Вселенная. Жизнь. Разум - Наука (И.С. Шкловский)

«Управляющая система» этой фабрики сосредоточена в одномерной структуре

ДНК, хранящей информацию, записанную на языке, состоящем из четырех букв
(оснований). Система осуществляет перевод этого языка на язык строящихся по ее

командам белков, состоящий из 20 букв (аминокислот).

К а к произошел к а ч е с т в е н н ы й скачок от неживого к живому, гипотеза

А. И. Опарина совершенно не объясняет. Только привлечение основных предста-
влений современной молекулярной биологии, а также кибернетики, может помочь
решению этой важнейшей, основной проблемы. Впрочем, пока не ясно, есть ли та-
кое решение вообще.

Итак, центральной проблемой происхождения жизни на Земле является рекон-

струкция эволюции механизма наследственности. Жизнь возникла только тогда,
когда начал действовать механизм репликации. Ведь любая сколь угодно сложная
комбинация аминокислот и других сложных органических соединений — это еще не
живой организм. Можно, конечно, предположить, что при каких-то исключительно
благоприятных обстоятельствах где-то на Земле возникла некая «праДНК», кото-
рая и послужила началом всему живому на Земле. Вряд ли, однако, это так, если

гипотетическая «праДНК» была вполне подобна современной. Дело в том, что со-
временная ДНК сама по себе совершенно беспомощна. Она может функциониро-
вать только при наличии белков-ферментов. Думать, что чисто случайно, путем
«перетряхивания» отдельных блоков — многоатомных молекул, могла возникнуть

такая сложнейшая машина, как «праДНК» и нужный для ее функционирования
комплекс белков-ферментов,—это значит верить в чудеса. Куда, например, более
вероятно предположить, что какая-нибудь мартышка, беспорядочно барабаня по
клавиатуре пишущей машинки, случайно напечатает 66-й сонет Шекспира... Выход
из этого затруднительного положения может состоять в том, что сам реплика-
ционный механизм за первые сотни миллионов лет развития «пражизни» претерпел
огромную эволюцию от простого к сложному. К сожалению, успехи в этой важ-
нейшей области пока незначительны.

Рич, однако, указал на значительное сходство строения молекул ДНК и РНК,

которые тем не менее выполняют в клетке совершенно различные функции. ДНК

является носителем генетической информации, РНК служит для превращения этой
информации в реальные молекулы белка, т. е. для непосредственного синтеза видо-
воспецифического белка.

Особого внимания заслуживает открытие у вируса табачной мозаики и у неко-

торых других вирусов не двух, а только одной нуклеиновой кислоты, более про-

стой.— РНК. Эта РНК оказалась способной осуществлять функции обеих нуклеи-

новых кислот — передачи наследственной информации и синтеза белка.

Можно допустить, что обе нуклеиновые кислоты произошли от одной общей

более примитивной молекулы. Усложняясь и специализируясь в процессе эволю-

ции, эта «прануклеиновая» кислота превратилась в функционально различные типы
молекул ДНК и РНК. Возможно, что этой первичной нуклеиновой кислотой могла

быть молекула, близкая к более простой РНК. Подобно РНК вируса табачной мо-
заики она обладала способностью к передаче наследственной информации и к син-
тезу белка. Возможно также, что вирусы, содержащие только одну РНК (филогене-
тически более раннее образование), следует рассматривать как современные моди-
фикации древней, примитивной формы жизни.

Все это может пролить некоторый свет на пути возникновения и развития

живых существ от более простых форм управления и примитивной жизни к более

сложным формам. Если небелковая («неживая») молекула РНК в подходящей
среде образует живые системы, то не на этом ли пути можно обнаружить
«мостик» между неживой и живой природой? Решающее слово в этом важней-
шем вопросе принадлежит различным будущим биохимическим и генетическим
исследованиям.

151

Для образовавшихся на планете первых примитивных организмов высокие

дозы жесткой радиации могут представлять смертельную опасность, так как мута-

ции будут происходить так быстро, что естественный отбор не поспеет за ними.

Мы уже упоминали в гл. 5, что примерно один раз в сотни миллионов лет

около Солнца вспыхивает сверхновая звезда, и в нашей планетной системе уровень
космических лучей увеличивается в десятки и сотни раз. Однако для сравнительно
короткоживущих примитивных жизненных форм такое увеличение уровня жесткой
радиации не представляет серьезной опасности. Кроме того, длительность перио-
дов повышенной интенсивности космических лучей сравнительно невелика (десятки
тысяч лет). Другим возможным источником губительной жесткой радиации мог
быть повышенный уровень радиоактивности на первобытной Земле. Однако рас-

четы показывают, что этот уровень вряд ли превышал современный более чем в 10
раз. Солнечное рентгеновское излучение в те времена, так же как и сейчас, не про-
никало через толщу атмосферы. И только один вид жесткой радиации имел высо-
кую интенсивность — ультрафиолетовое излучение Солнца в области длин волн
0,29 — 0,24 мкм, для которого первобытная атмосфера Земли, в отличие от совре-
менной, была прозрачной.

Так как Солнце в те времена излучало примерно так же, как и сейчас, мы мо-

жем оценить поток его излучения на Земле в указанной спектральной области.

Этот поток оказывается равным 5- 10

эрг/(см

-с), т. е. примерно в 300 раз меньше

полного потока солнечного излучения. Смертельная доза такой радиации для боль-
шинства современных микроорганизмов составляет 10

—10

эрг/см

. Радиационная

опасность отсутствует в том случае, когда за время жизни одного поколения
живых организмов доза радиации меньше приведенной величины. Имеются неко-
торые основания полагать, что время жизни первобытных примитивных организ-
мов было достаточно велико, например, несколько недель. Если считать, что для
них доза в 10

эрг/см- была опасной, то поток ультрафиолетовой радиации должен

быть не больше 10

- 3

зрг/(см

-с), т.е. в 5 млн раз меньше реального

потока солнечного излучения. Отсюда следует важный вывод, что первичные

живые организмы могли образоваться и развиваться только на достаточно боль-
шой глубине под водой. Слой воды в несколько десятков метров уменьшает поток
ультрафиолетового излучения в десятки миллионов раз и тем самым обеспечивает

необходимую для развития живых организмов «броню». Это является еще одним
важным аргументом в пользу утверждения, что жизнь на нашей планете возникла
и развивалась первоначально в воде, причем на достаточно большой глубине.

