Текст книги "Инопланетяне глазами науки (ЛП)"

Автор книги: Клиффорд Пиковер

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 21 страниц)

Симметрия у инопланетян

Наверняка возможно, что тело инопланетянина может обладать внутренними органами, подобными органам его земных аналогов, потому что тела инопланетян должны будут выполнять функции, с которыми успешнее всего справляются специализированные ткани. Например, у инопланетян могут быть пищеварительная и выделительная системы, транспортная система для распределения питательных веществ по организму и специализированные органы, облегчающие передвижение. Эволюционное давление, вероятно, привело бы к появлению таких знакомых экологических классов и явлений, как плотоядные и травоядные существа, паразиты и полезные симбиотические отношения. Инопланетяне, демонстрирующие какие-то технологические возможности, будут обладать придатками, сравнимыми с руками и ногами, чтобы манипулировать предметами. Технологически развитые инопланетяне также должны обладать органами таких чувств, как зрение, осязание или слух, хотя конкретная природа органов чувств, которые эволюционируют в другом мире, будет зависеть от окружающей среды. Например, у некоторых инопланетян могут быть глаза, чувствительные к инфракрасной или ультрафиолетовой области спектра, потому что чувствительность такого рода имеет значение для выживания в данном мире. Существа, проявляющие некоторые из этих основных тенденций развития, сильно отличались бы от нас, обладая различными возможными типами симметрии, и ещё они могли бы быть размером с тираннозавра или с мышь, в зависимости от силы тяжести и других факторов.

Для биолога симметрия означает упорядоченное повторение частей животного или растения. Часто симметрией считают положение частей тела с противоположных сторон относительно разделительной линии или распределённых вокруг центральной точки или оси. Некоторые из самых успешных форм жизни на Земле обладают двусторонней симметрией — это означает, что животное делит на симметричные половины лишь одна плоскость симметрии. (Например, можно разделить человека вертикальным разрезом и получить два похожих друг на друга куска.) Двусторонняя симметрия характерна для подавляющего большинства животных, включая насекомых, рыб, амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих и большинство ракообразных (рис. 1.2).

1.2 Мечехвосты и различные виды их вымерших предков (трилобитов) – все они обладают двусторонней симметрией.

Оказалось, что наши предки были водными животными. Если инопланетяне также произошли от водных видов, они тоже могут обладать двусторонней симметрией, потому что это удачный способ создать обтекаемое мускулистое тело для ловли пищи и бегства от хищников в воде – особенно по сравнению с медлительными формами жизни с радиальной симметрией, такими как более пассивные морские звёзды, морские ежи и медузы (см. рис. 1.3). При радиальной симметрии тело обладает в целом цилиндрической или чашеобразной формой с центральной осью, от которой части тела расходятся в стороны, или вдоль которой они расположены упорядоченным образом.

1.3 Различные виды дискомедуз (Semaeostomeae, отряд медуз), обладающие радиальной симметрией.

От «Звёздного пути», «Секретных материалов», «Дня независимости» и «Марс атакует» до «Людей в чёрном» – в большинстве своём авторы телевизионной и голливудской научной фантастики создавали для своих сюжетов двусторонне-симметричных существ. Однако иногда авторы научной фантастики предлагают радиальные формы, которые довольно интересно рассмотреть поподробнее. Например, в «Воспоминаниях женщины-космонавта» (“Memoirs of a Spacewoman”) Наоми Митчисон описаны «радиаты», разумные пятирукие существа, напоминающие морских звёзд (рис. 1.4), которые живут в деревнях, состоящих из длинных низких зданий с потолками, которые украшены грибами, растущими по спирали. Радиаты не мыслят в терминах двойственности, вместо этого у них пятизначная система логики.

1.4 Радиаты из романа Наоми Митчисон «Воспоминания женщины-космонавта». (Рисунок Мишель Салливан.)

Другим потрясающим радиально-симметричным существом из научной фантастики является абьерменцы из «Огненного цикла» Хола Клемента (рис. 1.5). Эти существа с шестью щупальцами живут на планете, вращающейся вокруг сложной системы из двух солнц, которая порождает колеблющиеся циклы холодной и тёмной погоды. Абьерменцы живут в течение 65-летнего периода, когда температура на их планете высокая. Когда их планета вступает в свой 65-летний холодный период, все абьерменцы гибнут, оставляя споры в телах разумных существ, которые господствуют на планете в холодные годы. Когда возвращаются жаркие годы, холодная жизнь, в свою очередь, умирает, закладывая свои репродуктивные споры в тела следующего поколения абьерменцев. Поскольку ради своего существования расы нуждаются друг в друге, они добровольно согласились на колеблющиеся циклы жизни и смерти, и ни одна из рас не уничтожает чужие артефакты.

