Текст книги "«Открытия и гипотезы» №3, 2012"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 8 страниц)

«ОППОРТЬЮНИТИ» ПРОДОЛЖАЕТ СВОЮ МИССИЮ

*********************************************************************************************

Минуло восемь лет с тех пор, как американский марсоход «Оппортьюнити» (Возможность) начал свою трехмесячную миссию на Красной планете.

«Оппортьюнити» сел в кратер Орел 25 января 2004 года, через три недели после прибытия его близнеца «Спирита» (Дух). В этом кратере «Оппортьюнити» сразу же нашел свидетельства существования в далеком прошлом воды на Марсе и за отведенные ему три месяца выполнил все запланированные задачи. В последовавшие за этим четыре года он по большей части изучал все более широкие и глубокие кратеры, добавляя в копилку данных сведения о влажных и сухих периодах древней марсианской истории.

В середине 2008 года исследователи вывели «Оппортьюнити» из кратера Виктория (800 м в диаметре) и направили к кратеру Индевор (22 км).

Путь занял три года. Последний участок «Оппортьюнити» покрыл впечатляющим рывком: за свой восьмой год он прошел 7,7 км – больше, чем за любой другой. В общей сложности марсоход намотал 34,4 км.

Сегмент края кратера Индевор под названием мыс Йорк, где «Оппортьюнити» несет вахту с августа прошлого года, уже показал, что операторы не ошиблись в выборе цели. Первое же обнажение пород, которое проанализировал ровер, отличалось от всего виденного ранее. Высокое содержание цинка намекало на присутствие воды. Несколько недель спустя была обнаружена яркая минеральная жила, которая оказалась гидратированной сернокислой известью. Стив Сквайре из Корнеллского университета считает это самым четким свидетельством существования воды на Марсе из когда-либо полученных.

Начало девятого года по земному календарю означает для «Оппортьюнити» пятую марсианскую зиму. Солнечные панели ровера накопили так много пыли с тех пор, как их очистил последний порыв ветра, что марсоходу необходимо задержаться на солнечном склоне для пополнения запасов энергии. Прежде с «Оппортьюнити» таких проблем не возникало, чего не скажешь о «Спирите»: тот выдержал только три зимы.

После зимовки исследователи хотят отправить трудягу на поиски глинистых минералов, которые были замечены с орбиты.

НА ВЕНЕРЕ РАЗГЛЯДЕЛИ «НАСЕКОМЫХ»

*********************************************************************************************

В 1970-е и 1980-е годы советские ученые осуществили целый ряд успешных миссий по исследованию Венеры, в ходе которых были получены первые в истории снимки ее поверхности, невидимой с Земли из-за постоянного плотного облачного покрова в атмосфере планеты. Аппараты «Венера-9» и «Венера-10» в 1975 году, а затем «Венера-13» и «Венера-14» в 1982 году получили серию телевизионных панорам Венеры с помощью сканирующих фотометрических камер оптико-механического типа.

Толчком к новой попытке анализа прежних результатов венерианских миссий стал «обширный поток новых результатов исследований экзопланет умеренной массы, среди которых должны встречаться и тела с физическими условиями, близкими к венерианским». «Но не следует ли рассматривать такой подход как «земной шовинизм»? Иными словами, полностью ли исключается возможность того, что формы жизни могут существовать при совершенно других условиях, присущих многим экзопланетам?», – задается вопросом главный научный сотрудник Института космических исследований РАН Леонид Ксанфомалити.

В своей статье ученый проанализировал снимки с «Венеры-13» и «Венеры-14», наибольшее его внимание привлекли девять панорам с «Венеры-13», переданные 1 марта 1982 года в течение двух часов шести минут. На этих панорамах Ксанфомалити обнаружил несколько объектов, которые появляются и исчезают на сериях последовательных снимков.

В их числе – «диск», изменяющий свою форму, «черный лоскут» появившийся на первом снимке у конуса для измерения механических свойств грунта, и исчезнувший потом, а также «скорпион», по своей структуре напоминающий крупных земных паукообразных или насекомых.

