораздо выше. Звучит тревожная музыка…
Я вспоминаю старый номер в исполнении комика Стива Мартина, который спрашивал: «Ты помнишь, как взорвался мир? Помнишь? Нам всем пришлось появиться на этой планете в этом огромном космическом ковчеге? Помнишь, правительство решило не говорить глупым людям, поскольку они боялись, что…» Он быстро сворачивал фразу, а люди в зале сразу смекали, что в шутке именно они и были этими «глупыми людьми».
Более вероятным, чем появление расы гиперумных людей, которые постепенно вытеснят часть других людей, является формирование ветви человека разумного, который сможет бороться с заболеваниями. Вероятно, наиболее важным эволюционным ситом станет испытание каждого человека микробами и паразитами. Напомню, что в эпидемии испанского гриппа в 1918–1919 годах, около 50 млн человек погибли от чего-то настолько маленького, что его и увидеть-то было невозможно, не то чтобы победить. «Черная смерть» XIV века, скорее всего, стерла с лица Земли до 200 млн человек. Мы с вами являемся потомками людей, которые просто имели определенные гены для борьбы со смертоносными вирусами и бактериями.
Те, кто выживут в будущем, вероятно, будут обладать устойчивостью организма к определенным заболеваниям, которой никто из нас не имеет сегодня. Есть и другие способы, которыми могут происходить эволюционные изменения, и их немало. Те, кто выживают, могут иметь большую переносимость молока. Младенцы в промышленно развитых странах имеют доступ к молоку, как никто до нас. Может быть, генетическая переносимость молока постепенно будет способствовать выживанию большего количества младенцев до момента, пока у них не появятся свои собственные дети. Существует доказательство того, что у людей с повышенным и пониженным содержанием сахара рождается меньше детей. Так небольшие изменения прокладывают себе путь в генофонд человеческого рода. И это происходит прямо сейчас.
В этом случае можно говорить о целой отдельной категории возможных человеческих перспектив, зависящих от наших собственных технологий. Я провожу очень много семинаров и лекций в университетах и для широкой аудитории. Мне нравится выступать, нравится говорить, рассказывать, но моя любимая часть выступлений – это когда люди из аудитории начинают подходить к микрофону и задавать мне вопросы. Одна из самых распространенных тем – это так называемая сингулярность. Под этим понимается время (по некоторым версиям, это произойдет в 2029 году), когда компьютеры предположительно уравняются по своим способностям с мозгом человека. Считается, что с этого момента машины смогут заменить людей почти полностью. Это будут превосходные алгоритмы автомобильной парковки, координация в случае стихийных бедствий, юридические выступления, ракетостроение, комплексное мышление. Задумываясь о таком логическом последствии, с искусственным интеллектом придется обходиться еще осторожнее, потому что потом любая из этих умных машин сможет перехитрить и переиграть нас практически во всем.
Знаете, я люблю думать о будущем в больших масштабах. Я люблю научную фантастику не меньше других. Но я сомневаюсь, что эта сингулярность станет каким-то особенным моментом в истории человечества. Я так говорю потому, что кто-то должен будет обеспечивать питание для этих машин. Образно говоря (а до 2050 года или позже по-прежнему буквально), кто-то должен будет подкидывать в топку угля. Сейчас, в 2000-х, у нас больше мобильных телефонов, чем самих людей. Тем не менее лишь около половины населения Земли имеют доступ к этим устройствам. В сельских районах Африки и Китая есть места, где люди никогда и не говорили-то по телефону. Сингулярность не затронет их достаточно долго, если вообще сумеет до них добраться.
