Затем всю вес­ну, лето и осень был долгий период эволюции. Первые примитивные животные появились в середине ноября, первые растения выросли на суше ю декабря, а эра динозавров закончилась катастрофой вечером 26 декабря. Человек появился как отдельный вид 31 декабря в 6 часов вечера, а последнее оледенение отступило от Скандинавии за минуту до полуночи. Наше западноевропейское летосчисление началось за 14 секунд до полуночи, то есть до нынешнего момента.

Как видим, техническая цивилизация пока существует на про­тяжении всего лишь крошечной доли возраста нашей планеты. В ее дальнейшем длительном существовании некоторые сомневаются. Имея в виду столь малый промежуток времени, было бы невероят­ной удачей, если бы на одной из соседних звезд сейчас существовала иная цивилизация, способная посещать нас или связываться с нами. Быть может, именно этим и объясняется парадокс Ферми, который мы обсуждали в главе 32, хотя возможны и другие объяснения.

Учитывая огромное число звезд во Вселенной, мы надеемся на присутствие жизни гделибо еще, однако наличие сложных форм жизни, разума или технической цивилизации обладает значитель­но меньшей вероятностью. Чрезвычайная сложность жизни, тем бо­лее существование разумной, интеллектуальной жизни, способной постигать окружающий мир, свидетельствуют о медленной эволю­ции, длящейся очень долго. Большие масштабы времени и слож­ный синтез элементов возможны лишь в космосе зрелого возраста. Поэтому только в дол гож иву щей и медленно развивающейся Все­ленной может возникнуть сложная жизнь. Но в огромной, холодной и старой Вселенной, управляемой темной материей и темной энер­гией, должны быть теплые и безопасные ниши из обычной материи, способные служить прибежищем для жизни. Наша Земля — одно из таких

Мы начали эту книгу словами биолога Хаксли, выражающими то, как мы, ныне живущие на Земле, а также и все люди, когдалибо жившие до нас, относимся к тайнам Вселенной. Другая цитата сум­мирует результат нашего долгого путешествия по страницам этой книги. Мы увидели, как расширялись наши знания о Вселенной и как представление о центральном месте в ней человека постепен­но сходило на нет. Но мы также узнали, что Вселенная, ее история и даже значения ее физических констант тесно связаны с возник­новением жизни на Земле, с нашим собственным существованием и с возможностью того, что подобные миры встречаются и в других местах. Это вселяет в нас надежду, что даже если ближайший очаг внеземной жизни находится очень далеко от нас или даже если мы совершенно одиноки, то все равно мы сможем до конца понять фе­номен жизни во Вселенной, а значит — понять себя.

Кислородно азотная атмосфера наи­более прозрачна для видимого света, и это весьма удачно, так как совпадает с максимумом в спектре излучения Солнца и позволяет большей части солнечных лучей проникать к поверхности Земли. Это как раз то излучение, которое использует фотосинтезирующая биота как источник энергии для фиксации углерода, и это как раз тот диапазон спектра, в котором видит подавляющая часть животных.

Долгое временя эволюцией и появлением новых видов управ­лял дарвиновский процесс — генетические изменения в результате мутаций и частичное сохранение потомства вследствие естествен­ного отбора. Принято считать, что отбор происходит путем про­стого «выживания самого приспособленного», но на самом деле критерий «приспособленности» не так прост. Выжившие виды и от­дельные особи приспосабливаются к своей индивидуальной среде. Во многих случаях это должны быть такие виды, которые могут взаимодействовать со средой для поддержания жизни, а не те, кото­рые эксплуатируют эту среду сверх нормы. Кроме простой борьбы за выживание эволюция идет за счет выгодного взаимодействия с дру­гими видами, например в разных симбиотических микробиологи­ческих матах, где питательные вещества переходят из одного слоя к другому, или в пищевых цепочках и экосистемах, сформирован­ных высшими организмами.

Эта борьба приводит к специализации и дифференциации борющихся групп и обеспечивает разнообразие новых видов. Усложнение экосистем, очевидно, создает все больше и больше ниш разнообразия, поддерживающих свое существова­ние более сложными и гибкими стратегиями, разнообразием видов и более сложными формами жизни.

Кроме того, на эволюцию видов сильное влияние оказывали как местные, так и глобальные явления. Долговременные геологические изменения, такие как перемещение континентов, изменяли климат на долгое время, и сама биосфера влияла на атмосферу. Совместно эти процессы приводили к долговременному изменению климата, когда ледниковые периоды перемежались периодами умеренной температуры. Крупнейшие естественные катастрофы, вызванные космическими столкновениями, неоднократно приводили к массо­вому вымиранию, уничтожавшему большую часть биосферы.