1.5 Абьерменец из «Огненного цикла» Хола Клемента. (Рисунок Мишель Салливан.)

Давайте на мгновение представим себе инопланетянина, обладающего двусторонне-симметричным телом. Что мы можем предположить о строении его систем органов? На каждой стороне двусторонне-симметричного тела человека есть глаз, ухо, ноздря, сосок, нога и рука. Под кожей наши внутренности не показывают такой замечательной симметрии. Сердце расположено в левой части грудной клетки, печень – в правой. В правом лёгком больше долей, чем в левом. Биологи, пытающиеся объяснить происхождение лево-правой асимметрии, недавно обнаружили несколько генов, которые предпочитают работать лишь на одной стороне развивающегося эмбриона. Без этих генов внутренние органы и кровеносные сосуды развиваются неправильно, что обычно приводит к летальному исходу. Мутации в этих генах помогают объяснить случаи рождения детей с внутренними органами, находящимися в зеркальном положении относительно оси тела, – врожденный дефект, вызывающий на удивление мало медицинских проблем.{9}

Если не считать радиальной симметрии, внешняя форма мало связана с анатомией внутренних органов, поскольку животные с очень разным анатомическим строением могут обладать одним и тем же типом симметрии. Следовательно, мы бы не стали ожидать, что анатомия внутренних органов двусторонне-симметричного инопланетянина обязательно будет напоминать нашу собственную.

Однако мы могли бы ожидать, что у разумных инопланетян пищеварительная система будет напоминать трубчатую структуру, поскольку мы очень часто наблюдаем это на Земле во множестве различных сред обитания. Например, у большинства земных животных выше уровня стрекающих и плоских червей есть полноценный пищеварительный тракт, то есть трубка с двумя отверстиями – ртом и задним проходом.{10} У такой системы есть очевидные преимущества по сравнению с гастроваскулярной полостью – мешковидным образованием с одним отверстием, которое обнаруживается у плоских червей.[4]4
  У плоских червей пищеварительную систему всё же считают кишкой, хоть она и не сквозная. А гастроваскулярная система является особенностью стрекающих (это кишечнополостные и гребневики). – прим. перев.


[Закрыть] Например, при наличии двух отверстий пища может двигаться в одном направлении по трубчатой системе, которая может разделяться на ряд обособленных отделов, каждый из которых предназначен для выполнения особой функции. Отдел может специализироваться на механическом измельчении крупных кусков пищи, на её временном хранении, ферментативном переваривании, всасывании продуктов переваривания, обратном всасывании воды и хранении отходов. Трубка работает эффективно и обладает большим потенциалом для специальных эволюционных модификаций, подходящих для различных сред и видов пищи.

Мозги мнопланетян

Остановитесь на мгновение и представьте, что вы оказались в межгалактическом «зоопарке» живых мозгов в бутылках. Вы идёте по освещённым флуоресцентными лампами коридорам, заполненным серыми морщинистыми штуковинами, хранящимися в банках с жидкостью.

Вы слегка постукиваете по банке с надписью «Альфа Центавра», и головной мозг существа подрагивает, словно нервный плод манго. Вы возвращаете «Альфу Центавра» на своё место. Справа от вас находятся несколько прозрачных баночек. Вы протягиваете руку к той, что подписана «Тау Кита», открываете её и медленно проводите пальцами по серовато-белым лобным долям.

Как на самом деле может выглядеть мозг инопланетянина? Будут ли у инопланетян вообще мозг и нервная система? На Земле нервная система живого существа состоит из организованной группы клеток, специализирующихся на передаче сигналов от сенсорных рецепторов по сети нервных клеток. Нервная система позволяет животному реагировать на изменения во внешней и внутренней среде.

Нервная система бывает двух основных типов: диффузная и централизованная. Нецентрализованная нервная система, известная как диффузная нервная система, встречается только у низших беспозвоночных (животных без позвоночника), в частности, у кишечнополостных вроде медуз и гидр, которые обладают радиальной симметрией. В системе диффузного типа мозг отсутствует, а нервные клетки распределены по всему организму в виде сети. Однако большинство других животных, у которых есть нервная система, демонстрируют некоторую степень централизации – это означает, что есть какая-то её часть, которая координирует информацию и направляет ответные реакции. Даже у радиально симметричных иглокожих (морских звёзд) есть доминирующее центральное нервное кольцо, от которого отходят радиальные нервные тяжи. Однако у иглокожих нет мозга.

