Спекулятивная биология (статьи)

Как бы сегодня выглядели динозавры, выжившие после падения астероида

Около 66 миллионов лет назад на Землю упал огромный астероид и полностью изменил ход эволюции. После его падения, в воздух поднялось облако пыли, из-за которого солнечный свет исчез и наступила тьма. Растения погибли, а вслед за ними и животные — пищевая цепочка была оборвана. По расчетам ученых, древняя катастрофа привела к вымиранию 90% всех существовавших в те времена животных. В том числе, в результате падения астероида, погибли все динозавры. А что было бы, если они выжили? Могли бы они отрастить себе большой мозг и изобрести машины, смартфоны и космические ракеты? И вообще, какими бы стали динозавры, если бы их не убил астероид? Все это звучит как сюжет фантастического фильма с сомнительным качеством. Но ученые действительно задавались такими вопросами, и сделали некоторые выводы.

По мнению Дейла Рассела и Рона Сегена, современные динозавры выглядели бы так

В 1980-е годы палеонтолог Дейл Рассел (Dale Russell) решил провести мысленный эксперимент, в котором допустил выживание динозавров, а также их развитие по эволюционному пути человека. Если бы динозавры развивались так же, как люди, то могли бы научиться пользоваться инструментами и даже научились ходить прямо. Вместе со своим коллегой Роном Сегеном (Ron Séguin), палеонтолог нарисовал образ человекоподобных динозавров — как видно на изображении выше, они бы выглядели как рептилоиды, которых так любят сторонники теорий заговора.

По мнению специалистов, превращение выживших динозавров в человекоподобных созданий было действительно возможно, но крайне маловероятно. Эволюция на Земле всегда шла по непредсказуемому пути. Миллиарды лет назад жизнь существовала только в воде и была микроскопической. Но уже в юрском периоде по суше ходили гигантские зауроподы — динозавры, которые весили 30 тонн и обладали 30-метровым телом.

Некоторые зауроподы весили более 70 кг

Эволюция большинства динозавров пошла по тропе, которая сделала их гигантами. При этом, у них никогда не наблюдалось увеличение объема головного мозга — об этом свидетельствуют их черепа. Самый большой мозг среди динозавров был у тираннозавра, но его масса составляла ничтожные по человеческим меркам 400 граммов. Почему это ничтожный показатель? А потому, что в среднем мозг человека весит 1,3 килограмма.

Что было бы, если динозавры не вымерли

Несомненно, иногда динозавры становились умнее. Особенно сообразительность становилась лучше в тяжелые времена. Например, для упрощения добычи еды они начали собираться в стаи. Некоторые виды динозавров объединялись для того, чтобы эффективнее защищаться от нападений со стороны хищников. Сообразительность иногда повышалась, но не настолько, чтобы ученые всерьез задумались о вероятности динозавров становления человекоподобными существами.

Тяжелые времена заставляли динозавров объединяться

В всей истории существования динозавров нет ни одного намека на то, что они могли бы радикально измениться, если бы выжили после падения астероида. Скорее всего, даже сегодня они выглядели бы как огромные ящеры, и держали нас в страхе. Также есть вероятность того, что в случае выживания динозавров людей бы не существовало — они вполне могли уничтожить наших далеких предков. А может быть, нашли предки смогли бы одержать над ними верх и уничтожить их — если не от астероида, огромные ящеры могли пострадать от людей. Вероятностей очень много, и ученые никогда не смогут сказать точно, как бы развивался мир при том или ином условии.

Возможно, динозавры стали бы нашими домашними животными

Сегодня некоторые птицы, которые являются потомками древних динозавров, умеют пользоваться инструментами — считается, что вороны умнее обезьян. Но развитость их мышления не идет ни в какое сравнение с умственными способностями людей. Тот факт, что люди развились до нынешнего состояния, можно считать чудом, обусловленным крайне удачным стечением обстоятельств. Миллионы лет назад в мире существовало множество видов приматов, и только жившие на территории Африки виды стали нашими предками. Жившие в других точках Земли приматы, по совершенно разным обстоятельствам, вымерли.