«Обнаружены появляющиеся, изменяющиеся или исчезающие объекты заметных размеров, от дециметра до полуметра, случайное возникновение изображений которых благодаря шуму трудно объяснить», – пишет ученый в статье, опубликованной «в порядке дискуссии» журналом «Астрономический вестник»

Подготовил Н. Колесник

ОБНАРУЖЕНА МОЛОДАЯ СОСЕДКА СОЛНЦА

*********************************************************************************************

В окрестностях Земли найдена зарождающаяся звезда.

Молодая звезда, которую ученые назвали АР Columbae, светит не из-за ядерных реакций, а за счет гравитации. Обнаруженный космический объект находится в стадии формирования звезды главной последовательности. Но это не единственное его достоинство.

Будущая звезда к тому же находится всего в 27 световых годах от Земли в созвездии Голубя, южнее Ориона. Рекордно близкое расстояние позволяет астрономам хорошо разглядеть «новобранца». Кроме того, со временем ученые, возможно, обнаружат его остывающие планеты (если таковые имеются).

АР Columbae причислили к классу красных карликов: ее масса примерно в три раза меньше солнечной, а температура поверхности не превышает 350 °C. Наше светило, напомним, разогрето до 600 °C.

АР Columbae сформировалась из межзвездного газа и пыли. Постепенно эта масса сжимается гравитационным полем в горячий шар. Однако прежде чем в ядре звезды начнется синтез гелия из водорода и новичка можно будет отнести к звездам главной последовательности, пройдет достаточно много времени (Солнце провело в этой стадии 50 миллионов лет).

О малом возрасте звезды (менее 100 миллионов лет) свидетельствует наличие на ней лития, который разрушается, когда светило начинает раскаляться по мере увеличения ядерных реакций. Исследуя АР Columbae, астрономы из университета Калифорнии в Сан-Диего и их коллеги надеются изучить ее магнитное поле и, главное, прояснить особенности формирования Солнечной Системы.

ВОЯДЖЕР ПРОДОЛЖАЕТ ТРУДИТЬСЯ

*********************************************************************************************

Самый удаленный от Земли рукотворный объект – аппарат, исследующий глубины космоса вот уже более 34 лет, – сможет передавать информацию еще лет тринадцать. Ради этого менеджеры миссии выключили одно из устройств на борту зонда.

Межпланетная станция Voyager 1, запущенная в сентябре 1977 года, продолжает работу, хотя не все ее научные приборы действуют. Основная причина – сокращение энергетических возможностей. Источник питания земного разведчика – это три радиоизотопных термоэлектрических генератора, работающие на плутонии. Их общая электрическая мощность на старте составляла 470 ватт. Но к нынешнему времени она снизилась примерно на 45 % из-за распада плутония и деградации термоэлектрических элементов.

На протяжении полета специалисты миссии постепенно отключали некоторые приборы и нагреватели на борту «Вояджера-1», равно как и у собрата «Вояджера-2», летящего чуть ближе к Земле. Так удавалось экономить электричество и сохранять здоровье оставшейся электроники.

Один из таких удивительных долгожителей – ультрафиолетовый спектрометр первого аппарата. Он продолжает собирать и возвращать данные, несмотря на то что температура прибора упала намного ниже паспортного предела. Когда ученые создавали этот сенсор, они гарантировали его работоспособность до минус 35 градусов Цельсия. А сейчас его температура уже его упала ниже -79 °C.

В декабре 2011 Аппарат «Вояджер 1» добрался до так называемого региона стагнации – последнего рубежа, отделяющего аппарат от межзвездного пространства. Область стагнации представляет собой регион с довольно сильным магнитным полем – давление заряженных частиц со стороны межзвездного пространства заставляет поле, создаваемое Солнцем, уплотняться. Кроме этого аппарат зарегистрировал рост количества высокоэнергетических электронов (примерно в 100 раз), которые проникают в Солнечную систему из межзвездного пространства.

Расстояние от Земли до «Вояджера-1» составляет на сегодня 17,966 млрд. км, или 120,1 астрономические единицы (и 119,5 – от Солнца). «Вояджер-2» несколько позади – 98,3 а.е., считая от Земли, и 97,5 от Солнца. Любопытно, что мощность радиоволн, собираемых чашей антенны, составляет 10–16 ватт, а добирается сигнал от первого «Вояджера» до Земли за 16 часов 38 минут.