Мы остановились только на некоторых основных вопросах возникновения жиз-

ни на Земле и по аналогии — на других планетах. В этой проблеме еще очень много

неясного. Например, все белковые

соединения, входящие в состав жи-
вого вещества, имеют «левую
асимметрию». Что это означает?

Дело в том, что большое количе-
ство органических соединений мо-
жет существовать в двух формах.
Эти формы отличаются одна от
другой противоположной ориента-
цией отдельных группировок ато-

мов — некоторая группировка ато-
мов в одной форме являегся зер-
кальным изображением соответст-
вующей группировки в другой.

Когда происходит лаборатор-

ный синтез такого соединения,

всегда «правые» и «левые» формы присутствуют в одинаковом количестве,

так как «наращивание» молекул путем присоединения атомов и атомных
группировок происходит случайным образом. Почему же в «живых» органи-
ческих соединениях всегда присутствуют только «левые» формы?

Еще Пастер указал, что «асимметричный синтез» может происходить при на-

личии какого-нибудь природного асимметричного фактора. И действительно, если

в лабораторных условиях синтезировать некоторые органические соединения под
воздействием поляризованного по кругу света, то в зависимости от направления
вращения светового вектора получаются преимущественно «правые» или «левые»

формы синтезируемых веществ. К сожалению, таким способом трудно объяснить

асимметрию «живых» молекул, так как в солнечном излучении отсутствует сколь-
ко-нибудь значительная составляющая, поляризованная по кругу. Впрочем, нельзя
исключать того, что после прохождения значительной толщи первобытного океана,
вода которого, быть может, обладала соответствующими оптическими свойствами,
такая составляющая и возникала. Этот вопрос требует специального исследования.

Другой возможный путь асимметричного синтеза был указан Берналом. При

синтезе некоторых органических веществ на поверхности оптически активных кри-
сталлов (например, кварца) могут возникать формы определенной симметрии. Сле-

дует, однако, отметить, что в природе распространены как «правые», так и «левые»
кристаллы. Поэтому не совсем ясно, каким образом в живом веществе молекулы
имеют асимметрию только одного знака и вряд ли асимметричный синтез в есте-

ственных условиях первобытной Земли мог происходить таким способом. Так или

иначе, вопрос о причине асимметрии живой субстанции пока остается открытым.

Заслуживает внимания еще такой вопрос: почему жизнь на Земле не возникает

из неживого вещества в настоящее время? И вообще — жизнь на Земле возникла

однократно или многократно? Против возможностей повторного зарождения жиз-
ни на нашей планете из неживой субстанции можно выдвинуть такой серьезный ар-
гумент: ранее возникшая жизнь не даст возможность новому зарождению жизни.
Микроорганизмы и вирусы буквально съедят уже первые ростки новой жизни. Дру-
гим аргументом против «повторного» зарождения жизни является ничтожно малая
вероятность этою процесса. Ведь нельзя исключить возможность того, что жизнь
на Земле возникла случайно (см. ниже).

Существует еще одно обстоятельство, на которое, может быть, стоит обратить

внимание. Хорошо известно, что все «живые» белки состоят из 20 аминокислот,
между тем как всего аминокислот известно свыше 100. Не совсем понятно, чем от-
личаются эти 20 аминокислот от остальных своих «собратьев»*). Нет ли какой-то
глубокой связи между происхождением жизни и этим удивительным явлением? Мы
еще раз должны подчеркнуть, что центральная проблема возникновения жизни на
Земле — объяснение качественного скачка от «неживого» к «живому» — все еще да-

лека от ясности. Недаром один из основоположников современной молекулярной
биологии проф. Крик на Бюраканском симпозиуме в сентябре 1971 г. сказал: «Мы

не видим пути от первичного бульона до естественного отбора. Можно прийти

к выводу, что происхождение жизни — чудо, но это свидетельствует только о на-

шем незнании».

Все же не будем отчаиваться — и эта твердыня непознанного будет взята; по-

рукой этому является гигантский прогресс современной молекулярной биологии.

*) Впрочем, некоторые количества других аминокислот имеются у низших организмов.

Следует, однако, заметить, что у этих организмов ДНК отличаются от обычных.

14. От сине-зеленых водорослей до человека

Выше мы уже говорили, что жизнь на Земле возникла еще тогда, когда ее воз-

раст исчислялся всего лишь сотнями миллионов лет. Носителями жизни в ту отда-
ленную эпоху были одноклеточные, лишенные клеточных ядер организмы -
бактерии и сине-зеленые водоросли. Первые клетки с ядрами появились око-
ло 3,5 миллиардов лет тому назад (ср. «Космический календарь» — см. с. 278). По-
требовалась половина времени эволюции Земли, чтобы это произошло — хорошая

иллюстрация медленности процесса эволюции жизни на Земле. Примерно к этому

же времени относится и появление многоклеточных организмов, по-видимому, воз-

никших из колоний одноклеточных с прогрессивно дифференцирующимися функ-
циями клеток. С этого времени дальнейшая эволюция характеризовалась

огромным многообразием форм.

Существующая периодизация развития жизни на Земле дана в табл. 7, где ука-

заны также эпохи начала соответствующих периодов.

Т а б л и ц а 7

Эра

Кайнозойская

Мезозойская

Палеозойская

Протерозойская

Архейская

Период

Четвертичный

Третичный

Меловой

Юрский

Триасовый

Пермский

Каменноугольный

Девонский

Силурийский

Кембрийский

Верхний протерозой

Нижний протерозой

Возраст (начало

периода) 10

лет

140

190

225

250

280

350

400

550

1600

2600

4000

В протерозойскую эпоху жизнь на Земле начала становиться космическим фак-

тором. К этому времени относится начало формирования биосферы Земли, пол-
ностью преобразившей наружные слои поверхности нашей планеты и ее атмосферу.
Жизнедеятельность организмов привела к накоплению в атмосфере Земли свобод-
ного кислорода (фотосинтез!) и извлечению из нее углекислоты. До этого орга-

низмы развивались в лишенной кислорода среде. Фотосинтез начался около 3,5

миллиарда лет назад.