Мне вспоминается фильм 1970 года «“Колосс”: Проект Форбина», основанный на романе «Колосс» 1966 года. Та к вот, в этом фильме США и Советский Союз используют компьютеры для управления своими огромными арсеналами ядерного оружия. Американский компьютер под названием «Колосс» размещается в неприступном бункере и запитан на собственный ядерный реактор (насколько сложно это должно быть?). Предполагая, что это поможет избежать неприятностей (на самом деле на тот момент истории –
Предположения о сингулярности также включают в себя идею, что наши информационные технологии будут настолько передовыми и сложными, что мы даже сможем воссоздать в какой-то компьютероподобной машине человеческое сознание. Есть организации, которые верят в то, что они называют трансгуманизмом. По этой теории люди в известном смысле смогли бы жить вечно… по крайней мере, пока кто-то не выдернет вилку из розетки. Моя подруга носит на лодыжке браслет с инструкцией, в которой указано, что делать с ее головой, когда она умрет. Она хочет заморозить ее, надеясь на то, что когда-то в будущем мы сможем подключить к ее мертвой голове соответствующий аппарат и вернуть ее мозг к жизни или как-то загрузить ее сохраненное сознание. На веб-сайте компании, в которой будет храниться ее голова, хвастливо сообщается, что компания, работая с 1976 года, никогда не имела перебоев со своей криогенной системой. Ну естественно, ведь все, что и приходилось делать, это подливать каждые три недели жидкий азот. Погодите, а где они берут этот жидкий азот? Он производится с помощью электричества, которое дает электростанция. В Мичигане, где находится эта компания, электричество поступает главным образом от сжигания угля. Значит, с замороженными головами все будет в порядке, пока электростанция не накроется.
Между тем обычные люди будут иметь детей, которые найдут гораздо больше интересных занятий, чем разговаривать с мертвыми людьми в аппаратах с электрическими мозгами. Большинство из этих детей появятся на свет в развивающемся мире, который, как правило, весьма далек от этих экстраординарных центров мозговых технологий будущего. Конечно, и я часто говорю об этом, я могу и ошибаться. Огромные машины будущего могут быть разработаны для эффективного управления целыми городами, и они могут идеально с этим справляться. Нетрудно представить себе канализационные системы, системы солнечной энергии и транспортные системы – все связаны вместе единым большим мозгом будущего. И тем не менее я считаю, что секс и воспитание для большинства из нас будет основным способом продвижения наших генов в будущее даже после того, как в лаборатории будут отлажены сингулярные машины.
Если хотите понять и прочувствовать научно-фантастическое будущее эволюции человека – ну забавно же поразмышлять на эту тему, почему же нет? – представьте, что гораздо более обоснованным и, возможно, неизбежным фактором станет генная инженерия. Еще немного, и медицинские исследователи уже смогут гарантировать, что ваш ребенок не будет страдать болезнью Хантингтона или плоскостопием. Можно ли будет с помощью генетики сделать младенцев умнее? А еще лучше бейсболистами? При том что все это будет происходить в чашке Петри, еще до оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом? Разве это этично? И что еще важнее – если мы будем делать людей более умными, смогут ли они чувствовать себя комфортно в социальном плане?
Научно-фантастические рассказы о суперлюдях, созданных с помощью генной инженерии, почти всегда кончаются плохо. Усовершенствованные люди в конечном итоге, как правило, создают слишком много проблем, поскольку не вписываются в общую массу. В реальном мире эти вопросы будут решаться пошагово и, очень вероятно, останутся весьма спорными. Будучи избирателем и налогоплательщиком, каждый из нас, возможно, вынужден будет принимать интересные решения относительно того, что должно быть дозволено в медицине. Возможно, нам придется столкнуться с проблемой генетически модифицированных людей среди нас, появившихся с помощью каких-нибудь незаконных генных технологий будущего. Каким будет статус незаконных человеческих клонов? Чем лучше мы будем информированы обо всем этом, тем лучшие решения мы сможем принять.
Я, напротив, надеюсь на большие изменения, которые принесет с собой старый добрый дарвиновский естественный отбор. Какая особенность могла бы дать человеческому ребенку будущего преимущество, благодаря которому он или она будет взрослеть, чтобы рождать удивительных малышей, которые будут чем-то выделяться и привлекать столь же достойного партнера для продолжения рода? Я слышал, многие женщины любят парней с хорошим чувством юмора. Это мне почему-то нравится. Может быть, парень будущего будет очень смешным, но не странным, и его искрометное чувство юмора будет привлекать противоположный пол? Может быть, он будет настолько хорошо управляться с иронией и юмором, что женщины просто будут сходить с ума по нему, и он начнет спариваться и размножаться как сумасшедший? Легионы юмористов, комиков и комедиантов надеются на это. (Многие из них даже уверены в этом на все сто.) Или может быть это будет парень с фантастически развитыми мышцами груди, которые так заводят женщин, и именно он будет спариваться и спариваться, и спариваться?