Подготовил Н. Колесник

ОДИН ГОЛОС В КОСМИЧЕСКОЙ ФУГЕ

_{Глава из книги «Космос» Карл Эдвард Саган}

*********************************************************************************************

Сколько себя помню, я всегда стремился узнать, есть ли жизнь где-нибудь еще во Вселенной. На что она похожа? Как устроена? Было время до появления жизни, когда бесплодная Земля прозябала в запустении. Теперь наш мир переполнен жизнью. Как она зародилась? А бесчисленные планеты, которые, возможно, обращаются вокруг иных солнц, – есть ли там жизнь? Природа жизни на Земле и поиски жизни за пределами нашей планеты – это две стороны одного вопроса, вопроса о том, кто мы такие?

*********************************************************************************************

И приказано мне предаться Господу миров.

Он – тот, который сотворил вас из праха.

Коран, сура 40

В великой межзвездной пустоте встречаются облака из газа, пыли и органического вещества. А радиотелескопы обнаружили в космосе десятки разных органических молекул. Распространенность этих молекул заставляет думать, что необходимые для жизни вещества встречаются повсеместно. Не исключено, что в космосе жизнь с неизбежностью возникает и развивается, если ей на это отпущено достаточно времени. На некоторых из миллиардов планет нашей Галактики, Млечного Пути, жизнь может не возникнуть никогда. На других она появится и погибнет или никогда не зайдет в своем развитии дальше простейших форм. Но есть горстка миров, где возможно зарождение разума и расцвет цивилизаций, более развитых, чем наша.

Время от времени приходится слышать: как удачно сложилось, что Земля идеально подходит для жизни – умеренные температуры, жидкая вода, кислородная атмосфера и прочее. Говорящие так путают, по крайней мере отчасти, причину и следствие. Мы, земляне, великолепно приспособлены к земной среде обитания просто потому, что здесь выросли. Те ранние формы жизни, что адаптировались не столь успешно, вымерли. Мы произошли от организмов, которые смогли приспособиться. А живые существа, которые эволюционировали в совершенно ином мире, будут, без сомнения, возносить хвалу именно ему.

Все формы жизни на Земле тесно взаимосвязаны. Мы имеем общую органическую химию, общее эволюционное наследие. И в результате наши биологи крайне ограничены в своих исследованиях. Они изучают только один тип биологии, только одну тему в музыке жизни. Является ли этот слабый и пронзительный мотив единственным голосом на тысячи световых лет? Или существует своего рода космическая фуга с темами и контрапунктом, гармониями и диссонансами, миллиардами разных голосов, исполняющих музыку жизни в Галактике?

Позвольте мне рассказать об одной маленькой фразе из земной музыки жизни. В 1185 году трон императора Японии занимал семилетний мальчик по имени Антоку. Он был номинальным главой самурайского клана Хэйкэ, который вел долгую и кровавую войну с другим кланом, Гэндзи. Каждый клан предъявлял наследственные права на императорский престол.

Решающее сражение состоялось 24 апреля 1185 года на Внутреннем Японском море, вблизи местечка Данноура. Во время боя император находился на борту корабля. Хэйкэ уступали противнику в численности и маневренности. Многие из них погибли в схватке. Уцелевшие, великое множество людей, предпочли плену смерть в морской пучине. Госпожа Ни, бабка императора, не могла допустить, чтобы ее и Антоку захватили враги. Случившееся дальше описывает эпос «Хэйкэ-моногатари»:

Императору было семь лет, но выглядел он гораздо старше. Он был настолько прекрасен, что, казалось, распространял сияние, его длинные черные волосы свободно струились по спине. С удивлением и беспокойством на лице спросил он госпожу Ни: «Куда ты ведешь меня?»

Она обратила к юному монарху залитое слезами лицо и… утешала его, заправляя его длинные волосы в серо-голубое одеяние. Ослепленный слезами мальчик-монарх сложил свои маленькие прекрасные руки. Сперва он повернулся на восток, чтобы попрощаться с божеством Исэ, затем на запад, чтобы повторить нембутсу [молитву Будде Амиде]. Госпожа Ни крепко обняла его и со словами «В глубинах океана наш храм» вместе с ним предалась на волю волн.