Первоначально жизнь на Земле развивалась только в ее гидросфере. Выход

жизни на сушу — важнейший этап в ее развитии. Это произошло в Кембрийском
периоде около 500 миллионов лет назад, когда возраст Земли был только на 10%
меньше нынешнего! До чего же медленно шла эволюция жизни на Земле! Могучей
движущей силой этой эволюции был дарвиновский естественный отбор, сочетаю-
щийся со способностью организмов к мутациям. В свою очередь отбор определял-
ся ограниченностью ресурсов сформировавшейся и развивавшейся биосферы, про-
тиводействующей чудовищной потенциальной способности жизни к неограничен-
ной экспансии. Жесткий естественный отбор невероятно развивал способность'

видов к адаптации в условиях изменяющейся окружающей среды. Например, обу-

словленное жизнедеятельностью организмов изменение состава атмосферы в сто-
рону насыщения ее кислородом оказалось гибельным для большинства анаэробных
форм. Ведь свободный кислород с его огромной химической активностью — смер-

154

тельный яд для таких организмов. И только немногие формы смогли не только
приспособиться к изменившимся атмосферным условиям, но и использовать их для
своего дальнейшего развития. Так жизнь стала «аэробной».

Бурное развитие жизни началось в палеозойскую эру. Мы уже упоминали, что

в Кембрийский период началась колонизация суши. По-видимому, это происходи-
ло в мелководных лагунах, где на окаймляющей их прибрежной кромке появились
пленки водорослей. В этот период море кишело уже довольно высокоорганизо-
ванными животными — трилобитами, которых насчитывалось свыше тысячи видов.
Это были предки нынешних членистоногих. У трилобитов уже развился орган зре-
ния. Отдельные особи достигали размеров порядка метра. Наряду с трилобитами
(ныне полностью вымершими) кембрийские моря кишели иглокожими, моллюска-

ми и плеченогими. Появились первые раковины.

В силурийском периоде растения покоряют сушу. Этот процесс получил осо-

бенное развитие в Девоне. Растительный мир обогатился папоротниками, хвоща-
ми. В морях появились первые рыбы. Первые животные вышли на сушу. В следую-

щем каменноугольном периоде произошел небывалый расцвет растительного
Царства, чему, возможно, способствовала увеличившаяся вулканическая активность
Земли, сопровождающаяся значительным выделением углекислоты. Это было цар-
ство амфибий, уже освоивших размножение на суше. В это же время появились
первые пресмыкающиеся. Воздух, наполнился летающими насекомыми.. После

пермского периода, сопровождавшегося значительными климатическими измене-

ниями и обусловленными ими значительными изменениями растительного и жи-
вотного мира, наступила мезозойская эра. Это было царство рептилий, достигших
небывалого разнообразия форм. Но уже в начале мезозоя появились первые млеко-
питающие. Катастрофически быстрое повсеместное вымирание динозавров уже дав-

но привлекает к себе всеобщее внимание. Было выдвинуто много гипотез, объяс-

няющих причину этой настоящей катастрофы, постигшей жизнь на Земле (см. с. 75

и конец этой главы).

Наступившая новая кайнозойская эра ознаменовалась очередной перестройкой

биосферы. Строение земной поверхности приблизилось к современному. Наступило
царство млекопитающих. И вот пришла эра человека. Это случилось, по-видимо-
му, около 15 миллионов лет назад, когда появился наш самый отдаленный пре-
док - полуобезьяна — получеловек рамапитек, ископаемые остатки которого об-

наружены в Индии. Время появления человека 2,7 млн лет назад получается на
основании расчетов скорости изменений в генной структуре человека.

Поражает чудовищное богатство процесса видообразования в течение эволю-

ции жизни на Земле. Создается впечатление о какой-то фантастической расточи-
тельности и даже «избыточности» формообразования в живой природе. В самом
деле, оценки палеонтологов приводят к значению ~500 миллионов видов, суще-
ствовавших за все время эволюции жизни на Земле! Заметим, что в настоящее вре-
мя насчитывается около 2 миллионов видов (из которых ~75% — насекомые). Лю-
бопытно, что число видов современных млекопитающих достигает 3500, из

которых 2500 видов грызунов.

Как уже неоднократно подчеркивалось, развитие жизни на Земле привело к ко-

ренной перестройке поверхностных слоев земли и ее атмосферы. В этой связи лю-

бопытно привести данные о суммарной массе живого вещества на Земле. Соот-
ветствующие данные, полученные по оценке советских авторов, приведены

в табл. 8 (с. 156).

Из этой таблицы видно, что основная масса живого вещества сосредоточена

в зеленых растениях. Обращает на себя внимание относительная бедность мирово-
го океана живым веществом. Любопытно еще отметить, что суммарная масса все-
го живущего человечества около 100 миллионов тонн — величина не "такая уже

малая!

•155

Т а б л и ц а 8

Миллиарды

тонн

Проценты

Континенты

расте-

ния

2400

99,2

живот-

ные

+ мик-

роорга-

низмы

0,8

итого

2420

100

Океан

расте-

ния

0,2

6,3

живот-

ные +

мик-

роорга-

низмы

93,7

итого

3,2

100

В нашу задачу, конечно, не может входить сколько-нибудь подробное описание

эволюции жизни на Земле и связанная с этим эволюция биосферы. Это отдельная

и большая тема *). Но мы должны обратить внимание на то, что эта эволюция

представляет собой неразрывную последовательность процессов, причем каждый
элемент этой последовательности реализовывался путем огромного количества

случайных событий. В процессе этой эволюции природа как бы «пробовала» очень

много вариантов, из которых большинство приводило к тупикам. Но подобно то-
му, как ручеек воды причудливо прокладывает свое русло через пересеченную мест-
ность, общее направление эволюции от примитивных сине-зеленых водорослей
к человеку прослеживается вполне уверенно. В этом общем направлении ни одно из
звеньев эволюционного процесса не может быть выброшено.