В конечном итоге получается, что выжившие после падения астероида динозавры выглядели бы так же — никаких кардинальных изменений бы не произошло. Жизнь на Земле развивается непредсказуемо, и ученые даже не могут точно сказать, как спустя сотни лет будут выглядеть люди. Впрочем, у них есть интересное предположение — скорее всего, нынешний образ жизни сделает нас уродливыми созданиями с кривой спиной и скрюченными пальцами. Вот изображение человека 3000-х годов.

Запретные превращения элементов

Седьмой элемент

http://www.itogi.ru/paradox/2011/6/161739.html

Источником жизни во Вселенной может являться альтернативная химия. Это доказывают находки, сделанные на Земле

Недавно НАСА предъявило научному сообществу астробиологическое открытие, способное перевернуть наши представления о жизни. Ученые обнаружили и изучили микроорганизмы, которые в своем рационе полагаются на мышьяк, используя его для строительства клеток и нисколько не смущаясь тем фактом, что это яд, смертельный для всего живого. Сие фактически означает, что у нас под боком, возможно, существуют иные, непривычные формы жизни. А что же в таком случае творится на отдаленных планетах? Может, там есть жизнь, но совсем не в том виде, в каком мы ее себе представляем?

Как известно, все живые организмы строятся из шести элементов, которые красиво называют «кирпичиками мирозданья», — углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы (CHNOPS). Именно эта «великолепная шестерка», как до сих пор полагали ученые, является основой жизни. Это казалось настолько очевидным, что рассуждать о возможности существования форм жизни на ином фундаменте считалось уделом фантастов. И все-таки среди ученых находились энтузиасты, которые брали на себя смелость задаваться вопросом: не могут ли на место кого-то из «первой шестерки» претендовать другие химические элементы? Когда пять лет назад профессор университета Аризоны Пол Дэвис объявил, что форму жизни, отличную от той, к которой мы привыкли, следует искать в озерах, богатых мышьяком, его слова пропустили мимо ушей. А зря. «Мы считаем эти озера отравленными, но, быть может, как раз там и развивается жизнь, у которой фосфор заменен на мышьяк», — предположил ученый и назвал в качестве главного претендента озеро Моно, расположенное в Калифорнии. Как выяснилось, Дэвис попал в десятку.

Мышьяк на закуску

Геомикробиолог Фелиса Волф-Саймон из НАСА в течение нескольких лет исследовала «мертвое» озеро и пришла к неожиданному выводу: некоторые микробы действительно чувствуют себя в нем превосходно. Научная группа собирала ил по берегам и на дне водоема, затем образцы помещались в искусственную среду, в которой преобладали арсенаты — соли мышьяковой кислоты и почти отсутствовали фосфаты. Постепенно биологи довели концентрацию соединений фосфора до минимальной, однако даже в таких условиях одна группа бактерий из общей смеси продолжала процветать. Дальнейшие наблюдения показали, что в такой среде культура развивалась даже на 60 процентов быстрее, чем в присутствии фосфора, который считался жизненно необходимым. Когда же колонию бактерий лишили мышьяковой подпитки, она перестала расти. «Подсветив» раствор радиометками, биологи выяснили, что токсичный элемент используется в работе клеточных механизмов так же, как и фосфор. А раз на такое способен данный штамм, то и другие микроорганизмы в ходе эволюции вполне могли использовать подобный «рацион питания».

«Нынешнее открытие — это окно в новый, неизведанный мир и напоминание всем нам: формы жизни могут быть совершенно непредсказуемыми», — считает Фелиса Волф-Саймон. О чем говорит это открытие? В первую очередь о том, что коль скоро неожиданное поведение микроорганизмов пусть и редко, но встречается на Земле, то космос тогда вообще может кишмя кишеть необычными формами жизни. «Мы расширили понятие «жизнь», — заявил по этому поводу доктор Эдвард Вейлер, руководитель одной из научных программ НАСА. — Для того чтобы обнаружить ее во Вселенной, нам необходимо думать шире и разнообразнее». Стоит, вероятно, напомнить, что в прошлом веке немецкий физик Герман Гельмгольц и его советский коллега Петр Лазарев уже думали «широко и разнообразно» и додумались до возможности развития жизни в биологических микроструктурах. Фантаст Айзек Азимов, биохимик по профессии, приводил список из шести «химий жизни», охватывающих диапазон температур от абсолютного нуля до нескольких сот градусов по Цельсию. А академику Андрею Колмогорову вообще принадлежит мысль о возможности развития разумной формы жизни в виде плесени на камнях.