Кстати, что самое сексуальное в женщине? Это не вопрос с подвохом. Мужчинам не придется приседать, опасаясь политически некорректного замечания или гримасы в свой адрес. На мой взгляд, самая сексуальная вещь в женщине – это ее улыбка. Если женщина не улыбается или улыбается как-то не так, мужчины не станут ее добиваться. Они будут смотреть на других женщин, которые улыбаются как надо. Что демонстрирует улыбка? Хорошие зубы, внимательность, горящие глаза и способность быть счастливым. Каждый из этих компонентов является, по-видимому, наследственной чертой. Каждый из них будет очень сильно ущемлен лаконичными компьютерами, подключенными к замороженным головам.
Улыбка идет от сердца. Если она не искренняя, то мы это замечаем, хоть и неосознанно, а порой даже не сразу. Будет ли будущее поколение женщин восхитительно улыбаться, поскольку улыбчивые дамы лучше привлекают мужчин, позволяющих им успешно размножаться и тем самым продвигая ее гены и гены ее избранника в будущее? Или может быть, женские гены будут переходить в будущее, если она просто будет более упорной в вопросе рождения детей? Или может быть, дело в том, что любые гены имеют отличные шансы оказаться в будущем, если их обладатели живут в индустриально развитом обществе, где удаление аппендицита (как у меня) – обычное дело?
Еще одно соображение: любая отличительная генетическая особенность – хорошая или плохая, – которая появляется в популяции с помощью эффективной медицинской помощи, будет передана дальше. Медицина устраняет определенное давление отбора и может добавить другое. Случайные гены передаются, как правило, потому, что общество или племя пропускает очень много своих представителей в будущее. Будут ли эти эффекты достаточно сильными, чтобы проявиться в каком-нибудь подробном научном исследовании в будущем? Смогут ли они заметно влиять на нашу эволюцию в целом?
Что бы ни готовило будущее для человечества, я очень надеюсь, что мы будем вместе, что мы все по-прежнему останемся одним видом, достаточно мудрым, чтобы сохранять как можно больше других существ на нашей планете, других гоминид, Айванов и Випов нашего мира. Я надеюсь, что мы и дальше будем использовать наши большие мозги, понимать и ценить тот необычайный процесс, в результате которого все мы стали (и, надеюсь, останемся) высшим существом на планете.
34. С точки зрения астробиологии: есть там кто-нибудь?
Я отлично помню, как лежал однажды на траве во дворе моего дома в Вашингтоне, округ Колумбия, – мне было наверное, лет девять. Надо мной было пронзительно-синее небо. Мой отец просто обожал звезды с тех пор, когда во время Второй мировой смотрел в звездное небо в лагере для военнопленных. Он несколько раз разрешал мне взглянуть на звезды через линзу его старого телескопа; этот опыт оставил во мне смутное чувство, что там просто
То, что когда-то было детскими мечтами, стало новым рубежом эволюционной науки. С 1995 года астрономы обнаружили почти две тысячи планет, вращающихся вокруг других звезд. Некоторые из этих планет по своему размеру и массе похожи на Землю. Около двух десятков из них вращаются в обитаемой зоне, на том расстоянии от своих звезд, где температура потенциально пригодна для нашего вида жизни. Грубо говоря, в нашей галактике может быть 50 миллиардов обитаемых планет. В настоящее время существует целая область науки, известная как астробиология, изучающая жизнь на других звездах.
Вопрос о жизни где-то там – это, по сути, вопрос о живых существах. Это равносильно вопросу «Что нужно, чтобы стать живым существом?». Этот вопрос заставляет нас пересмотреть все эволюционные идеи, которые мы обсудили, по восходящей. На самом базовом уровне жизнь явно нуждается в каких-то химических соединениях. Любое живое существо, которое мы можем себе вообразить, будет состоять из атомов и молекул, как я и вы, птицы и деревья (конечно, в научно-фантастических рассказах есть живые существа, сделанные из чистой энергии или темной материи, или других экзотических вещей, но это не тот вид научных предположений, о котором я говорю). Но с этого момента все становится менее ясным.