Рассмотрим в виде примера пресмыкающихся, которые стали бурно размно-

жаться на с у ш е в середине каменноугольного периода. Это им принадлежит ве-

ликое «изобретение» — откладывание заключенных в плотную скорлупу яиц, из ко-
торых вылуплялось потомство. Один знаток рептилий в этой связи очень точно
заметил: «... уже в первом яйце, отложенном первой рептилией на суше, заключа-
лось и пение птиц, и человеческая мысль»**). И мы имеем все основания сказать,
что отдаленными предками человека являются рептилии. Ну, а что было бы, если

бы не случилось великое вымирание динозавров в конце мелового периода, выми-

рание, обусловленное какой-то случайной, скорее всего,— космической причиной?
Совершенно очевидно, что эволюция жизни на Земле пошла бы как-то иначе. Во
всяком случае млекопитающие йе получили бы такого фантастического развития,

тсак это случилось после освобождения ниш биосферы, до этого занятых рептилия-

ми. И очень могло быть, что их эволюция зашла бы в тупик.

Мы неоднократно подчеркивали, что движущей силой эволюции жизни на Зе-

мле является дарвиновский естественный отбор в комбинации с непрерывно проис-
ходящими мутациями. Но является ли это единственным фактором эволюции? До

сих пор этот вопрос служит предметом оживленных и даже ожесточенных дискус-

сий в эволюционной биологии. Среди накопившегося огромного количества фактов
о развитии жизни на Земле есть и такие, которые явно противоречат концепции
естественного отбора, во всяком случае, в его упрощенной форме, к сожалению,
весьма распространенной у биологов. Известны, например, опыты, когда группе
крыс предоставляли неограниченные возможности питания. Сперва они быстро
размножались, но потом без всякой видимой причины размножение прекратилось
и крысы стали вырождаться. Похоже на то, что им как-то вдруг стало «скучно

жить». А всем известные эпидемии массовых самоубийств мелких грызунов лем-
мингов — как их уложить в простую схему естественного отбора?

Не все благополучно и во взаимоотношениях эмбриологии с эволюционной

теорией. Почему, например, у некоторых зародышей на какой-то стадии их разви-
тия появляются признаки, соответствующие эволюционно более п о з д н и м ста-

*) См., например, очень содержательную и интересную книгу К а м ш и л о в М. М. Эво-

люция биосферы. — М.: Наука, 1979.

**) См. К а р р А. Рептилии.-М.: Мир, 1975.

156

дням развития? Этот список недоразумений можно было бы приумножить. Со-

здается впечатление, что наряду с естественным отбором в эволюции жизни на
Земле действуют еще какие-то факторы, роль которых пока еще окончательно не

выяснена. Или, во всяком случае, естественный отбор есть процесс неизмеримо бо-
лее сложный, чем это обычно полагают.

Все это еще более усложняет и без того невероятно сложный процесс эволю-

ции жизни и делает его еще более неповторимым, и, если можно так выразиться,

«капризным». Если даже где-то на какой-нибудь подходящей планете и возникла

когда-то жизнь, ее развитие, обусловленное чудовищно длинной цепью д р у г и х
случайных обстоятельств, практически н и к о г д а не повторит развитие жизни на

Земле. Не может быть и речи о «тиражировании» эволюции жизни во Вселенной*).
Вероятность такого «тиражирования» неизмеримо меньше, чем выигрыш автомо-
биля в спортлото. Ситуацию совершенно не меняет то обстоятельство, что очагов
жизни во Вселенной может быть очень много. Например, в Галактике число таких
очагов может быть ~ 10

, если сделать «сверх-оптимистическое» предположение,

что почти на каждой планете о б я з а т е л ь н о возникает жизнь. Дело в том, что
вероятность реализации той же самой последовательности случайных событий, ко-
торая на Земле привела к появлению человека, невообразимо меньше, чем 10"

Единственное, что мы можем сказать,— это то, что однажды возникшая жизнь

будет эволюционировать в сторону усложнения и повышения ее адаптации к ме-
няющимся условиям внешней среды. Однако никаких более конкретных соображе-
ний о характере, этапах и конечных результатах такой эволюции сказать нельзя.

Остановимся, наконец, на некоторых моментах, связанных с заключительным

этапом эволюции жизни на Земле, который привел к появлению человека — носите-
ля р а з у м н о й ж и з н и . Несомненно, что возникновение разумной жизни озна-
меновало собой новый важный этап в развитии материи во Вселенной (неживая ма-

терия — жизнь — разумная жизнь). Современная палеонтология прослеживает отда-
ленных предков человека до полуобезьян рамапитека и кениатека (15 миллионов
лет). Заметим, что по мере развития палеонтологии эпоха существования предков
человека все более отодвигается назад. Давно ли было время, когда древнейшим
предком человека считали питекантропа, возраст которого всего лишь порядка со-
тни тысяч лет? Как же произошло выделение человека как ветви от ствола прима-

тов? Когда и при каких обстоятельствах?

Конечно, огромную и даже решающую роль в этом процессе сыграл труд. Но

все же — почему был выделен один (а может быть, и не один) вид приматов? По
какому признаку и по каким причинам? На этой самой ранней заре развития труд,
рассматриваемый как сознательная коллективная деятельность, еще не мог играть
своей решающей роли. Имеется множество гипотез, пытающихся объяснить, чем
же отличались эти первые обезьяны, через миллионы лет превратившиеся в людей,
от своих четвероруких сородичей. Автор этой книги, например, несколько лет на-
зад с удивлением узнал, что причиной могли быть... паразиты, одолевавшие некий
вид обезьян. Последние вынуждены были много чесаться, что сперва освободило,

а потом и развило их передние конечности. И пусть читатель не подумает, что это
какая-то шутка или мистификация — речь идет об оригинальной гипотезе, во вся-
ком случае не худшей, чем другие. Очень может быть, что в становлении человека
не малую, а может быть, и решающую роль сыграл его величество случай.

Думать, что возникновение мыслящих существ есть фатально неизбежный за-

ключительный этап эволюции жизни на Земле — значит, стоять на чисто идеалисти-

ческих позициях. Ибо это означало бы веру, что вся Вселенная имела конечной
целью своего развития появление мыслящих существ. Но Вселенная существует
о б ъ е к т и в н о , вне сознания и воли человека. Вспомним пушкинское: «... и р а в -

*) Очень удачный термин «тиражирование» предложен Я. И. Фурманом.