Эти случайные катастрофы часто становились причиной разрушения возникающих экосистем, уничтожая большую часть биоты и вычи­щая новое пространство для колонизации. В эти эпохи обновлен­ные условия увеличивали биологическое разнообразие и количе­ство новых экосистем, осуществляя поворот в эволюции биосферы. Но в промежутках между катастрофами биосфера обычно развива­лась устойчиво с мелкими изменениями и адаптацией. Палеонтолог Стивен Голд (1941-2002) называл такие смены спокойных и бурных фаз «перемежающимся равновесием».

На фоне этой бурной эволюции биосферы для развития разум­ного, технически оснащенного вида требуются довольно стабиль­ные условия. Из опыта Земли видно, что для создания технической культуры необходима суша. Первым шагом на пути технической эксплуатации природных источников энергии является эффектив­ное производство продуктов питания. С момента изобретения сель­скохозяйственной деятельности около ю ооо лет назад мы, к сча­стью, живем при стабильном климате, без ледниковых периодов.

Правда, эти благоприятные эпохи иногда прерыва­лись, когда парниковые газы исчезали из атмосферы и температура на миллионы лет опускалась ниже точки замерзания. В эти ледни­ковые периоды температура долго оставалась настолько низкой, что вся планета покрывалась льдом. И эта «Заснеженная Земля» могла бы остаться такой навечно, если бы теплые недра нашей планеты не испускали газ СОа в количестве, достаточном для восстановле­ния парникового эффекта, способного нагреть атмосферу. Мы уже говорили, что плотность воды, к счастью, больше плотности льда. Поэтому замерзает только поверхность океанов, и жизнь имеет воз­можность продолжаться подо льдом в жидкой воде, защищенная от замерзания и высыхания, как мы это видим в озерах Антарктиды. Наконец, горячее расплавленное внешнее ядро и твердое железное внутреннее ядро Земли обеспечили нас магнитным полем, защища­ющим все живое от вредного космического излучения, угрожающе­го слабым росткам жизни на любой планете.

Падение комет и астероидов в раннюю эпоху тоже способствова­ло тому, чтобы Земля стала обитаемой: они принесли с собой боль­шую часть той воды и газов, которыми мы сейчас пользуемся. Кроме того, чрезвычайно сильный удар по молодой планете на раннем эта­пе ее формирования наградил нас небесным спутником — Луной. Эти столкновения и сама Луна оказались для нас очень полезны­ми. Они наклонили земную ось так, что оба полушария — северное и южное — поочередно поворачиваются к Солнцу, вызывая смену сезонов и способствуя выравниванию температур в разных частях планеты.

>

Мощное столкновение определило вращение Земли. Рань­ше Земля вращалась еще быстрее, но постепенно она замедлилась до современного значения — один оборот за 24 часа, — создав нам суточный ритм смены дня и ночи. Присутствие Луны продолжает стабилизировать ось нашей планеты, поэтому общий климат не ме­няется случайным образом. Эти факторы, конечно, очень важны для условий жизни здесь, на Земле, но мы не знаем точно, насколь­ко решающим является наличие крупного спутника для зарожде­ния и длительного сохранения жизни. Не исключено, что это может ограничивать число пригодных для жизни мест даже среди планет, во всем остальном похожих на Землю.

Столкновения с кометами и астероидами имели как физиче­ские, так и биологические последствия. Они могли быть весьма благоприятными для жизни на молодой Земле, перенося семена жизни с одной планеты на другую в пределах внутренней области Солнечной системы (скажем, с Марса на Землю или наоборот). Они могли иметь большое значение и на более поздних этапах эволю­ции жизни, вызывая в биосфере неоднократные массовые вымира­ния и давая этим шанс для появления новых видов. Хотя это было катастрофой для вымерших видов (например, динозавров), оно оказывалось полезно для видов, получивших возможность разви­ваться (например, млекопитающих).

>

Но слишком частые столкно­вения с кометами могут сделать существование любого сложного вида черезчур кратковременным. Возможностью нашей спокойной эволюции и безопасного (до сих пор) существования на Земле мы во многом обязаны планетегиганту Юпитеру, сумевшему удалить большинство каменных тел, которые в эпоху молодости Солнечной системы являлись здесь частыми гостями. Столкновения с ними были как полезными, так и вредными; нам пока трудно оценить, ка­ков оказался результирующий эффект.

Наблюдения, доступные в ту эпоху, приводили к есте­ственному заключению, что Земля — центр Вселенной и что звезд­ное небо вместе с движущимися по нему Солнцем, Луной и плане­тами совершает один оборот вокруг Земли в сутки. Постепенно при­шло понимание, что небесные тела — это материальные объекты, возможно, созданные Богом, но сами они богами не являются. По­пытки понять законы их движения на небе привели к современной науке.