Когда я учился в школе, считалось, что для того, чтобы жить, необходим солнечный свет. Сейчас все согласны, что источник энергии необходим, а мощь и значение солнечного света сложно переоценить, тем не менее теперь ученые поняли, что энергия Солнца – не единственный возможный вид энергии. На моем веку мы уже обнаружили гидротермальные экосистемы на дне моря, куда не проникает солнечный свет. Эти системы работают так, как ученые и предположить не могли, пока не увидели их собственными глазами. Животные там рассчитывают на определенные бактерии, которые помогают им усваивать химическую энергию из сероводорода и воды, а также на тепловую энергию потоков, поднимающихся вверх со дна океана. В свою очередь, бактерии производят химические вещества для гигантских кольчатых червей, ярко-белых крабов и гигантских моллюсков, поскольку все они обеспечивают и их жизнедеятельность.
В последние годы глубоководные гидротермальные жерла океана изучались особенно тщательно. На мой взгляд, организмы, живущие там, скорее всего, начали свое существование на поверхности. Все они, вероятно, являются потомками сухопутных существ; на Шкале жизни все они находятся правее или ниже остальных моллюсков, крабов и червей. Если так, то этот вывод несет в себе важное сообщение: биохимическая жизнь достаточно гибкая для того, чтобы перейти от одного вида источника энергии к другому. Но ведь этот процесс когда-то начался. Для того чтобы запустить весь тот процесс метаболизма жизни, о котором мы знаем, химические вещества должны дать начальный энергетический старт. Может быть, жизнь зародилась в горячем море и затем выбралась на поверхность. Исследователи продолжают работать над этим вопросом.
Согласно одной особенно убедительной гипотезе, энергетическим стартом, о котором мы говорили, послужило электромагнитное излучение в ультрафиолетовом диапазоне. Для любителей латинского языка напомню, что «ультра» означает «выше». То есть ультрафиолет находится над фиолетовым энергетическим уровнем, видимым нашему глазу. «Ультрафиолетовая» гипотеза указывает, по крайней мере, на два способа исследования происхождения жизни. Во-первых, мы могли бы прибегнуть к нашим компьютерным моделям климата, и в особенности к компьютерным моделям развития звезд, и посмотреть, разумно ли предположение, что в дни зарождения жизни на Земле, скажем, 3,5 млрд лет назад, наша планета получила обильную дозу облучения ультрафиолетом от Солнца. Во-вторых, можно заняться изучением генов или ДНК существ со дна океана, и, может быть, это даст нам ключ к пониманию их происхождения и того, насколько их предки нуждались в использовании ультрафиолетового излучения для своего первоначального метаболизма. Если это окажется правдой, то это будет означать, что живые существа, живущие там, зародились на поверхности Земли, а затем отправились в глубины океана. Это увлекательная часть исследований помогла бы определить метод поиска жизни в других мирах и привести к открытию новой жизни где-нибудь еще.
В ближайшие годы мы можем ожидать большее количество экспериментов, направленных на изучение происхождения жизни и непосредственно воссоздающих в лабораторных условиях природные опыты и синтезирующих самовоспроизводящие молекулы. И тогда появится разумный вопрос: оно живое?
Неважно, ищем ли мы новые формы жизни в природе или создаем их самостоятельно, есть кое-что, без чего почти наверняка эти формы обойтись не смогут: жидкость. Жизни необходима энергия, а ее можно извлечь из передвигающихся молекул или движения химических веществ вокруг этих молекул – для этого требуется некоторое количество растворителя. Астробиологи изучили все виды жидкостей, потенциально содержащих жизнь: аммиак, хлор, жидкий метан, спирты разных сортов и т. д. Они изучили их свойства при различных температурах и разном давлении. В конце концов, они снова вернулись к воде. Ведь это очень эффективный, универсальный растворитель. Кроме того, вода имеет еще одно преимущество – в ней нет недостатка.