157

но душная природа...». Александр Сергеевич хорошо понимал то, что не могут

или не желают понять некоторые не в меру оптимистически настроенные адепты

повсеместной распространенности разумной жизни во Вселенной. Вывод из приве-

денных выше рассуждений прост, хотя, может быть, и печален: совершенно необя-

зательно, чтобы однажды возникшая на какой-нибудь планете жизнь на некотором
этапе своей эволюции с т а л а р а з у м н о й . На Земле это случилось по каким-то
пока неясным, скорее всего, случайным (как и все в конкретном процессе эволюции
жизни) причинам после четырех миллиардов лет развития. И мы не можем сделать
оценку вероятности того, что однажды возникшая на какой-то планете жизнь ког-
да-нибудь станет разумной. Очень может быть, что эта вероятность исчезающе

мала.

Не следует забывать, что разум человека обладает огромной и з б ы т о ч -

н о с т ь ю . Это означает, что для сохранения вида и для обеспечения своего суще-

ствования в конкретной борьбе с другими животными более чем достаточно ра-
зума неандертальца, не говоря уже о кроманьонце. И невольно вспоминается

чудовищно гипертрофированные защитные средства гигантских хищных рептилий
мезозоя. Эти средства были неправдоподобно избыточны. Природа эволюционно-
го процесса приводит иногда к большой расточительности. И все же может стать-
ся, что мозг человека, рога трицератопса и резцы саблезубого тигра имеют одина-
ковую эволюционную природу...

Так или иначе, но развив свой мозг, человек скачком вышел из равновесия

с окружающей средой-биосферой, которая сформировалась за несколько миллиар-
дов лет и частью которой он являлся. Этому процессу особенно способствовало
наступление технологической эры, происшедшее всего каких-то 350 лет назад. За
этот ничтожный срок развитие человечества приняло подлинно взрывной характер.
Об этом речь будет идти в следующей части нашей книги. Сейчас мы только под-
черкнем, что в итоге этого взрывного процесса человек стал реальной угрозой
самому существованию биосферы. Его неконтролируемая деятельность уже приве-
ла к ряду необратимых последствий в экологии. Например, практически исчезли
крупные хищники, радикально изменились условия взаимосвязи между различными
экологическими нишами, наконец, человечество стоит перед реальной угрозой
ядерного самоуничтожения. Под угрозу поставлены атмосфера и гидросфера Зе-
мли! И только вера в то, что человек есть действительно р а з у м н о е существо,
позволяет нам надеяться, что при лучшей организации общества человечество при-

дет в уже новое состояние равновесия с окружающей средой.

Мы невольно отвлеклись от нашей темы, но, как говорится, «у кого что бо-

лит». Заметим только в заключение, что возникновение современной технологиче-

ской эры вряд ли было фатально неизбежным. Ведь существовали же тысячелетия
высококультурные народы (например, майя) без современной технологии. Все дело,
по-видимому, в идеологии и философии, которые исповедует данное общество. Но

это уже другой вопрос.

<> Вернемся еще раз к проблеме катастрофического вымирания видов. Оказа-

лось, что эпоха гибели динозавров была не единственной катастрофой такого типа.

Работы по статистическому анализу палеонтологических данных, относящихся
к морским животным, показали, что в течение последних 250 млн лет подобные со-
бытия повторялись многократно и, что самое любопытное, периодически, с интер-
валом около 26 млн лет. Последнее такое событие произошло около 13,5 млн лет
назад. Эпоха вымирания динозавров (65 млн лет назад) четко совпадает с одним из
пиков, причем с наиболее мощным.

Геологические отложения, относящиеся к этой эпохе, замечательны тем, что

они сильно обогащены иридием. Его содержание в тысячу раз больше нормы. При

этом обогащенный слой очень тонкий — всего около 1 см. Было выдвинуто предпо-
ложение, что иридий попал на Землю в результате падения астероида диаметром

158

в несколько километров. Мощность взрыва, имевшего место при падении, оцени-
вается в 10

мегатонн. Он должен был сопровождаться сильным запылением ат-

мосферы, понижением средней температуры на несколько десятков Кельвинов, ура-
ганными ветрами, всем, что предсказывается в хорошо известных прогнозах
последствий глобальной ядерной войны. Однако столкновение с астероидом — дело

случайное, откуда же периодичность? Остроумная гипотеза была выдвинута амери-
канскими учеными Мюллером, Дэвисом и Хатом. Они предположили, что Солнце

является двойной звездой. Его компаньон — холодная невидимая звезда с массой
примерно в десять раз меньше солнечной, движется по эллиптической орбите,
причем наибольшее удаление от Солнца составляет 150000 а. е., а наименьшее —
около 30000 а. е. Период обращения этой гипотетической звезды-спутника, полу-
чившей звучное имя «Немезида» (древнегреческая богиня возмездия), составляет 26

млн лег. В эпоху максимального сближения с Солнцем Немезида вторгается
в облако Оорта — самую внешнюю часть Солнечной системы, в которой медленно
(со скоростями всего лишь около 1 см/с) ползут по круговым орбитам миллионы ко-
мет. В спокойное время, когда Немезида находится далеко, лишь редкие случайные
возмущения вырывают из облака Оорта отдельные кометы, посылают их в сторону

Солнца, и они становятся наблюдаемыми. Однако, когда возвращается Немезида,
облако Оорта приходит в состояние, можно сказать, дикого бешенства. Кометы

его покидают в огромном числе, и тысячи их устремляются к Солнцу. Некоторое
количество кометных ядер (а это тело размером в несколько километров, отличаю-

щееся от астероидов главным образом присутствием большого количества льда)
падает на Землю в эти эпохи и вызывает катастрофические изменения климата, вы-
мирание обширных групп живых организмов.

Серьезным аргументом в пользу гипотезы о Немезиде могла бы быть стати-

стика времен образования астроблем — геологических форм, представляющих со-
бой остатки древних кратеров, возникших при падении крупных космических тел,
таких как астероиды или кометные ядра. Однако количество известных образова-
ний такого рода мало — менее 100. и хотя период получается близкий (около

'8 млн лет), нет убедительного совпадения по фазе. Мощный иридиевый слой

найден только один, хотя имеются указания и на существование других.

