Читать интересную книгу Самое грандиозное шоу на Земле - Ричард Докинз

Могло ли случиться так, что жизнь возникла дважды, и оба раза с одним и тем же кодом из 64 «слов»? Крайне маловероятно. Чтобы это произошло, вариант кода должен иметь существенные преимущества перед другими, и в этом случае происходил бы естественный отбор, направленный на улучшение кода. Однако такие обстоятельства можно считать невероятными. Фрэнсис Крик отметил, что генетический код представляет собой «замороженную случайность», которая если уж произошла, то изменить ее очень сложно или невозможно. Любая мутация в самом генетическом коде (а не в генах, которые он кодирует) будет иметь катастрофические последствия для всего организма. Если любое из 64 «слов» кода изменит смысл, то есть начнет кодировать другую аминокислоту, практически каждый из белков организма немедленно изменится, причем, вероятно, по всей своей длине. В отличие от обычной мутации, которая в состоянии, например, слегка удлинить конечность, укоротить крыло или затемнить глаз, изменение генетического кода мгновенно поменяет все, во всем теле. Это означает катастрофу. Несколько теоретиков в разное время предлагали прекрасные варианты эволюции собственно генетического кода, способы «разморозки» «замороженной случайности»[201]. Однако сколь бы они ни были интересны, я уверен, что каждое из живых существ, генетический код которых мы смогли расшифровать, происходит от одного и того же предка. Программы высшего уровня, обеспечивающие функционирование различных форм жизни, могут отличаться чрезвычайно сильно, однако все они записаны на одном и том же «машинном языке».

Мы, конечно, не можем полностью исключить возможность появления других «машинных языков» у существ, которые к сегодняшнему дню вымерли — своеобразных эквивалентов вымышленных гарумскариот. Известный физик Пол Дэвис вообще отмечает[202], что мы не прикладывали существенных усилий к тому, чтобы выяснить, нет ли гарумскариот (он, конечно, не использовал это слово) в потаенных уголках планеты. Он признает, что это не слишком вероятно, но, встав на позицию человека, который ищет ключи под фонарем, а не там, где потерял, он говорит, что дешевле и проще осмотреть собственную планету, прежде чем пытаться искать на других. Я возьму на себя смелость письменно утверждать, что профессор Дэвис не найдет ровным счетом ничего и что все ныне живущие формы жизни на нашей планете используют один и тот же «машинный код» и, соответственно, происходят от одного предка.

«Между тем как наша планета продолжает вращаться согласно неизменным законам тяготения»

Человечество узнало о цикличности в природе задолго до того, как осознало их. Самый заметный цикл — смена дня и ночи. Тела, самостоятельно перемещающиеся в космосе или обращающиеся вокруг других тел под действием гравитации, естественным образом вращаются вокруг своей оси. Исключения из этого правила существуют, но наша планета к ним не относится. Сейчас период ее вращения составляет примерно 24 часа (прежде Земля вращалась быстрее). Мы видим это каждый день, наблюдая за сменой дня и ночи.

Поскольку мы с вами обитаем на поверхности достаточно массивного небесного тела, наш взгляд на гравитацию несколько односторонен: мы рассматриваем ее как силу, которая притягивает все вокруг к центру Земли, то есть с нашей точки зрения — «вниз». Сила тяготения, однако, универсальна, и первым это понял Исаак Ньютон. Во всей Вселенной она поддерживает тела на квазипостоянных орбитах вокруг других тел. Это касается и нас: мы воспринимаем обращение Земли вокруг Солнца как смену времен года[203]. Поскольку ось вращения Земли наклонена относительно оси обращения вокруг Солнца, половину года одно из полушарий планеты наклонено в сторону Солнца, и живущие на нем наслаждаются длинными днями и короткими ночами. Максимум приходится на лето. Во второй половине года, зимой, наблюдается обратный эффект: длинные ночи и короткие дни. В зимнее время в нашем полушарии солнечные лучи освещают поверхность планеты под меньшим углом. Благодаря меньшему углу между лучом и поверхностью Земли зимнее Солнце освещает большую площадь с меньшей эффективностью. Меньше фотонов на квадратный сантиметр — значит, холоднее. Меньше фотонов на квадратный сантиметр зеленого листа — значит, меньше фотосинтетической энергии. То же действие оказывают и длинные ночи, означающие меньшую длину светового дня. Лето и зима, день и ночь — наша жизнь подчинена циклам. Об этом говорил Дарвин, а прежде него — Писание: «Впредь во все дни земли сеяние и жатва, холод и зной, день и ночь не прекратятся».