Судя по земным существам, разумные инопланетные формы жизни могли бы обладать какого-то рода мозгом или центральной областью для интерпретации сигналов, поступающих из окружающей среды. Мы уже говорили о двусторонней симметрии, плане строения тела, который характеризует большинство высших беспозвоночных и всех позвоночных животных. Центральная нервная система с головным мозгом явно была эволюционным продуктом двусторонней симметрии. С эволюционной точки зрения некоторые плоские черви являются самыми примитивными животными, обладающими центральной нервной системой, хотя их мозг представляет собой лишь немногим больше, чем небольшое вздутие нервных тяжей в области головы животного. Более сложная центральная нервная система обнаружена у кольчатых червей (дождевых червей и пиявок) и членистоногих (насекомых и ракообразных), у которых безошибочно различимы головной мозг и брюшная нервная цепочка. («Брюшная» означает расположенная вблизи поверхности брюшной стороны животного, противоположной спине.) Централизация безраздельно господствует у позвоночных, которые обладают хорошо развитым головным мозгом и дорсальным нервным тяжем (спинной мозг).

Если вы когда-нибудь наткнётесь на мёртвого инопланетянина и обнаружите, что у него есть нервная система, вы можете предположить, что инопланетянин передвигался и активно взаимодействовал со своим окружением. По-видимому, предпосылкой для развития сложной нервной системы является активный, подвижный или хищнический образ жизни с придатками для манипулирования окружающей средой. Разумные инопланетяне могут эволюционировать от плотоядных животных, потому что умственное развитие имеет значение для выживания в случае совместной охоты. У таких инопланетян центральный управляющий мозг находился бы вблизи основных органов чувств, так что нервы, соединяющие органы чувств, будут короткими и, соответственно, быстрыми. Ещё такой инопланетянин должен обладать органами чувств, расположенными в передней части тела, рядом со ртом. Если инопланетянин должен получить химическое ощущение пищи прежде, чем съесть её, носоподобный орган для этой цели должен располагаться рядом со ртом. Парные органы чувств могут иметь эволюционное значение для возникновения таких особенностей, как бинокулярное зрение или способность к локализации звука. Точно так же меня не удивило бы, если бы инопланетяне оказались двусторонне-симметричными и обладали большими нервными узлами в передней части головы и рядом с основными органами чувств – такими, как те, что продемонстрировал инопланетянин в фильме «День независимости».

Для размещения мозгоподобного органа рядом с основными органами чувств у инопланетян, вероятно, возникнет голова. На Земле мы наблюдаем эволюционное начало этой цефализации (концентрации нервных функций в области головы животного) у беспозвоночных. Наивысшей степени развития нервной системы беспозвоночных достигают головоногие (кальмары, каракатицы и осьминоги) среди моллюсков, и насекомые и пауки среди членистоногих. Контроль и координация специфических функций типа передвижения и питания распределены в определённых отделах нервной системы. Сложная нервная система головоногих моллюсков коррелирует с активным передвижением и хищническими повадками этих животных.

Потребность в наличии хорошо защищённой области для размещения центра нервной системы не обязательно должна приводить к появлению мозга в голове инопланетянина, как в случае с земными организмами. Например, я могу представить, что мозг инопланетянина может размещаться внутри защитной оболочки туловища инопланетянина; в конце концов, это достаточно хорошая защита для пищеварительной и кровеносной систем. Органы чувств должны находиться рядом.

Многие аспекты строения мозга связаны с общим строением тела инопланетянина – это тема, представляющая значительный интерес для писателей-фантастов. Одним из важных факторов, определяющих строение тела и мозга инопланетянина, является гравитация. Если бы сила тяжести была меньше, организмы могли бы вырасти крупнее или обладать более изящным строением. В мирах с высокой силой тяжести кости и мышцы должны быть гораздо прочнее. Предположительно, мозг инопланетянина в этих мирах был бы довольно компактным. На Земле нашими главными соперниками в области разума являются млекопитающие из отряда китообразных – киты и дельфины. Поскольку эти животные живут в море, которое поддерживает их вес, у них могут развиться большой мозг и тяжёлая голова – что довольно сложно на суше, если только животное не прямоходящее.