Ясно, что периодичность в вымирании видов исключает гипотезу о вспышках

сверхновых как о главной причине явления, хотя они тем не менее могли играть
роль в биологической эволюции. Гипотеза о Немезиде является не единственно
возможным объяснением периодического характера вымирания. Рампино и Сло-
терс (США) обратили внимание на то, что Солнце совершает осцилляции относи-
тельно плоскости Галактики с периодом около 30 млн лет. При прохождении че-

рез галактическую плоскость возможна в принципе встреча с мощными облаками
межзвездной пыли, достаточно плотными, чтобы заметно уменьшить солнечную
энергию, достигающую земной поверхности.

Очевидно, что самым лучшим аргументом в пользу гипотезы о Немезиде бы-

ло бы прямое наблюдение. Надо искать холодную звезду с малой светимостью

и необычно большим собственным движением. Дело это трудное, но не безнадеж-
ное, и в случае успеха оно приведет к одному из величайших открытий за всю ис-
торию пауки, сравнимому разве что с созданием системы Коперника <>.

75. «Есть ли жизнь на Земле?»

Волнующий вопрос о жизни на других планетах занимает умы астрономов (и

не только астрономов) вот уже несколько столетий. Возможность самого существо-

вания планетных систем у других звезд только сейчас, как мы видели в гл. 9, стано-
вится предметом серьезных научных исследований. Раньше же вопрос о жизни на
других планетах был областью чисто умозрительных заключений. Между тем
Марс, Венера и другие планеты Солнечной системы уже давно были известны как
несамосветящиеся твердые небесные тела, окруженные атмосферами. Давно стало
ясно, что в общих чертах они напоминают Землю, а если так, почему бы на них не
быть жизни, даже высокоорганизованной и, кто знает, разумной?

Однако существует большая дистанция между догадками и реальным знанием.

Нет сейчас смысла останавливаться на огромном количестве гипотез и литера-
турных произведений, посвященных этой увлекательной проблеме. Наша задача -
попытаться кратко изложить ее современное состояние.

Вполне естественно считать, что физические условия, господствовавшие на

«только что» образовавшихся из первоначальной газопылевой среды планетах зем-
ной группы (в эту группу, как известно, входят Меркурий, Венера, Земля и Марс),
были очень сходными, в частности их первоначальные атмосферы были одинаковы,
Поэтому, вообще говоря, можно ожидать, что условия для возникновения живой

материи на этих планетах были если не одинаковыми, то похожими.

В предыдущей главе мы определили живую материю как сложный молеку-

лярный агрегат, способный к «печатанию» себе подобных систем и подверженный
мутациям. Безусловно, такой агрегат мог возникнуть на основе определенных хи-
мических реакций, протекающих в определенных условиях. Поэтому проблема воз-
никновения жизни есть в значительной степени проблема химическая.

Основными атомами, входящими в состав тех молекулярных комплексов, щ

которых образовалось живое вещество, являются водород, кислород, азот и угле-

род. Роль последнего особенно важна. Углерод — четырехвалентный элемент, спо-
собный образовьшать с другими атомами кратные связи и соединяться одинаково лег-

ко с водородом и кислородом. Поэтому только углеродистые соединения приводят it
образованию длинных молекулярных цепей с богатыми и изменчивыми боковы-
ми ответвлениями. Именно к такому типу принадлежат различные белковые

молекулы.

В популярной литературе часто приходится читать, что на других планетах

жизнь может возникнуть не обязательно на углеродной основе. «Заменителем»

углерода обычно называют кремний. Кремний довольно обилен в космосе. В ат-
мосферах звезд и туманностях его содержание (по числу атомов) всего лишь в 5-6
раз меньше, чем углерода, т. е. достаточно велико. Вряд ли, однако, кремний мо-
жет играть роль «краеугольного камня» жизни. По некоторым причинам его соеди-

нения не могут обеспечить такой богатый «ассортимент» боковых ответвлений
в сложных молекулярных цепочках, как у углеродных соединений. Между тем бо-

гатство и сложность таких боковых ответвлений именно и обеспечивают огромное

разнообразие свойств белковых соединений, а также исключительную «инфор-
мативность» ДНК, что совершенно необходимо для возникновения и развития
жизни.

Как мы видели в предыдущей главе, важнейшим условием для возникновения

и развития жизни на планете является наличие на ее поверхности достаточно боль-

шого количества жидкой среды. В такой среде находятся в растворенном состоянии
органические соединения и могут создаваться благоприятные условия для синтеза
на их основе сложных молекулярных комплексов. Кроме того, жидкая среда необ-
ходима только что возникшим примитивным живым организмам для защиты от

160

губительных ультрафиолетовых лу-
чей, которые в те времена могли сво-
бодно проникать до поверхности не-
давно сформировавшейся планеты.

Из самых общих соображений

следует ожидать, что такой жидкой
оболочкой может быть только вода
и жидкий аммиак. Образование по-
следнего требует сравнительно низкой

температуры поверхности планеты.
Вообще значение температуры перво-
начальной планеты для возникнове-

ния на ней жизни весьма велико. Если
температура достаточно высока, на-
пример выше 100°С, а давление ат-
мосферы не очень велико, на ее по-
верхности не может образоваться вод-

ная оболочка, не говоря уже об
аммиачной. В таких условиях говорить
о возможности возникновения жизни
на планете, конечно, не приходится.

Исходя из сказанного, мы мо-

жем ожидать, что условия для воз-
никновения в отдаленном прошлом
жизни на Марсе и Венере могли быть,

вообще говоря, благоприятными.
Вряд ли они были благоприятными на
Меркурии, так как его температура от-
носительно высока, а масса мала, что

способствует быстрой диссипации га-
зов, и прежде всего водорода,. необ-
ходимых для возникновения на его
поверхности водной оболочки. На
рис. 56 приведена фотография Мер-

курия, полученная с расстояния
200000 км с борта американской ав-
томатической межпланетной станции
«Маринер-10». Поражает сходство
рельефа поверхности Меркурия и Лу-
ны. Жидкой оболочкой на Венере и
Марсе могла быть только вода, а
не аммиак, что следует из анализа
физических условий на этих планетах
в эпоху их формирования. Но воз-

можность еще не означает действительность. Вопрос о том, есть ли (или оы-

ла) жизнь на Марсе и Венере, должен быть, прежде всего, решен астрономи-

ческими наблюдениями и исследованиями при помощи космических аппаратов.

