Кратчайшая история Вселенной. От Большого взрыва до наших дней (в сверхдоступном изложении) - Дэвид Бейкер

клеток. Сложность с точки зрения строительных блоков и замысловатых структур вышла за пределы всего, что мы до сих пор знали о нашей истории.

У многоклеточного организма в сравнении с одноклеточным гораздо больше подвижных частей, которые могут выйти из строя. Соответственно, у живых существ не всегда присутствует эволюционный стимул становиться еще более сложными: сложность влечет за собой хрупкость. Именно поэтому большинство живых организмов на Земле до сих пор одноклеточные. Только условия окружающей среды вынуждают вид эволюционировать в сторону усложнения.

По той же логике подавляющая часть Вселенной довольно проста, а большинство существующих атомов – водород. Сложность во многих отношениях является исключением, а не правилом. Все возвращается к тем крошечным точкам неравномерной энергии, появившимся через долю секунды после Большого взрыва во Вселенной, которая уже на 99,9999999999999 % состояла из энергии, распределенной равномерно, то есть мертвой.

Биологическая сложность

Для создания, поддержания и повышения сложности необходимы потоки энергии оттуда, где ее больше, туда, где ее меньше. Чтобы организм поддерживал собственную сложность и острочивал смерть, ему требуется более значительная плотность потока энергии (в отношении к размеру), чем, например, звезде:

• Солнце: 2 эрг/г/с (единица измерения свободной энергии на грамм в секунду);

• обычный микроорганизм: 900 эрг/г/с;

• дерево: 10 000 эрг/г/с;

• собака: 20 000 эрг/г/с.

Хотя микроскопический кусочек органического бульона 3,8 миллиарда лет назад не был таким грандиозным, как звезда (в конце концов, он микроскопический и чрезвычайно хрупкий), одной клетке требуется гораздо больше энергии для работы всех ее частей.

От первых неравенств объемов материи и энергии, возникших после Большого взрыва, до звезд, планет, а теперь и организмов крошечные очаги сложности становятся все ярче и ярче в отношении их энергетической плотности. Такая тенденция сохранится на всем протяжении нашей истории.

Однако как жизнь может удовлетворить возросшие потребности в энергетических потоках? Ответ прост: нужно идти и активно искать их. В то время как звезда способна миллиарды лет парить в космосе и просто сжигать свое топливо, живым существам требуется настойчиво искать новые потоки энергии, чтобы поддерживать собственную жизнь. Они находят энергию при помощи хемосинтеза, фотосинтеза, поедания растений, охоты или похода к холодильнику в два часа ночи после слишком большого количества пива. Вы не увидите звезд, плывущих в космосе в голодной гонке за убегающими облаками гелия. Активный поиск энергии – одна из определяющих черт живых существ.

©Aira Pimping

Активность также означает, что на данном этапе нашей истории у нас растет чувство исторической субъектности. Мы больше не принадлежим к пассивной, неодушевленной Вселенной, которая спокойно ожидает своей участи. Мы обрели способность расти, меняться, внедрять инновации и, по возможности, отодвигать собственную кончину. Сложность больше не уходит на покой.

С этого момента мы боремся за выживание. Чем выше сложность, тем больше шансов, что мы сможем победить.

5

Бурное развитие и вымирание

В океанах множатся многоклеточные организмы  Развиваются глаза, позвоночник и мозг • Растения, потом насекомые, затем позвоночные постепенно решаются выйти на сушу • За вымираниями следует быстрая эволюция, порождающая удивительные и необычные виды • Сложность стабилизируется дарвиновскими циклами схваток «клыков и когтей»

Теперь мы подходим к более традиционному видению эволюции: «природа, красная от клыков и когтей», где многоклеточные организмы развиваются и сражаются за выживание. Этот этап характеризуется небывалым уровнем усложнения. Если предыдущие изменения в нашей истории от Большого взрыва до этого момента занимали миллиарды или сотни миллионов лет, то эволюционные изменения будут происходить несоизмеримо быстрее. Растущая скорость изменений – побочный эффект усложнения, влекущий более серьезное воздействие на окружающую среду. В этом смысле последние 635 миллионов лет на самом деле были очень насыщены событиями…

Период времени с 635 до 66 миллионов лет назад характеризуется прежде всего последовательностью эпизодов бурного развития и вымирания. Всплеск эволюционного развития – это либо революционное достижение совершенно новых свойств, открывающих тысячи новых ниш в окружающей среде, либо быстрое заполнение старых ниш, опустевших после катастрофических событий, в результате которых вымерла значительная часть видов на Земле. Каждый раз, когда происходили подобные явления, мы наблюдаем появление нового.

Однако важно отметить, что ничего не было предопределено. Мы вполне могли никогда не появиться. Всему эксперименту с жизнью на Земле мог положить конец единственный удачно направленный астероид сотни миллионов лет назад. Когда я думаю о сотнях миллионов лет эволюции, когда что-то могло пойти иначе, или тысячах человеческих прародителей, которые не выжили, или складываю все эти вероятности, учитывая, что одно семя из миллиардов дало жизнь, тот факт, что я вообще существую в этой Вселенной, представляется мне большой удачей.

Дарвиновский мир, по определению, жесток. Вымирание является необходимым компонентом эволюции. Для того чтобы полезные черты организма были «выбраны» естественным отбором, множество других конкурирующих организмов должны прекратить существовать. В окружающей среде существует не так уж много места и ресурсов. 99,9 % всех когда-либо существовавших видов вымерли. «Естественный отбор» не совсем точный термин: природа не столько активно выбирает, сколько ликвидирует.

Мы – те, кто выжил.

Эдиакарский период (635–541 миллион лет назад)

После отступления последнего оледенения Земли уровень кислорода в атмосфере снизился благодаря вулканам, выбрасывающим CO2. В результате климат резко потеплел. В океанах зародилась первая многоклеточная жизнь. На суше пока не было ни малейшего признака многоклеточных организмов: земля оставалась такой же бесплодной и каменистой, как поверхность Марса.

Окаменелости эдиакарского периода отыскать сложно, потому что большинство организмов было мягкотелыми, они еще не развили карбонатные (из соли кальция и угольной кислоты, CaCО3) раковины и кости, которые появятся только в кембрии. Первые многоклеточные организмы были скромной и даже неуклюжей пробой по формированию нового вида живого. Естественному отбору еще не приходилось работать над подобными структурами. В результате они выглядят весьма нелепыми и мало напоминают последующие организмы.

Например, в царстве животных (Animalia) были существа, классифицируемые как эдиакара (Ediacara) – странные студенистые структуры, которые выглядят чем-то средним между кораллом и медузой. Также существовали аркаруа (Arkarua) – необычные диски, похожие на лоскутное одеяло, сидящие на дне океана. Учитывая явное отсутствие у них рта и анального отверстия, они, скорее всего, поглощали пищу через кожу и таким же образом выводили отходы. Еще были птеридиниумы (Pteridinium), напоминающие примитивного червя, и чарнии (Charnia), похожие на длинный морской папоротник. Почти вся эдиакарская фауна не имела средств передвижения, хотя некоторые из них, возможно, дрейфовали по дну океана и паслись в поисках подходящей пищи. Это было пугающее своей таинственностью время. Наверное, эдиакарский период очень понравился бы Лавкрафту[10].