Может ли мозг, способный проявлять высокие интеллектуальные способности, эволюционировать в иных мирах? Почти все писатели-фантасты упускают из виду тот факт, что разум на Земле не является целью эволюционного отбора. Например, подавляющее большинство земных организмов, которые очень успешны с эволюционной точки зрения, не обладают высоким интеллектом, и эти животные не добились бы значительного дополнительного успеха, если бы стали более разумными. Наш собственный разум не гарантирует нам вечного господства над червями, жуками и мухами. С эволюционной точки зрения космический игрок не стал бы делать ставку на то, что эволюционная продолжительность жизни людей будет больше, чем у муравьёв.[5]5
  Рассуждая таким образом, не забудем, что людей всего лишь один вид, а муравьи – это целое семейство насекомых, включающее множество родов и видов. – прим. перев.


[Закрыть]

Как мог бы повлиять мозг инопланетянина на его поведение? Разумные инопланетные существа, если бы они следовали тенденциям, которые демонстрирует жизнь на Земле, были бы очень коммуникабельными и у них были бы сложные социальные отношения. Например, птицы умнее рептилий, а также более общительны. Социальные отношения у птиц сложнее, чем у рептилий, особенно когда речь заходит о воспитании потомства. Автор из журнала “Time” Нэнси Гиббс отмечает, что на Земле эмоция любви становится возможной благодаря неокортексу (новой коре) – эволюционно передовой части мозга, позволяющей людям планировать, учиться и запоминать. У рептилий неокортекса нет, и они не могут по-настоящему испытывать материнскую любовь, и именно поэтому многие детёныши рептилий, вроде молодняка змей, прячутся, чтобы не быть съеденными своими же родителями. Чем больше связей существует между лимбической системой (примитивной частью мозга, отвечающей за радость, отвращение, страх и гнев) и неокортексом, тем больше эмоциональных реакций оказывается возможными.

Руки, ноги и осьминоги

Для каждого чувства, жизненно важного для животного, на поверхности тела имеется сопутствующая хорошо заметная экипировка. Например, если для инопланетянина жизненно важен слух, то я бы ожидал, что у него будет ухо в том или ином виде, способное поворачиваться в направлении звука. Если бы важным было обоняние, мы бы ожидали наличия носа, длинного хоботка или выступающей вперёд морды. С другой стороны, если эти чувства ослаблены или не столь важны, а инопланетянин полагается на чувства вроде электрического чувства рыбы, мы могли бы ожидать, что внешняя экипировка – глаза, уши и носы – будет меньшего размера.

Формы жизни отвечают на доступные входящие сигналы вокруг себя. Это означает, что у многих инопланетян были бы органы зрения и слуха, потому что Вселенная часто купается в свете и звуке. Инопланетяне также обладали бы каким-то чувством осязания, чтобы иметь возможность реагировать на физический мир, перемещаясь рядом с объектами, избегая опасно острых форм и так далее. Тактильное чувство, вероятно, является самым первым среди всех чувств, и на Земле найдётся совсем немного форм жизни, которые не реагируют тем или иным образом на прикосновение, какими бы простыми они ни были. Разумные инопланетяне обладали бы дополнительными органами чувств; кажется маловероятным, что сложно устроенное и разумное существо могло эволюционировать, обладая лишь одним чувством.{11} Дополнительные органы чувств необходимы для подтверждения и уточнения ощущения разумным существом ближайшего окружения. Это означает, что осязание, скорее всего, будет сопровождаться другими чувствами.

Будут ли у инопланетянина руки и ноги? У инопланетянина из фильма «День независимости» две ноги с суставами, что вполне разумно. Опять же, на Земле у многих очень разных организмов в процессе эволюции возникли суставчатые ноги для успешного передвижения по местности различных типов. Значительное количество ног может вызвать трудности в координации и замедление скорости движения, тогда как следствием нечётного числа ног, предположительно, могут быть неудобства, связанные с потерей равновесия. Следовательно, у самых быстрых бегунов, вероятно, было бы лишь небольшое количество ног, расположенных парами. И хотя у людей две ноги и две руки, возможно, было бы лучше иметь больше конечностей для бега и манипулирования окружающей средой. Например, четвероногие животные быстрее двуногих.

1.6 Очень умный осьминог – идеальная модель инопланетной формы жизни. У осьминога есть органы чувств, которые мы с трудом можем понять, и странный мозг, который охватывает кольцом его пищевод.

Ещё одной моделью инопланетного тела является осьминог, у которого чувствительные щупальца находятся на одном конце тела, а рот – у основания щупалец (рис. 1.6). Глаза и электрические органы осьминогов расположены на поверхности тела. (Электрические органы подробно обсуждаются в главе 2.) Осьминог – это очень умное существо – некоторые говорят, что по уму он сравним с собакой, – демонстрирующее множество сложных форм поведения наподобие способности учиться, наблюдая за другими особями своего вида.