Очень трудно получить путем астрономических наблюдений явные указания на

наличие жизни на той или другой планете. Не следует забывать, что даже в самые
хорошие телескопы при наиболее благоприятных условиях минимальные размеры
деталей, еще различимых на поверхности Марса, равны 100 км.

Земная атмосфера, вернее ее неспокойствие, является основной помехой, не по-

зволяющей наблюдать на поверхностях планет детали меньших размеров. Кореи-

ное изменение этой ситуации произошло только после того, как американская ав-

томатическая станция «Маринер-4» получила первые фотографии поверхности

Марса с близкого расстояния (см. гл. 16).

Чтобы положение, в котором находятся астрономы, стало более понятным,

вообразим себе оснащенную самыми Лучшими современными астрономическими
инструментами большую обсерваторию, расположенную на Марсе. Могут ли во-

ображаемые марсианские астрономы, работающие на этой первоклассной обсерва-
тории, доказать наличие жизни на Земле? С марсианского небосклона Земля каза-
лась бы им очень яркой звездой, лишь немного уступающей по блеску Венере,
наблюдаемой с Земли. Подобно Венере, она наблюдалась бы в разных фазах. Так
как Земля более удалена от Солнца, чем Венера, условия ее наблюдений с Марса

были бы более благоприятны, чем условия наблюдений Венеры с Земли. И все же

воображаемым марсианским астрономам было бы очень трудно установить факт
наличия на Земле жизни.

Несомненно, они наблюдали бы сезонные изменения цветов отдельных боль-

ших пространств на Земле, например массивов наших пахотных земель и лесистых
стран умеренного пояса. Марсианские теоретики, однако, наверняка, придумали бы
ряд гипотез, объясняющих такие изменения, и среди них была бы гипотеза о воз-
можности жизни на Земле... Вряд ли они пришли бы на основе только таких на-
блюдений к выводу о наличии жизни на нашей планете, тем более — разумной
жизни.

Регулярно наблюдая Землю в течение нескольких десятилетий, они несомненно

заметили бы большие изменения на ее поверхности. Например, систематическое ис-

требление лесов вряд ли осталось бы незамеченным. Однако определенных выво-
дов они не смогли бы сделать. Ведь и на Марсе мы наблюдаем систематические

и довольно большие изменения. Например, с поверхности этой планеты почти со-
всем исчезло известное образование, называемое Озером Солнца. Знаменитый
Скиапарелли, открывший пресловутые «каналы Марса», наблюдал Озеро Солнца

как резкое пятно почти круглой формы, однако через 3—4 десятилетия вместо рез-
кого пятна можно было наблюдать довольно вытянутую группу темных пятен.

Имеются и многочисленные свидетельства других изменений на поверхности крас-
ной планеты. Сами по себе такие изменения весьма интересны, но служить неопро-
вержимыми доказательствами наличия жизни на планете они, конечно, не могут.
Заметим, кстати, что на поверхности Луны, почти наверняка лишенной жизни, на-

блюдался ряд изменений, впрочем, значительно меньшего масштаба.

Можно ли с нашей воображаемой марсианской обсерватории наблюдать следы

человеческой деятельности, например всякого рода искусственные сооружения - го-
рода, водоемы, плотины? Вряд ли, если учесть, что разрешающая способность те-

лескопов такова, что деталей размерами меньше 100 км обнаружить нельзя. Ведь

размеры искусственных сооружений меньше. Ночное освещение земных городов-ги-
гантов: Нью-Йорка, Москвы, Токио, Парижа, Лондона, Чикаго — на пределе чув-

ствительности аппаратуры, по-видимому, можно было бы обнаружить. Предста-

вим себе, что городская освещенность в 10 раз больше, чем от полной Луны,

причем такая освещенность имеет место в области размером в 10 км. Тогда мар-

сианские астрономы на темной стороне Земли (напомним еще раз, что Земля
с Марса, подобно Луне с Земли, наблюдалась бы в разных фазах) могли бы на-

блюдать звездочку 16-й величины. Однако вследствие рассеяния света от освещен-
ной Солнцем части Земли вряд ли они смогли бы ее обнаружить.

Карл Саган подверг более подробному рассмотрению вопрос о возможности

наблюдать из космоса следы человеческой деятельности на Земле. Земля много-
кратно фотографировалась из ближнего космического пространства с помощью
фотографических камер, установленных на американских и советских спутниках.
Например, специальная программа такого рода была выполнена на серии амери-

162

канских метеорологических спутников «Тирос» и «Нимбус». Для своего анализа

американский ученый использовал результаты этих исследований. Иногда на таких

фотографиях причудливые сочетания облаков (которыми покрыта большая часть
Земли) создают иллюзию искусственных сооружений (рис. 57). Через разрывы
облаков иногда удается наблюдать значительные участки суши. Например, на

рис. 58 через такой большой разрыв виден восточный угол США, а на рис.
59 —южная оконечность Индостана и остров Цейлон. Куски суши, полученные на
этих фотографиях, принадлежат к числу наиболее густо населенных областей зем-
ного шара, а на рис. 58 видна одна из наиболее развитых в технологическом отно-
шении стран. И все же никаких следов деятельности человека, даже при самом

тщательном анализе таких фотографий, обнаружить не удается. Заметим, что на
этих фотографиях разрешаются детали в несколько километров.

Из сотен тысяч таких фотографий, полученных на спутниках серии «Тирос»

с разрешением около 1 км, только одна выдает присутствие жизни на Земле
(рис. 60). На этой фотографии виден кусок Канадской территории в штате Онта-
рио. В нижнем левом углу снимка отчетливо видна система широких парал-

лельных полос. Это следы лесозаготовок, запорошенные снегом, что увеличило
контраст фотографии. Но разве эта совершенно уникальная (одна из сотен тысяч!)
фотография могла дать повод для радикального вывода о жизни на Земле! Ведь

марсианские астрономы легко могли бы придумать куда более естественные при-
чины для объяснения регулярных деталей, видимых на этой фотографии (например,
геологические причины).