Боевой флот Хэйкэ был полностью уничтожен. Из всего клана выжили только сорок три женщины, дамы императорского двора. Их заставили продавать цветы и оказывать другие услуги рыбакам, живущим близ места сражения. Клан Хэйкэ канул в вечность. Но несколько бывших придворных дам и дети, прижитые ими от рыбаков, стали проводить поминальный ритуал. Каждый год 24 апреля рыбаки, потомки клана Хэйкэ, облачаются в одежды из сурового холста и черные головные уборы и шествуют к часовне Акама, где в память об утонувшем императоре возвели мавзолей. Там разыгрывается действо, изображающее события, что последовали за битвой у Данноуры. Спустя столетия людей посещает видение призрачных самурайских армий, которые тщатся вычерпать море, чтобы очистить его от крови, позора и унижения.

Рыбаки говорят, что самураи Хэйкэ до сих пор скитаются по дну Внутреннего моря, обратясь в крабов.

Иногда здесь вылавливают крабов, на спине которых обнаруживаются странные рельефные отметины, напоминающие лицо самурая. Таких крабов не едят, а отпускают в море в память о печальных событиях у Данноуры.

Легенда, о которой идет речь, поднимает интереснейшую проблему. Каким образом на панцире краба появляется лик воина? Похоже, это случилось благодаря людям. Рисунок на панцире краба – наследуемый признак. У крабов, как и у людей, существует много разных линий наследования. Предположим, что по чистой случайности среди далеких предков краба был один, на чьем панцире проступали, пусть и смутно, очертания человеческого лица.

Даже до сражения у Данноуры рыбаки не слишком охотно употребляли в пищу таких крабов. Выбрасывая их в море, они запустили эволюционный процесс. Если ты краб с обычным панцирем, люди съедят тебя. И потомства по твоей наследственной линии будет меньше. Если же твой панцирь несет на себе изображение человеческого лица, тебя выбросят. И ты оставишь после себя больше потомства. Участь крабов была поставлена в зависимость от рисунка на панцире. По мере того как сменялись поколения крабов и рыбаков, выживало все больше ракообразных, чей панцирный узор походил на лицо самурая, и постепенно рисунок стал напоминать не просто человеческое лицо, и даже не просто лицо японца, но именно лицо жестокого и разгневанного воина. Все это никак не связано с тем, чего хотят крабы. Отбор был им навязан. Чем больше сходства с самураем, тем больше шансов выжить. В конце концов таких «самурайских» крабов развелось очень много.

Этот процесс называется искусственным отбором. В случае с крабами Хэйкэ он производился рыбаками более или менее бессознательно и уж конечно не осознавался самими крабами. Однако на протяжении тысячелетий люди целенаправленно выбирали, каким растениям и животным жить, а каким умирать. С детства нам привычны домашние животные и скот, фрукты, овощи и другие культурные растения. Откуда они появились? Может, существовали в диком виде, а затем были приспособлены к менее суровой жизни в человеческом хозяйстве? Вовсе нет. Большинство из них созданы нами.

Десять тысяч лет назад не было молочных коров, охотничьих собак, высокоурожайной кукурузы. Одомашнивая предков этих животных и растений – некоторые из них выглядели тогда совсем иначе, – мы управляли их размножением.

Мы заботились о том, чтобы определенные разновидности, обладавшие нужными нам свойствами, пользовались преимуществом при воспроизводстве. Когда нам требовалась собака, которая помогала бы следить за овцами, мы отбирали для размножения наиболее смышленых и послушных особей, предрасположенных к управлению стадом – навык, весьма полезный для животных, охотящихся стаями. Огромное коровье вымя – результат человеческой потребности в молоке и сыре. Десять тысяч поколений потребовалось, чтобы вывести нашу вкусную и питательную кукурузу (маис) из хилых дикорастущих злаков; более того, изменения зашли так далеко, что теперь она даже не может воспроизводиться без вмешательства человека.

Суть искусственного отбора – для краба Хэйкэ, собаки, коровы или злака – состоит в следующем: многие физические свойства и особенности поведения растений и животных наследуются, воспроизводясь в потомстве. По тем или иным причинам человек поощряет воспроизведение одних разновидностей и препятствует размножению других. В результате отобранные разновидности получают повсеместное распространение, а те, против которых направлен отбор, становятся редкими и даже исчезают.

Летопись окаменелостей неоспоримо свидетельствует о созданиях, некогда во множестве обитавших на нашей планете, но теперь полностью исчезнувших. Вымерших видов в истории Земли гораздо больше, чем ныне живущих. Это оконченные эксперименты эволюции.