Несмотря на гипотезы древнегреческих философов, например Анаксагора, о том, что небесные тела состоят из тех же элементов, что и Земля, или Аристарха о том, что Земля обращается вокруг Солнца, представление о Земле как центре Вселенной сохранилось до эпохи Средневековья. Вселенную воспринимали как конечную, постижимую, ограниченного размера вращающуюся небесную сфе­ру. Движущей силой небесных объектов в этом совершенном и не­изменном мире считался Бог. Он же был и творцом всех живых су­ществ, среди которых человек считал себя венцом творения, наибо­лее совершенным из земным созданий, ибо был наделен разумом.

Эта великая концепция начала разрушаться, когда Коперник предложил свою гелиоцентрическую модель Вселенной, в кото­рой Земля оказалась лишь одной из планет, обращающихся во­круг Солнца. Осознание в XVII веке того факта, что звезды — это

Тоже небесные тела, такие же, как Солнце, но значительно более удаленные, полностью изменило представление о месте нашего Солнца и нас самих во Вселенной. Солнце стало всего лишь одной из множества звезд, одиноко совершающей свой бесконечный путь в пространстве. Начавшись с оценки расстояния от Земли до Солн­ца в 150 млн км и с выяснения того, что даже ближайшие звезды еще в 200 ооо раз дальше, измеренные расстояния до наблюдаемых объектов Вселенной продолжали возрастать и достигли невероят­ных значений.

В конце XIX и начале XX столетия астрономы выяснили, что Солнце — член огромной звездной системы, Галактики. В согла­сии с принципом Коперника Солнце оказалось вдалеке от центра Галактики. Развитие методов измерения расстояний за пределами нашей Галактики показало, что эта огромная система размером юо ооо световых лет всего лишь одна из многих ей подобных и что ближайшая такая галактика в Андромеде удалена более чем на 2 млн световых лет. В современной космологии принцип Коперни­ка стал всеобъемлющим: наше положение во Вселенной ни в каком смысле не считается особенным.

Кроме этой бесконечности в пространстве мы подробно описа­ли открытия, свидетельствующие об огромной продолжительности существования Вселенной и полностью перечеркивающие библей­ский возраст мира около бооо лет. Эволюция биосферы и отложе­ния геологических осадков огромной толщины требуют гораздо больших промежутков времени; а после открытия радиоактивно­го распада было надежно установлено, что Земля существует уже 4,6 млрд лет. Такой длительный промежуток времени сам по себе говорит о большом возрасте Вселенной. Однако «парадокс» темно­го ночного неба и открытие удаления галактик друг от друга указы­вают на то, что Вселенная не может быть бесконечной во времени или пространстве. Наконец, обнаружение остывшего космического фонового излучения заставило вернуться к основной идее многих мифов о творении, повествующих о рождении Вселенной. Однако это рождение отодвинулось на 14 млрд лет в прошлое.

Учитывая, что наблюдаемая Вселенная имеет размер миллиар­ды световых лет, что ее возраст составляет миллиарды лет и что она содержит сотни миллиардов галактик, во многих из которых сотни миллиардов звезд, мы ясно представляем себе ничтожность нашей роли в развитии этого огромного мира. Так что, на первый взгляд, может показаться, что человечество и даже вся жизнь на Земле ни­чего не значат для Вселенной.

Начав со старых представлений о божественном происхожде­нии жизни, которые оставляли без ответа многие вопросы, мы рас­сказали, как современные биологи представляют себе зарождение и эволюцию жизни в специфическом, но естественном процессе, происходившем здесь, на Земле. Мы описали современные взгля­ды на то, как в подходящих условиях жизнь могла самопроизвольно возникнуть благодаря химическим реакциям между некоторыми распространенными элементами и их соединениями. Пока мы не знаем точно, как это может происходить, и происходит ли это про­сто или требует особых условий. В любом случае, космос так велик и он имел столько времени для осуществления различных химиче­ских процессов в совершенно разных местах, что вполне возможно, что «химия жизни» зарождалась много раз в различных уголках Вселенной. Вполне вероятно, что если жизнь гделибо зародилась и условия долго оставались благоприятными, то эволюция смогла создать там сложные живые организмы

С другой стороны: тонко настроенная Вселенная с уникальной жизнью

Множество факторов определяют результат эволюции: мы не знаем, чрезвычайно ли сложен процесс зарождения жизни или же крайне редко встречаются необходимые для него условия. В зависи­мости от этих факторов мы либо можем быть рядовыми представи­телями огромного разнообразия биосфер на планетах, рассыпанных по Галактике и Вселенной, либо мы единственные и являемся уни­кальным продуктом космической химии. Поэтому, даже если мы знаем, что земная жизнь — малозаметный фактор в космическом масштабе, мы все еще не представляем себе роль и возможности жизни в целом.