Анализируя фотографии, полученные на этих спутниках, с еще более высоким

разрешением (например, несколько сотен метров), Саган смог обнаружить несколь-
ко деталей, имеющих вид прямых линий. Хорошо, что он заранее знал, что одна
такая деталь — это автострада в штате Теннесси. Ведь точно такая же деталь на

другом снимке была получена от вполне естественного образования — узкой, пря-

мой песчаной косы в Марокко... Итак, даже такое разрешение недостаточно для
бесспорного обнаружения следов разумной деятельности человека на Земле.

Саган обращает также внимание на важный фактор, делающий наши гигант-

ские города невидимыми из космоса: это грязная, непрозрачная атмосфера над та-
кими городами — увы, продукт высокоразвитой цивилизации... Например, амери-
канские космонавты ни разу не могли наблюдать из космоса город-гигант

Лос-Анджелес! Как говорится, тут комментарии излишни...

Заметим, однако, что существуют спутники специального назначения, позво-

ляющие различать на поверхности Земли детали в несколько метров! Конечно, от
таких спутников скрыть следы разумной жизни на Земле уже невозможно.

.Такие явления, как ядерные взрывы в нижней атмосфере, которые — увы! —

иногда происходят на Земле, безусловно были бы видны с Марса, как кратковре-

менные очень яркие вспышки света. Все же, учитывая относительную редкость
ядерных испытаний и быстроту протекания процесса взрыва, вероятность их обна-
ружения была бы крайне малой. Впрочем, создание специальной весьма оператив-
ной «службы Земли» (подобно существующей у нас «службы Солнца») могло бы
привести к успеху. Однако и в этом случае цивилизованные марсианские астро-
номы вряд ли сочли бы эти кратковременные вспышки света признаками жизни,
тем более разумной. Даже мы, живя на Земле, никак не можем такие варварские
эксперименты, имеющие конечной целью уничтожение всего живого на нашей пре-
красной планете, считать проявлением какого бы то ни было разума...

Итак, очень непросто обнаружить прямые и явные признаки жизни даже на

самой ближайшей планете. Впрочем, мы сейчас укажем на один способ такого об-

наружения, логически бесспорный. Представим, что наша воображаемая марсиан-

ская обсерватория оснащена современными радиотелескопами — устройствами, по-
зволяющими обнаружить и измерить радиоизлучение различных небесных тел.

6* 163

Марсианские астрономы, подобно земным, исследовали бы радиоизлучение планет.

И тут они сделали бы одно потрясающее открытие: на метровом диапазоне волн
наша скромная планета Земля посылает в пространство почти такой же мощности
поток радиоизлучения, как и Солнце, в периоды, когда на нем нет пятен! Земля на
этом диапазоне излучает в миллионы раз больше, чем Венера или Меркурий. От-
крытие это можно было бы сделать, применяя довольно «скромные» радиотеле-
скопы. Дальнейшие исследования несомненно показали бы, что различные участки

поверхности нашей планеты излучают неодинаково, так как была бы найдена пе-
риодическая зависимость радиоизлучения Земли от времени, вызванная ее враще-
нием вокруг своей оси. Например, когда к Марсу были бы обращены Африка, Юж-

ная и Центральная Азия, уровень радиоизлучения падал бы, а когда Европа

и Северная Америка — сильно возрастал. Однако, по-видимому, больше всего мар-

сианских радиоастрономов удивило бы то обстоятельство, что несколько десятков
лет назад Земля на метровых волнах излучала в миллион раз слабее. Анализируя

все эти факты, умные марсиане поняли бы, правда далеко не сразу, что это ра-
диоизлучение нельзя объяснить действием естественных сил природы, что оно мо-

жет иметь только искусственный характер. Значит, на Земле есть разумная жизнь!

Что и говорить, это было бы замечательным открытием!

В чем же дело? В чем причина столь мощного радиоизлучения Земли? И не

мистификация ли это вообще? Нет, мы далеки от попыток шутить на столь серьез-
ную тему. Все описанное вполне соответствует действительности. На Земле имеет-

ся несколько тысяч телевизионных передатчиков. Если учесть среднюю мощность
каждого такого передатчика (около 20 кВт), ширину полосы частот, в которых про-

исходит излучение, среднюю длительность работы каждого такого передатчика

(скажем, 6 часов в сутки), а главное, что все волны телевизионного диапазона
(1,5—6 м) совершенно беспрепятственно проходят через земную (так же, как и мар-,
сианскую) атмосферу, то мы получим именно ту картину, которую должны были

бы наблюдать воображаемые марсианские астрономы.

Автор этой книги произвел соответствующий количественный расчет, на осно-

ве которого и была нарисована описанная выше картина марсианских радиоастро-
номических наблюдений *). Для специалистов, может быть, небезынтересно будет
знать, что так называемая «яркостная температура» Земли на метровых волнах,
обусловленная работой телевидения, близка к нескольким сотням миллионов гра-
дусов, что в сотни раз выше «радиояркости» Солнца на этих волнах в периоды,

когда на его поверхности нет или почти нет пятен. Заметим еще, что, кроме телепе-
редатчиков, на Земле есть огромное число радиостанций и прочих устройств, мощ-
но излучающих в ультракоротковолновом диапазоне.

На этом примере мы впервые столкнулись с «космическим» характером жизне-

деятельности разумных существ. Эта деятельность привела к тому, что по такой

важной характеристике, как мощность и характер радиоизлучения, Земля стала рази-
тельно отличаться от всех остальных планет Солнечной системы. Несомненно,
что космический характер деятельности есть существенный атрибут развития раз-

умной жизни. В следующих главах этой книги мы уделим этому очень важному

и интересному вопросу достаточно много места.

Но означает ли само по себе отсутствие мощного радиоизлучения на метровых

волнах от Марса отсутствие там высокоразвитой разумной жизни? Вообще говоря,
нет, потому что, несомненно, потери энергии, связанные с телевидением, рано или
поздно будут сокращены. Ведь это же варварство, что подавляющая часть энергии,
излученной телепередатчиками, бесполезно уходит в мировое пространство! Не-
сомненно, что прогресс науки и техники приведет к тому, что электромагнитные

*) Усредненная мощность земного радиоизлучения в метровом диапазоне, как можно

подсчитать, близка к 1 Вт/Гц.

166

Вселенная. Жизнь. Разум - Наука (И.С. Шкловский) - часть 10