Всюду жизнь

Теоретики во многом оказались правы. Сегодня все чаще появляются сообщения об обнаружении организмов, которых с точки зрения теории о шести «кирпичах мирозданья», казалось бы, не может быть. Например, микробиологи из Национального исследовательского совета Канады и Института SETI, занимающегося изучением жизни во Вселенной, нашли уникальные анаэробные бактерии, потребляющие вместо кислорода метан. Они выживают в экстремальных условиях канадского севера — в источнике, температура воды в котором достигает минусовых значений, но при этом настолько соленая, что не замерзает. Данное открытие, по мнению ученых, поможет в поиске признаков жизни на Марсе — ведь этот источник может быть схож с условиями, существующими на Красной планете. Некоторые исследователи полагают, что науке нисколько не противоречит возможность возникновения биосистем на основе фтора, заменяющего в органических молекулах кислород (фтор, как и кислород, является окислителем, только более сильным), или структур, в которых роль воды будут выполнять соединения азота. Аммиак, например, на других планетах способен образовывать океаны, в то время как вода превратится в лед. Даже ядовитые цианистые соединения при определенном стечении обстоятельств могут стать заменителем H2O. «При высоких температурах возможна жизнь, основанная на сере и фосфоре вместо азота, — говорит Алексей Топунов, доктор биологических наук, заведующий лабораторией биохимии азотфиксации и метаболизма азота Института биохимии им. А. Н. Баха РАН. — Условия для этого могут быть на планете малой массы — скажем, на Меркурии. Почти не остается сомнений в том, что во Вселенной существуют альтернативные схемы органической химии, отличающиеся от нашей».

Изучением форм жизни, в корне отличных от земных, занимается довольно молодая наука — альтернативная биохимия. Она предполагает широкие, порой почти фантастические возможности для возникновения жизни. Это могут быть не только комбинации различных химических веществ, но и, например, такое явление, как зеркальная биохимия, при которой живые организмы имеют симметричную земной биохимическую основу. Если, скажем, на нашей планете жизнь зиждется на D-углеводах и L-аминокислотах, то в других условиях, наоборот, все основано на L-углеводах и D-аминокислотах. «Такая возможность не противоречит ни одному из известных на сегодня законов природы», — замечает Алексей Топунов.

Рисуя поражающие воображение картины «другой» жизни, ученые предупреждают уже сейчас, что контакт с представителями иных миров, построенных по альтернативным химическим формулам, может окончиться плачевно для обеих сторон. Скажем, британский астробиолог Уильям Бейнс считает возможной жизнь на отдаленном от Солнца Титане, температура поверхности которого составляет минус 180 градусов по Цельсию, а под едкими оранжевыми облаками плещутся целые океаны жидкого метана. «Жизни требуется жидкость, — замечает Бейнс. — И если на Титане есть развитые живые организмы, их кровь должна представлять собой не водный раствор, а раствор метана. Вся их биохимия кардинально отлична от нашей. В целом она должна быть куда более химически активной». Гость с Титана, попав в нашу комнатную температуру, вскипит, выбрасывая в воздух высокореактивные и токсичные соединения фосфора и серы.

Что уж говорить о мирах, которые, возможно, лежат за пределами нашей Вселенной! «Пока что мы фантазируем в рамках таблицы Менделеева, поскольку другой в нашем мире нет и не может быть, — говорит Николай Кардашев, академик РАН, директор Астрокосмического центра ФИАН. — Пытаясь заместить один жизненно важный элемент другим, мы и не предполагаем, что где-то за границами нашего мира могут существовать другие законы природы, иная физика, а значит, и химия совсем не такая, как у нас. Каким-то образом попав в такой мир, мы вряд ли выживем — произойдет мгновенная аннигиляция, и нас просто не будет». Может быть, именно поэтому мы никак не встретимся с братьями по разуму и именно поэтому такой встречи ждать не стоит и в будущем. Слишком мы разные.

Элементы жизни - почему не кремний и не фтор

Углеродный шовинизм