Вызванные одомашниванием генетические изменения произошли очень быстро. Кролики не были домашними животными до начала Средневековья (их стали разводить французские монахи, считавшие, что новорожденный крольчонок – это рыба, а потому его мясо годится в пищу в постные дни); кофейное дерево окультурено в XV веке, сахарная свекла – в XIX веке; а норка в наши дни еще остается на самой начальной стадии одомашнивания. Менее чем за десять тысяч лет одомашнивание увеличило настриг шерсти от одной овцы с одного килограмма до десяти-двадцати, причем волокна стали тоньше и однороднее; надой молока от одной коровы в период лактации увеличился с нескольких сотен до десяти тысяч литров и более. Если искусственный отбор позволяет добиться столь значительных изменений за такое короткое время, то на что же должен быть способен естественный отбор, действующий на протяжении миллиардов лет? Ответом может служить красота и разнообразие биологического мира. Эволюция – это факт, а не теория.

Открытие того, что естественный отбор есть механизм эволюции, – величайший шаг в познании, связанный с именами Чарлза Дарвина и Алфреда Рассела Уоллеса. Больше века назад они отметили, что природа чрезвычайно плодовита и родит гораздо больше животных и растений, чем имеют надежду выжить, а значит, окружающая среда отбирает те разновидности, которые по воле случая лучше приспособлены для выживания. Внезапные изменения наследственности – мутации – дают начало новым породам. Они поставляют эволюции сырой материал. Среда отбирает те немногие мутации, которые способствуют выживанию, и в результате серии медленных трансформаций, преобразующих одну форму жизни в другую, появляется новый вид.

Многих людей шокировали – кое-кого шокируют и до сих пор – обе идеи, эволюция и естественный отбор. Наблюдая изящество земной жизни, приспособленность строения организмов к их функциям, наши предки усматривали в этом руку Великого Конструктора.

Простейший одноклеточный организм – гораздо более сложная машина, чем самые хитрые карманные часы. Но ведь современные карманные часы не собираются спонтанно и не развились в ходе постепенной эволюции, скажем, от дедовских ходиков. Раз имеются часы, был и часовых дел мастер. Казалось, что атомы и молекулы не могут самопроизвольно соединиться в организмы той невероятной сложности и точно заданной функциональности, какие мы во множестве находим в любом районе Земли.

Представления о том, что каждая форма жизни специально сконструирована, что один вид не может превратиться в другой, отлично согласовывались с теми знаниями о жизни, которыми располагали наши предки, крайне ограниченные в части сведений о естественной истории. Идея сотворения каждого организма Великим Конструктором наделяла природу смыслом и порядком и придавала человеческому существованию ту особую значимость, в которой мы испытываем нужду до сих пор. Конструктор – это естественное, привлекательное и универсальное человеческое объяснение биологического мира. Но, как показали Дарвин и Уоллес, существует другое объяснение, столь же привлекательное, столь же человеческое и гораздо более убедительное, – естественный отбор.

Существование ископаемых можно примирить с идеей Великого Конструктора; возможно, некоторые виды были уничтожены, поскольку недовольный ими Конструктор предпринял новые эксперименты в попытке улучшить конструкцию. Однако это довольно неудачное объяснение. Каждое растение или животное – это совершенное творение; разве не должен был всезнающий Конструктор сразу создавать нужные разновидности? Ископаемые свидетельствуют о пробах и ошибках, о невозможности предвидеть будущее, что несовместимо с представлением о Великом Конструкторе (хотя и не противоречит возможности отдаленного или косвенного его участия).

Когда я был студентом колледжа в начале 1950-х годов, мне посчастливилось работать в лаборатории Г. Дж. Меллера, великого генетика, человека, открывшего, что радиация вызывает мутации.

Меллер был первым, кто привлек мое внимание к крабу Хэйкэ как примеру искусственного отбора. Я потратил много месяцев на изучение практической генетики, работая с плодовыми мушками Drosophila melano-gaster – крошечными, безобидными существами, двукрылыми и пучеглазыми. Мы держали их в бутылках из-под молока и, скрещивая две разновидности, наблюдали, какие новые формы возникают в результате перераспределения родительских генов, естественных и спровоцированных мутаций. Самки откладывали яйца на определенном виде патоки, которую лаборанты помещали в бутылки; затем бутылки закупоривались, и мы две недели ждали, пока оплодотворенные яйца превратятся в личинки, личинки – в куколки, а куколки – в новых взрослых плодовых мушек.

