Почему людям потребовалось так много времени, чтобы появиться на Земле? Земле 4,6 миллиарда лет, а жизнь началась около 4 миллиардов лет назад, однако люди — единственный разумный, технологичный вид, о котором мы знаем во вселенной — существуют только последние 200 000 лет. Почему’t мы приходим раньше? Какой фактор(ы) задержали наше появление? И что может жизнь’говорит ли эта временная шкала о возможности существования других технологически продвинутых форм жизни во Вселенной?
Одной из гипотез нашей эволюционной истории является модель «трудных шагов». В 1983 году австралийский физик Брэндон Картер выдвинул гипотезу, что путь к человечеству требует «успешного прохождения через ряд промежуточных шагов», каждый из которых был очень невероятным и сложным, учитывая имевшееся время. Первоначально Картер видел только два шага — возникновение генетического кода и «окончательный прорыв в развитии мозга».
С тех пор многие исследователи модифицировали Картера.’Идея и предложение включали более двух шагов, при этом наиболее популярная формулировка модели на сегодняшний день предусматривает пять: 1) создание одноклеточной жизни («абиогенез»), 2) возникновение фотосинтеза, создающего кислород, 3) возникновение эукариотических клеток из прокариотических клеток, 4) возникновение сложной жизни, такой как многоклеточные животные, и 5) возникновение Homo sapiens с устоявшимся языком.
Эти этапы «трудны» в том смысле, что они могли возникнуть только один раз (в отличие, например, от эволюционного развития глаз, которое происходило много раз и возникало при разной степени использования света).
За каждым из этих шагов стоял примерно миллиард лет. Хотя у Солнца осталось 5 миллиардов лет до того, как оно станет красным карликом, жизнь на Земле закончится примерно через миллиард лет, когда все более яркое Солнце вызовет неконтролируемый парниковый эффект, и планета станет похожей на Венеру, раскаленной и высушенной.
Поэтому возникает вопрос, если разумные, технологические животные, такие как мы, развились на Земле только в конце доступного времени, сократив его. Постигнет ли та же участь любую развитую внеземную жизнь в другом месте галактики? Может быть, они развились слишком поздно на своем солнце’s время, необходимое для достижения Земли? Таким образом, модель жестких шагов предсказывает, что технологические виды, такие как люди на Земле, чрезвычайно редки во Вселенной.
«Модель жестких шагов утверждает, что человечество вряд ли смогло бы эволюционировать до гибели Земли.’«Наше существование представляет собой исключительный случай во Вселенной, когда разумная жизнь успела развиться до того, как закончились планетарные часы», — сказал Дэниел Б. Миллс, ведущий автор статьи.
Миллс работает в Университете Людвига-Максимилиана в Мюнхене в Германии, а также в Университете штата Пенсильвания в США, пишет вместе с коллегами из Университета штата Пенсильвания и Университета Рочестера в штате Нью-Йорк. Статья опубликована на сервере препринтов arXiv и отправлена в журнал.
По сути, Картер’Критерии сложных шагов заключаются в том, что они маловероятны в пределах отведенного периода времени и необходимы для окончательной эволюции человечества. Исследователи здесь бросают вызов модели сложных шагов, задаваясь вопросом, действительно ли ее шаги маловероятны и действительно необходимы.
Действительно ли необходим человеческий интеллект или может быть достаточно интеллекта других форм, например, интеллекта, наблюдаемого в коллективном поведении насекомых или муравьев, интеллекта ворон и дельфинов, позволяющего им изготавливать орудия труда, или интеллекта, который независимо развился у осьминогов после того, как они отделились от нашего последнего общего предка — примитивного плоского червя, жившего 750 миллионов лет назад?
«Основа для видения ‘человеческий интеллект’ как ‘трудный шаг’ «неопределенно», — пишут Миллс и его коллеги.
А согласно силурийской гипотезе, один из соавторов которой, Адам Фрэнк из Рочестерского университета, помог ее разработать,’s возможно, другие разумные виды существовали на Земле в далеком прошлом, и все материальные свидетельства их существования теперь полностью исчезли, стертые Землей’геологические процессы, происходившие около полумиллиарда лет назад.
Они также задаются вопросом, действительно ли структура «Основных переходов в эволюции» (MTE), впервые предложенная в 1995 году, предлагающая восемь основных переходов в эволюции вплоть до человека, необходима для развития сложности или продвинутой формы жизни. Действительно ли необходим генетический код? Язык?
Работа, резко отличающаяся от биологической эволюции, также подвергает сомнению некоторые ключевые предположения модели трудных шагов, внимательно изучая роль исторической геобиологии — то, как Земля’s поверхностная среда и жизнь коэволюционировали в течение геологического, глубокого времени. Прохождение ключевых экологических порогов откроет новые «разрешительные» среды.
В этом сценарии изменение окружающей среды не создает эволюционных инноваций, а «представляет собой устранение внешнего ограничения, которое ранее препятствовало развитию инноваций».
Это’Возможно, что стадия жизни, которая впервые появилась в новой среде, будет процветать и доминировать в этом экологическом эпизоде, устанавливая эволюцию на новую ветвь вместо ветви статус-кво, существовавшей до преодоления порога. Глобальные изменения окружающей среды могли контролироваться, когда сложные шаги (пять выше и другие, добавленные позже) кандидатов эволюционировали.
В статье делается вывод: «Мы предполагаем, что не существует никаких сложных этапов (несмотря на появление основных эволюционных сингулярностей в универсальном древе жизни) и что общий темп эволюции на Земле задается глобальными экологическими процессами, действующими в геологических масштабах времени (т.е. миллиарды лет). Иными словами, люди возникли так ‘поздно’ на Земле’s история, потому что ‘окно человеческой обитаемости’ открылся сравнительно недавно в истории Земли».
Миллс сказал, что идея жестких шагов оставила на человечестве неоправданный отпечаток. «Многие люди приняли эти выводы как должное, как будто наука на самом деле доказала, что наше существование на Земле зависит от случайных событий с малой вероятностью в доступное время», — сказал он.
«Эти выводы не только необоснованны, они еще и наносят ущерб нашему коллективному представлению о себе, способствуя утверждению, что люди — это случайность Земли.’биосфера, а не ее естественное выражение».
Он считает, что эта идея сделала человеческую жизнь неполноценной и ведет нас в неверном направлении.
«Такое отношение к человеческой несостоятельности и хрупкости способствует возникновению определенной формы ‘выученная беспомощность,’«Кто, например, считает климатический кризис нашим смертным приговором, а не неизбежным вызовом, с которым должна столкнуться любая мировая цивилизация».