В нашей Солнечной системе полно воды, если знать, где искать. Под огромным ледяным куполом Европы, спутником Юпитера, скрывается океан с соленой водой. Астероиды часто представляют собой огромную глыбу льда. Поверхность гигантского астероида Церера – настолько большого, что он был переведен в разряд карликовых планет (не самое удачное выражение, ну ладно) – судя по всему, покрыта сырой глиной. Скоро мы узнаем это наверняка – космический аппарат «Рассвет» посетит ее в 2015 году. Плутон и его спутник Харон, наряду с менее крупными спутниками Никтой, Гидрой, Кербером и Стиксом, несомненно, богаты льдом. Важные новости скоро придут и об этом, поскольку зонд «Новые горизонты» должен был пролетать мимо системы Плутона 14 июля 2015 года. Целый рой малых тел за орбитой Нептуна, известный как пояс Койпера, предположительно, полон замороженной воды. Кстати, вместо того чтобы считать Плутон последней из традиционных планет, я люблю думать о нем как о первом объекте нового класса небесных тел под названием
При любом рассмотрении жизни в других мирах немедленно возникает замечательный эволюционный вопрос. Насколько в действительности может отличаться другой тип инопланетной жизни? Вы должны понимать, что у нее не будет ДНК. Или будет? У них не будет клеточных мембран и органелл, которые перерабатывают химическую энергию. Или будет? У инопланетян, если они есть, не будет по пяти пальцев на каждой из четырех конечностей. Или будет? У них не будет мозга на водной основе, тесно связанного с химическими, стереослуховыми, мультитактильными и стерео-оптическими сенсорами (вкус, обоняние, слух, осязание, зрение). Или будет? Сойдется ли процесс эволюции на едином дизайне и общем подходе к непредвиденным обстоятельствам или же все будет по-другому?
Если где-нибудь в Солнечной системе еще есть жизнь, она на самом деле может иметь много общего с жизнью на Земле. Подумайте об огромном астероиде, обрушившемся на Землю 66 млн лет назад, когда исчезли древние динозавры. Когда в результате его падения с Земли поднялось огромное облако пыли и грязи, какая-то часть этой пыли навсегда покинула Землю, чтобы начать свой путь по Солнечной системе. То же самое происходит и на других планетах. За миллиарды лет планеты обменялись совсем небольшим количеством материала. Это не предположение, это факт. Планетологи обнаружили фрагменты Марса и Луны здесь, на Земле, и также, предположительно, определили фрагменты Венеры и Меркурия. Может быть, жизнь отправилась в путешествие с Земли на Марс или наоборот? Эта гипотеза получила название «панспермия», то есть занесение жизни из межпланетного или даже межзвездного пространства.
Также возможно, что где-то там, в одном из миров нашей Солнечной системы, существует совершенно другой тип жизни. Тогда мы могли бы изучить его и проникнуть в глубокие тайны природы и процесса эволюции. Попутно такое открытие могло бы привести к глубоким изменениям нашего «земного» мировоззрения. Мы бы могли отправить туда космический корабль и ученых, чтобы провести там исследования, и, конечно, обязательно соблюдать правила космического карантина, чтобы самим не подцепить чего-нибудь или их не заразить. Инопланетяне – дело тонкое!
И ученые, и простые обыватели относятся к этим вопросам очень серьезно. После высадки марсоходов НАСА «Spirit» и «Opportunity» на Марсе в 2004 году, на Землю были отправлены убедительные доказательства того, что вода там когда-то была почти всюду. В тот момент знаменитые букмекерские конторы Великобритании, такие как «Ladbrokes» и «William Hill Company», перестали принимать ставки на то, будет ли найдена жизнь на Марсе или нет. В 2004 году ставки закрылись на шестнадцати к одному, снизившись по сравнению со ставками сорокалетней давности – тысяча к одному. Компания «Ladbrokes» в свое время выплатила 10 тысяч фунтов стерлингов джентльмену, успешно поставившему всего 10 фунтов на то, что люди высадятся на Луне до конца 1960-х годов. Такое пари – это больше, чем просто развлечение. Оно является своего рода показателем поддержки со стороны общественности, на которую правительство или коммерческие космические компании могут рассчитывать в поиске жизни за пределами Земли. Будучи генеральным директором Планетарного общества, я надеюсь, что волнение не исчезнет и будет дальше вдохновлять новые миссии, необходимые для получения точных ответов.