Однажды я разглядывал в слабый бинокулярный микроскоп новую партию взрослых дрозофил, обездвиженных небольшим количеством эфира, и сортировал их на разновидности кисточкой из верблюжьего волоса. К моему удивлению, я обнаружил нечто совершенно необычное: это была не просто небольшая вариация, вроде красного цвета глаз вместо белого или щетинок на шее там, где их прежде не росло. Это был другой и очень функциональный тип существа с гораздо более крупными крылышками и с длинными мохнатыми усиками. Я пришел к выводу, что судьбе было угодно преподнести редкий пример крупного эволюционного скачка за одно поколение. И надо же было такому случиться в лаборатории Меллера, который категорически отрицал подобную возможность. А несчастье объявить ему об этом выпало именно мне.

С тяжелым сердцем я постучал в дверь его кабинета. «Входите!» – послышался приглушенный голос. Зайдя внутрь, я увидел, что вся комната погружена в темноту и лишь одна маленькая лампочка освещает предметное стекло микроскопа, за которым он работал. В такой мрачной обстановке мои объяснения прозвучали довольно сбивчиво. Я обнаружил совершенно новый тип мушки. Я уверен, что она появилась из куколки, которая была в патоке. Я не хотел доставлять беспокойство, но… «Она ведь больше похожа на Lepidoptera, чем на Diptera?» – спросил он. Его лицо было подсвечено снизу. Я понятия не имел, что это значит, и ему пришлось пояснить: «У нее большие крылья? И мохнатые усики?» Я угрюмо кивнул.

Меллер включил верхний свет и добродушно ухмыльнулся. Это была старая история. Оказывается, существовал вид моли, который приспособился к условиям генетических лабораторий, работающих с дрозофилами. Он не имел ничего общего с плодовыми мушками и не проявлял к ним никакого интереса. Единственное, что ему было нужно, – это предназначенная для них патока. За то короткое время, которое требовалось лаборантам, чтобы откупорить и закупорить молочную бутылку (например, при добавлении в нее плодовых мушек), самка моли, подобно пикирующему бомбардировщику, успевала на лету сбросить яйца в питательную патоку. Я не открыл макромутацию. Просто я столкнулся с примером еще одного восхитительного приспособления в живой природе, которое появилось в результате микромутации и естественного отбора.

Секрет эволюции складывается из смерти и времени – из смерти огромного числа форм жизни, которым не удалось достаточно хорошо адаптироваться к окружающей среде, и из времени, необходимого для постепенного накопления длинной цепочки небольших мутаций, которые по чистой случайности оказываются благоприятными и способствуют адаптации. Неприятие выводов Дарвина и Уоллеса отчасти связано с тем, что трудно представить себе даже период в несколько тысяч лет, не говоря уж о целых эпохах. Что может значить срок в семьдесят миллионов лет для существ, чья жизнь в миллион раз короче? Мы подобны бабочкам-поденкам, выпорхнувшим в мир на день и полагающим, что это и есть вечность.

Случившееся на Земле может быть более или менее типичным для эволюции жизни во многих мирах; но вполне может статься, что в таких частностях, как химия протеинов или физиология мозга, история развития земной жизни уникальна для нашей Галактики. Земля сконденсировалась из межзвездных газа и пыли примерно 4,6 миллиарда лет назад. Древнейшие окаменелости говорят нам, что уже вскоре после этого, где-то около 4 миллиардов лет назад, в первобытных океанах зародилась жизнь. По сложности своего устройства первые живые объекты намного уступали одноклеточным организмам, представляющим собой щ уже весьма изощренную форму жизни. Проявления: жизни были тогда гораздо скромнее. Грозовые разряды и ультрафиолетовое излучение Солнца расщепляли простые богатые водородом молекулы первичной земной атмосферы на фрагменты, которые затем, объединяясь случайным образом, порождали все более и более сложные молекулы. Продукты этой древней химической фабрики растворялись в океанах, образуя своего рода органический бульон, состав которого постоянно усложнялся, пока в один прекрасный день совершенно случайно не появилась молекула, способная воспроизвести свою собственную грубую копию, используя в качестве строительных блоков другие молекулы бульона.