Другие — не менее важные для жизни, но чуть менее очевидные циклы — также управляются гравитацией. В отличие от многих других планет, которые имеют несколько спутников, часто небольших, вокруг Земли обращается только один спутник, весьма массивный. Мы называем это небесное тело Луной. Она достаточно велика для того, чтобы оказывать существенный гравитационный эффект. Мы можем его наблюдать главным образом в приливных циклах: не только в быстром дневном цикле приливов и отливов, но и в более медленных месячных циклах весеннего половодья и квадратурных приливов (самой низкой воды в конце первой и третьей четвертей лунного цикла), вызываемых взаимодействием гравитационных эффектов Солнца и Луны, совершающей полный оборот вокруг Земли чуть меньше, чем за месяц. Приливные циклы особенно важны для организмов, обитающих в океане и прибрежной зоне, и люди иногда предполагают, что часть генетической памяти живших в воде предков отражается в репродуктивных циклах человека. По-моему, это чересчур, однако рассуждать о том, как изменилась бы жизнь, не будь на земной орбите Луны, можно долго и с интересом. Выдвигались даже предположения (на мой взгляд, беспочвенные), что земная жизнь без Луны вообще была бы невозможной[204].

Что если бы наша планета не вращалась вокруг своей оси? Будь одно из полушарий постоянно повернуто к Солнцу, как Луна повернута к Земле, там царил бы вечный, раскаленный как ад день. В другом же полушарии было бы невыносимо холодно. Смогла ли бы жизнь сохраниться в тонкой полоске сумерек на экваторе или глубоко под землей? Не думаю, что жизнь вообще появилась бы в столь недружественных условиях. Но если Земля начала бы постепенно останавливаться, времени на подготовку была бы масса, и, вполне возможно, некоторые бактерии сумели бы приспособиться.

Рассмотрим и другой вариант: Земля вращается, но ось вращения не наклонена по отношению к оси обращения вокруг солнца. Не думаю, что это исключило бы появление жизни. Смены зимы и лета не было бы: климатические условия были бы функцией от долготы и широты, а не от времени. Обитатели приполярных районов и высокогорий всегда жили бы зимой. Жизнь почти наверняка сохранилась бы, но жизнь без смены времен года была бы малоинтересной. Не было бы оснований для миграций, размножения в определенное время года, листопада, линьки и спячки.

Не обращайся наша планета вокруг звезды, жизнь, безусловно, была бы невозможной. Единственная альтернатива вращению вокруг звезды — бесконечный одиночный полет сквозь пустоту, темную, близкую по температуре к абсолютному нолю, вдали от источников энергии, способных побудить жизнь к развитию, движению — пусть на время и на ограниченном пространстве — против термодинамического градиента. Фраза Дарвина о «неизменных законах тяготения» — больше чем простой поэтический прием, призванный отразить невообразимую бесконечность и громадное время, прошедшее с момента возникновения планеты.

Небесное тело может находиться на более или менее постоянном расстоянии от источника энергии, только вращаясь вокруг звезды. Вблизи любой звезды, и наше Солнце не исключение, есть небольшая зона, купающаяся в тепле и свете, в которой возможны возникновение и эволюция жизни. При отдалении от звезды эта потенциально обитаемая зона быстро сокращается, подчиняясь закону обратных квадратов расстояния: количество тепла и света, достигающих объекта, уменьшается не пропорционально расстоянию от тела до звезды, а пропорционально квадрату этого расстояния. Нетрудно понять, почему это так. Представьте себе концентрические сферы с увеличивающимися радиусами и общим центром — какой-либо звездой. Ее энергия расходится во все стороны и равномерно распределяется по внутренней поверхности сферы. Площадь поверхности сферы пропорциональна квадрату ее радиуса. Таким образом, если сфера А отстоит от звезды вдвое дальше сферы Б, то же количество фотонов попадет на площадь в четыре раза большую. Именно поэтому внутренние планеты Солнечной системы — Венера и Меркурий — раскалены, а внешние (Нептун и Уран) темны и холодны (хотя и не настолько, как межзвездное пространство).

Второй закон термодинамики гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, следовательно, она может (в закрытой системе — должна) терять способность производить работу. Именно это подразумевается, когда речь идет о возрастании энтропии. Под работой подразумевается, например, закачка воды вверх или выделение углерода из атмосферного углекислого газа и встраивание его в ткани растения. Я упоминал в главе 12, что такие процессы возможны только в том случае, если в систему постоянно подается энергия, например электрическая, обеспечивающая работу водяного насоса, или солнечная, делающая возможным фотосинтез. Если закачать воду в водонапорную башню, она будет стремиться вниз. Часть энергии этого нисходящего потока можно использовать, чтобы вращать водяное колесо и таким образом вырабатывать электроэнергию. Ее, в свою очередь, можно направить на повторное закачивание воды вверх, но часть энергии всегда будет теряться. Если бы это было не так, мы построили бы вечный двигатель. Но это невозможно (и не бойтесь повторять это категоричным тоном).