Надеюсь, что сейчас вы задаетесь вопросом: «В каком месте логичнее всего искать инопланетную жизнь?» Будучи землянами, мы не можем не обращать свой взгляд на Венеру и Марс. Две эти планеты напоминают нашу собственную с астрономической точки зрения. Они находятся на схожем расстоянии от Солнца. Диаметр Земли составляет около 13 000 км. Диаметр Венеры равен примерно 12 000 км, Марса – около 7000. И хотя ни та, ни другая планета не превышают размеры нашей Земли, для астронома это один порядок магнитуды – округлив, можно сказать, что все три планеты в диаметре составляют около 10 000 км. Земля совершает оборот за 24 земных часа. Венера – за 243 дня, а Марс оборачивается вокруг своей оси за 24 часа и 40 минут; день на Марсе практически равен земному дню.
Мы довольно активно знакомимся с Марсом. На момент написания книги марсоход «Opportunity
Венера – это такой каменный шар. Отсюда она выглядит просто потрясающе. Когда я был ребенком, самыми популярными были фантастические фильмы, где жительницы Венеры были обворожительными дамами; раньше некоторые ученые всерьез считали, что Венера покрыта душными джунглями, а живут на ней существа наподобие динозавров. Однако, при более внимательном рассмотрении, Венера оказывается совершенно негостеприимной планетой. Температура ее раскаленной поверхности достигает примерно 460°C (840°F). Этой температуры хватит, чтобы расплавить свинец. Ваши рыболовные грузила просто превратились бы в лужицы блестящего металла. Температура на Венере сохраняется благодаря толстому и плотному слою атмосферы, состоящей из двуокиси углерода. Это совершенно неуправляемый парниковый эффект. На самом деле модели климатических изменений на Земле были частично разработаны учеными, и в частности Джеймсом Хансеном, которые изучали атмосферу Венеры. Они отмечали, что видимый свет проходит сквозь атмосферу, попадает на поверхность, а затем отражается в виде тепла, которое удерживается углекислым газом. Этот процесс сильно влияет на возможность существования жизни на планете.
Диоксид углерода в атмосфере Венеры появился из углеродистых веществ – карбонатов – содержащихся в венерианских породах. Там так жарко, что кислород (О) высвободился и в воздухе соединился с углеродом (C). Любая вода, которая была на Венере, соединилась с серой, превратившись в серную кислоту (H2SO4), что привело к образованию облаков серной кислоты. На Венере идут кислотные дожди. Но капли кислотных дождей так и не достигают поверхности Венеры, потому что высокие температуры атмосферы заставляют капли дождя испаряться прежде, чем они упадут на поверхность. Венера является отличной иллюстрацией ада. Нескольким советским космическим зондам удалось совершить посадку на Венере, но даже самых стойких хватило всего на пару часов. Это явно не перспективное место для поиска жизни, хотя некоторые исследователи полагают, что в облаках Венеры могли бы обитать «серные» микробы.
На Марсе ровно другая проблема – слой атмосферы очень тонкий, а поверхность планеты очень холодная. С помощью телескопов мы можем видеть с Земли ледяные шапки на горах Марса. Здесь есть совсем немного обычного водяного льда, но огромные белые шапки льда на обоих полюсах Марса представляют собой по большей части замороженный углекислый газ (сухой лед). Из-за этого температура на них достигает по крайней мере –130°C (–270°F). Водяной пар и диоксид углерода, которые конденсируются и образуют ледники, являются частью марсианской атмосферы. По земным стандартам это не очень большая атмосфера – давление здесь составляет всего 0,7 % от поверхностного давления на Земле, но этого достаточно, чтобы в ней образовывались ветра и разнообразные погодные условия. Ученые, управляющие марсоходом «Opportunity», время от времени направляют космический аппарат на возвышенности, где ветры и электростатические условия сдувают пыль с его корпуса. Это довольно необычно, но зато позволяет делать замечательные открытия.
Продолжающиеся исследования Марса показывают, что планета некогда была покрыта озерами, ручьями и широкими морями. Место, где приземлился марсоход «
Посадочный модуль «Феникс» высадился на поверхность Марса в 2008 году. Его находки создали новый интригующий поворот в поисках жизни на Марсе. Феникс совершил посадку на тонкий слой песка или почвы на северном полюсе планеты. Прямо под этим слоем, всего в несколько сантиметрах в глубину, находится огромный слой водяного льда. Судя по всему, он тянется на много километров вниз во всех направлениях. А что если в этом льду есть что-то живое, сродни десятка бактерий, что живут подо льдом на нашей планете? Как мы могли убедиться на Земле, после зарождения жизнь обладает чрезвычайной живучестью. Если изначально Марс был достаточно благоприятным для зарождения жизни, то, может быть, процесс, который начался там миллиарды лет назад, еще не закончился?