Четыре миллиарда лет назад Земля была молекулярным Эдемом. Здесь еще не водилось хищников. Отдельные молекулы медленно самовоспроизводились, конкурируя за строительные блоки и порождая грубые копии самих себя. Однако эволюционный процесс, пусть и на молекулярном уровне, уже начался благодаря самовоспроизведению, мутациям и отсеву наименее эффективных разновидностей. Со временем точность воспроизведения увеличивалась. Молекулы с различными специальными функциями объединялись, образуя своеобразный молекулярный коллектив – первую клетку. Клетки современных растений содержат крошечные молекулярные фабрики, называемые хлоропластами, которые отвечают за фотосинтез – преобразование солнечного света, воды и углекислого газа в углеводы и кислород. В клетках капли крови имеются молекулярные фабрики другого типа – митохондрии, которые, окисляя питательные вещества, извлекают необходимую для жизнедеятельности энергию. В наше время эти фабрики входят в состав растительных и животных клеток, но, возможно, когда-то они сами были свободноживущими клетками.

Около трех миллиардов лет назад несколько одноклеточных растений объединились по какой-то причине, возможно из-за мутации, которая препятствовала разъединению клеток, образовавшихся после деления. Так началась эволюция многоклеточных организмов. Каждая клетка вашего тела – это своего рода сообщество, которое объединило ради общего блага некогда самостоятельные живые элементы. А состоите вы из сотен триллионов клеток. Все мы, каждый из нас – это множество.

Разделение полов, похоже, произошло около двух миллиардов лет назад. Прежде новые разновидности организмов могли появляться только в результате накопления случайных мутаций. Отбор изменений в генетических инструкциях происходил буква за буквой. Эволюция должна была протекать мучительно медленно. С появлением полов два организма смогли обмениваться целыми абзацами, страницами, томами своего ДНК-кода, порождая новые разновидности, готовые пройти решето естественного отбора. Организмы принялись заниматься сексом, те же, кто не проявил к нему интереса, очень быстро исчезли. И это относится не только к микробам, жившим два миллиарда лет назад. Мы, люди, тоже испытываем тягу к обмену сегментами своих ДНК.

Около миллиарда лет назад жизнедеятельность растений привела к поразительным изменениям среды обитания на Земле. Зеленые растения производят молекулярный кислород. Поскольку океаны были, как и теперь, густо населены простыми зелеными растениями, кислород становился главной составляющей земной атмосферы, необратимо изменяя ее первоначальный, богатый водородом состав и приближая конец той эпохи в истории Земли, когда живая материя порождалась небиологическими процессами. Кислород способствует расщеплению органических молекул. Несмотря на наше пристрастие к нему, в своей основе он является ядом для всякой незащищенной органической материи. Переход к окисляющей атмосфере стал величайшим кризисом в истории жизни, в результате которого погибло огромное множество организмов, неспособных справиться с кислородом. В наши дни существуют лишь немногочисленные примитивные формы жизни, такие как ботулизм и бациллы столбняка, выживающие только в бескислородной среде. Азот в земной атмосфере химически гораздо более инертен и потому намного менее опасен, чем кислород. Однако и он поставляется биологическими процессами. Таким образом, 99 процентов земной атмосферы имеет биологическое происхождение. Наше небо было создано жизнью.

В течение четырех миллиардов лет от зарождения жизни доминирующими организмами оставались микроскопические синезеленые водоросли, которые покрывали и заполняли океаны. Затем, около 600 миллионов лет назад, монополия этих водорослей была нарушена, и появилось невероятное изобилие новых форм жизни – событие, получившее название кембрийского взрыва. Живая материя возникла почти сразу после образования Земли, и это позволяет предположить, что жизнь, возможно, есть химический процесс, с неизбежностью возникающий на планетах земного типа. Однако три миллиарда лет эволюция не шла дальше сине-зеленых водорослей, и это заставляет думать, что развитие живой материи в крупные формы со специализированными органами – задача куда более трудная, чем даже само появление жизни. Быть может, существует множество заселенных микробами планет, где не встретишь больших животных и растений.