Осьминоги – действительно чуждые создания; они способны видеть поляризованный свет, чего не можем мы.{12} Ещё у них тонко развиты чувства осязания, вкуса и обоняния, а также орган чувств, который лучше всего можно охарактеризовать как орган слуха: тонкие волоски вдоль головы и рук, которые могут обнаруживать возмущения на расстоянии до 98 футов (30 м).

Мозг у осьминога странный! Сильно текстурированный мозг представляет собой плотно упакованную массу долей, которая находится между глазами и кольцом охватывает пищевод. У мозга такого типа есть свои недостатки: исследователи обнаружили шипы, застрявшие в мозге осьминогов из-за того, что приём пищи пошёл не по плану. В настоящее время учёные задаются вопросом о том, зачем такому существу нужен такой большой мозг. Мы точно знаем, что осьминог, самый умный среди всех беспозвоночных, обладает прекрасно развитыми пигментсодержащими клетками и способен быстро менять цвет своей кожи. Чтобы не быть съеденными, осьминоги и их сородичи могут сливаться с окружающей средой, складывая свои щупальца так, чтобы имитировать плавающую морскую траву, или напрягая кожную мускулатуру, которая может изменять текстуру их кожи. Они могут применять для этого узоры, которые варьируют от крапинок по всему телу до эффектных чёрных и белых «тигровых» полос. Более узнаваемые узоры используются в качестве сигналов во время ухаживания, охоты и агрессивных столкновений самца с самцом, а также в качестве ответа на угрозу.

Интересно, почему осьминоги так умны? В конце концов, это недолго живущие, обычно одиночные существа, которые иногда встречаются с другими осьминогами лишь один раз для спаривания. Их мозг эволюционировал совершенно независимо от мозга позвоночных, и у них совершенно иной план строения. Могут ли они также быть вместилищем «чужой» формы разума? Из-за того, что поведение и мозг осьминогов настолько необычны, мы, возможно, упускаем из виду их величайшие когнитивные способности.

Как и следовало ожидать от существа с такой сложной нервной системой, осьминог очень эмоционален. Он не может скрыть от нас свои эмоции, так как они выражаются изменением цвета. При своей обычной светло-коричневатой окраске осьминог может побледнеть и стать белым или через оттенки розового покраснеть, когда он выражает страх, гнев, раздражение, возбуждение или другие чувства. Если бы инопланетяне демонстрировали подобные яркие изменения своей окраски в ответ на эмоции, то могли бы они проявлять нерешительность во время взаимодействия с нами из-за того, что раскрыли бы свои внутренние чувства в ходе каких-то переговоров? Как могло бы измениться наше собственное общество, если бы наши эмоции были более очевидными для других?

Тот факт, что у осьминога нет скелета, делает его довольно универсальным существом. Осьминоги могут растягиваться в тонкую лепёшку, словно резина, и поворачивать глаза наискось, поэтому даже огромный осьминог может проскользнуть сквозь едва заметные трещины и отверстия. Они могут удлинить свои щупальца, растягивая их. Даже голова может стать достаточно тонкой, что позволяет им удирать из стандартных аквариумов, когда их содержат в неволе.

Безусловно, похожие на осьминогов инопланетяне возможны. Однако если в других мирах существуют разумные, технологически развитые формы жизни, я думаю, более вероятно, что они обитают на суше, чем в воде. Обитателям воды было бы очень трудно пользоваться инструментами в вязкой, турбулентной среде. Попробуйте, например, собрать под водой швейцарские часы с крошечными шестерёнками или другими мелкими деталями.

Также сомнительно, что технологически развитые инопланетяне могли бы летать по воздуху, как птицы. У птицеподобных инопланетян вряд ли разовьётся высокий интеллект, потому что они должны быть лёгкими. Они не могут позволить обременить себя весом большого мозга[6]6
  Здесь можно посоветовать читателю книгу Дженнифер Акреман «Эти гениальные птицы», М., Альпина нон-фикшн, 2018. Вторая глава этой книги как раз посвящена особенностям птичьего мозга в связи с приспособлением птиц к полёту. – прим. перев.


[Закрыть] или большого сердцеподобного органа, необходимого для обеспечения мозга питанием. Конечно, разумные летающие инопланетяне могли бы существовать на планетах с меньшей гравитацией, чем на Земле, или с более плотной атмосферой.