Будучи генеральным директором Планетарного общества, я часто призываю к крупным инвестициям в поиски жизни на Марсе. Предположим, что мы построили космический корабль, который мог бы приземлиться рядом с долиной, оврагом или ущельем вблизи экватора Марса, то есть в месте, где летним солнечным марсианским днем он сможет оказаться чуть выше уровня замерзания воды. Теперь предположим, что у нас есть марсоход, который можно отсоединить от основного космического корабля, направить к краю, затем спустить его на тросе, как альпиниста, чтобы он оказался на оголенной ледяной поверхности. В полдень, когда Солнце будет светить прямо на это место, датчики нашего робота окажутся очень, очень близко к поверхности. А что если они засекут там что-то живое? Вдруг там действительно есть микробы, живущие в ледяном холоде нашего ближайшего соседа?
Ответы на эти вопросы, по большому счету, не так уж и накладны. В настоящий момент американские инвестиции в планетарные науки составляют менее $1,5 млрд в год. Иными словами, это меньше, чем 0,05 % от федерального бюджета. Это включает в себя все миссии: на Марс, Меркурий, Юпитер, Сатурн, а также миссию «Новые горизонты», аппарат которой в данный момент находится на пути к далекому Плутону. Что если бы мы повысили отчисления на миллиард и нашли бы жизнь на Марсе? Это стало бы выдающейся инвестицией, стоимостью чуть больше еще одной чашки кофе налогоплательщика. Если бы президент, конгресс и администратор НАСА сосредоточились на таких вещах, мы смогли бы изменить ход человеческой истории.
То же самое можно сказать и о путешествии к Европе, одному из четырех крупных спутников Юпитера. Европа составляет 3100 километров в диаметре – чуть меньше, чем наша Луна, но представляет собой совершенно иной тип мира.
В 2011 году данные с космического корабля «Галилео» были тщательно проанализированы. Теперь стало понятно, что прямо под верхним слоем потрескавшейся ледяной поверхности планеты находится соленый океан. Океан был обнаружен при помощи данных магнитометра – это чувствительный электронный компас. Морская вода проводит электричество, которое в свою очередь влияет на магнитное поле вокруг Европы. Вода не замерзла, потому что орбитальное движение Европы в мощном гравитационном поле Юпитера заставляет все тело с каждым кругом сжиматься и разжиматься. Европа сохраняет свой жидкий океан за счет тепла, генерируемого с помощью механического искривления. Это то тепло, которое вы почувствуете, если растянете спущенный резиновый шарик несколько десятков раз, а затем прижмете его к губам. Попробуйте!
С момента этого открытия ученые и инженеры обсуждают возможности исследования подледного океана. Если там действительно вода в жидком состоянии и она действительно сохранила достаточно тепла для поддержания своего состояния в течение последних четырех с половиной миллиардов лет, то, возможно, там есть что-то живое. Был составлен план создания космического корабля, который высадится на поверхности Европы. Затем он воспользуется механическим или тепловым сверлом, достаточно крепким и, возможно, достаточно горячим, чтобы суметь просверлить до 50 километров льда. Это сверло должно быть закреплено на самом космическом корабле. Также на нем будут инструменты, необходимые для поисков того, что представляется нам признаками жизни на Европе. Это была бы захватывающая миссия, правда, весьма дорогостоящая, и она бы определенно потребовала несколько миллиардов долларов. С технической стороны это также было бы чрезвычайно сложно. Кроме того, очень важно было бы не нарушить «Первую директиву» звездного флота[19]. А именно мы обязаны не навредить экосистеме Европы, если таковая имеется, и не должны загрязнять ее земными микробами, привезенными с собой.
