Разговоры с таксистами о жизни и устройстве Вселенной - Чарльз Кокелл
Хотя мы не можем сказать этого с полной уверенностью, похоже, что появление животных и в конечном счете интеллекта зависело от появления кислорода. Это самая здравая гипотеза, которая у нас есть. Если это правда, это также может объяснить, почему мир так долго оставался запертым в микробном образе жизни. В конце концов, если животные были всего лишь неизбежными потомками микробов и недостаток кислорода не был для них препятствием, почему животные не появились на миллиарды лет раньше, чем это произошло на самом деле? Эоны существования одних только микробов предполагают, что что-то сдерживало жизнь. То, что кислород спровоцировал революцию в сложности живых организмов, правдоподобно в плане энергии.
Интересно, что второй кислородный бум, случившийся 700 миллионов лет назад и предшествующий появлению более крупных и развитых животных, был не последним. Похоже, что около 350 миллионов лет назад доля кислорода в атмосферном «пироге» выросла примерно до 35 %, а примерно 100 миллионов лет спустя упала обратно до почти современного уровня.
Сейчас вы, вероятно, думаете, что эра еще большей оксигенации привела бы к появлению еще более крупных животных: ведь чем больше кислорода в воздухе, тем больше энергии можно было бы получить. Это вполне справедливо в отношении животных, в частности большинства насекомых, у которых получение кислорода зависит от диффузии. Поскольку большинство насекомых не могут активно закачивать кислород глубоко в свое тело (хотя есть некоторые насекомые, например тараканы, которые двигают своим брюшком, совершая перекачивающее действие), они полагаются на то, что газ просачивается через крошечные каналы в самые глубокие уголки их анатомии. Увеличьте количество кислорода в атмосфере, и, возможно, этот кислород сможет проникнуть глубже в их тела, прежде чем будет израсходован, и поэтому тела насекомых смогут вырасти.
Действительно есть доказательства, подтверждающие эту версию. В палеонтологической летописи есть раздутые насекомые возрастом 300 миллионов лет, в том числе огромные стрекозы. Так, например, вымершая меганевра имела размах крыльев более метра[67] и могла быть грозным хищником, летающим по подлеску великих карбоновых лесов и перекусывающим другими насекомыми, а возможно даже и самыми ранними четвероногими рептилиями. В то время по Земле ползали и невероятные многоножки и сколопендры длиной более метра, шурша гигантскими лапками по древней лесной подстилке в поисках добычи.
Были ли эти могучие существа порождениями кислородного опьянения? Неужели глоток этого газа позволил им вырасти до размеров Годзиллы? Интуитивно это кажется вероятным, хотя у некоторых ученых есть сомнения. Больше кислорода дало бы больше энергии, но также создало бы более разрушительные свободные радикалы – те реактивные формы атомов и молекул кислорода, которые могут разорвать на части основные молекулы жизни. Можно полагать, что добавление в атмосферу большого количества кислорода побудило бы пассивных пользователей, таких как насекомые, стать даже меньше, а не больше.
Иногда трудно отказаться от хорошей истории, и, без сомнения, огромные стрекозы, созданные кислородом, весьма привлекательны как идея. Какова бы ни была правда, ученые в целом верят, что кислород играет центральную роль в объяснении того, как возникла жизнь на Земле. Кислород явно в списке подозреваемых, он всегда в нужный момент оказывается в нужном месте. Во всех этих версиях возникновения жизни кто был застукан на месте преступления? Кислород!
В этой истории кроется и инопланетная подоплека. Эта одержимость кислородом объясняет, почему астрономы проявляют особый интерес к поиску газа на других планетах. Если бы нам удалось найти кислород в атмосферах экзопланет и этот кислород возник бы там не в результате геологических процессов, у нас была бы на руках неопровержимая улика развития жизни. Присутствие кислорода еще не доказывает существование животной жизни или разума, потому что даже богатая кислородом планета может еще застрять на том этапе, где была Земля до появления развитой жизни. Однако кислород экзопланеты указывает на мир с потенциалом для животных и интеллекта. Если бы мы нашли множество планет с большим количеством кислорода, это могло бы указывать на высокую вероятность найти одну или две с биосферой, подобной земной, возможно приютившей разум. Если мы найдем очень мало экзопланет с большим количеством кислорода, то у нас появятся основания подозревать, что интеллект, использующий кислород, встречается редко.
К тому времени, когда мы добрались до моего дома и я заплатил за проезд, наше путешествие во времени подошло к концу. На Земле сформировалась современная атмосфера, от которой мы так зависим. Я вышел из такси, поблагодарив моего водителя за беседу, сделал глоток восхитительного свежего кайнозойского[68] воздуха и отправился по своим делам.
Сам по себе вирус SARS-CoV-2 представляет собой безвредный инертный комок молекул диаметром около 100 нанометров. Но поместите его в клетку, и он начнет размножаться, приведя к глобальной пандемии. Является ли этот вирус примером жизни или чем-то иным? (NIAID-RML / Wikimedia Commons / CC BY 2.0)
17. В чем смысл жизни?
Поездка до Хеймаркета, чтобы сесть на поезд до Глазго и прочитать лекцию об обучении заключенных
Мало что волнует нас так, как освоение космоса. От прогулки по Луне Нила Армстронга, которая, наверное, современным детям уже кажется древней историей, до путешествий марсоходов, многое может вдохновить даже тех, кто не разбирается в научных целях космических исследований. Необъятность Вселенной, возможность существования иных форм жизни и увлекательное ви́дение будущего существования человечества за пределами Земли захватывают умы людей, у которых в остальном может быть мало общего. В космосе действительно есть что-то для каждого, даже если это просто развлечение.
Об этом я и размышлял, когда в 2016 году задумал «Жизнь за пределами» – проект по обучению заключенных, о котором я кратко упомянул в предыдущей главе. Совместно со Службой тюрем Шотландии и колледжем Файф проект «Жизнь за пределами» предлагает заключенным вжиться в роль космических поселенцев будущего. Участники проектируют станции на Луне и Марсе, что побуждает их изучать науку, искусство и обнаружить в себе многие другие интересы и склонности. Участники программы разрисовывают модели станций, пишут воображаемые письма с Марса, сочиняют лунный блюз. При этом заключенные вносят свой вклад в реализацию наших амбициозных планов по освоению других планет. Было издано две книги с их проектами, и их работы не раз удостаивались национальных призов и похвалы настоящих астронавтов. Мне же работа с заключенными принесла огромное удовлетворение, возможность на минутку забыть о своем академическом круге и поработать с людьми, которые иначе никак бы не присутствовали в моей профессиональной жизни.
Я читаю много научных лекций, но в тот день я планировал говорить о