В 2013 году мы открыли нечто захватывающее, нечто, что может значительно упростить поиск жизни на Европе. Астрономы направили космический телескоп «Хаббл» на Европу и обнаружили всплески воды, морской воды, извергаемой прямо в космос через трещины в ледяной поверхности. Если в океане Европы есть микробы или даже, может быть, живые существа, достигающие сантиметрового размера, они выплескивались вместе с водой прямо в черноту космоса. Можно сконструировать такой космический корабль, чтобы он пролетел сквозь этот фонтан, захватив образцы воды для последующих микроскопических и химических анализов и поиска того, что, возможно, живет в этой воде. Такую миссию можно осуществить лишь за малую часть бюджета полета со сверлом и к тому же избежать опасности заражения микробов Европы (если они есть) земными микробами. Этот проект получил название «Europa Clipper».
Аналогичная проблема поджидает нас на Энцеладе, одном из спутников Сатурна. Он гораздо меньше, чем Европа, составляет всего пять сотен километров в ширину, но на нем тоже имеется (небольшой) океан воды, скрытый под толстым слоем льда, а на южном полюсе спутника фонтанчики сквозь его поверхность вырываются наружу еще больше. Здесь тоже можно искать жизнь, используя миссию, аналогичную проекту «Клипер».
Не знаю, как вы, но я легко могу себе представить некую прозрачную пластину, установленную на космическом корабле перпендикулярно направлению его полета. «Клипер» пролетает сквозь брызги воды, и на пластине остаются живые существа, словно мухи на ветровом стекле (конечно, не идеальный вариант, но пока это лучшее, на что мы способны; орбитальное вращение требует определенной скорости). Затем с помощью микроскопической камеры с соответствующим источником света, направленным на эту пластину, земляне могли бы получить представление о том, каким может быть живое существо с другой планеты. В качестве более сложного варианта можно даже собрать образцы льда с поверхности Европы или Энцелада и привезти их на Землю для более детального изучения – конечно, с соблюдением всех предосторожностей в отношении взаимного заражения и загрязнения. В отношении инвестиционной стоимости проекта можно сказать только, что это мог быть поистине революционный эксперимент, подобного которому история человечества еще не знала.
Если мы отправимся на Европу или Энцелад или начнем еще более рьяно искать жизнь на Марсе, мы придем к вопросу нового уровня в отношении возможной инопланетной жизни: сможем ли мы признать ее, если увидим? Ответ требует вернуться к тому, что мы знаем об основах жизни, помимо ее потребности в энергии и вероятной привязанности к воде. Как эти живые существа управляют химическими реакциями, необходимыми для создания химических веществ, используемых для самокопирования? Одним из знакомых нам способов является использование химических свойств веществ, уже растворенных в воде, для обеспечения энергии, необходимой для дальнейшего движения. Но живому существу необходимо каким-то образом хранить различные химические вещества отдельно друг от друга. В противном случае, все внутренности живого организма могут просто-напросто перемешаться и все процессы в нем остановятся. Поэтому мы предполагаем, что этому организму будет нужен некий резервуар или мембрана. Необходимы стенки, чтобы сохранить и укрыть то, что внутри, отделив его от того, что снаружи. Короче говоря, это существо может очень сильно отличаться от всего, что мы знаем, изнутри, но снаружи оно, скорее всего, будет похоже на бактерии и одноклеточные организмы, с которыми мы хорошо знакомы, – по крайней мере, таковы логические рассуждения.
Живые существа, которые могут образовывать мембраны, вероятно, имеют солидное преимущество по сравнению с другими молекулами, не способными их создавать. Мембраны позволяют живым организмам использовать притяжение и отталкивание электронов на поверхности атомов, чтобы притягивать или удерживать другие молекулы. Проведите эксперимент с осмосом, о котором я говорил в 12-й главе книги. То же в равной степени относится к химическим системам в других мирах.
Поиски воды в других мирах – задача довольно понятная. Поиск мембран является гораздо более сложным делом. Давайте вернемся к Европе. Предположим, что мы построили корабль «Europa Clipper», он пролетел над гейзерами спутника и привез образцы воды на Землю. Даже тогда, как мы узнаем? Как мы найдем клеточные мембраны среди брызг воды? Один из вариантов предполагает, что мы можем искать те типы атомов, которые встречаются в клеточных мембранах на Земле. Для земных мембран характерными элементами являются углерод, азот, калий и натрий. Тут есть с чего начать… если только мембраны живых организмов Европы не сделаны как-то иначе. Как нам тогда ее обнаружить? Если вам нравится такие размышления, подумаете о том, чтобы податься в астробиологи.
Поделиться книгой: