Наука и технологии 20 февруари 2025 г. · 0 коментара
Колко вероятно е еволюцията на интелигентния живот? Кредит за изображение: CC BY-SA 4.0 PABLO CARLOS BUDASSI
Беше невероятно малко вероятно интелигентният живот да се развие на нашата планета – но може би не толкова малко вероятно, както се смяташе по -рано.
Даниел Брейди Милс, Джейсън Райт и Дженифър Л. Макалади: Популярен модел на еволюция заключава, че е невероятно малко вероятно човечеството да се развива на земята и че извънземната интелигентност е изчезнало рядко.
Но като експерти по заплетената история на живота и нашата планета, ние предлагаме коеволюцията на живота и повърхностната среда на Земята да се разгърне по начин, който прави еволюционния произход на човешката интелигентност в по -предвидим или очакван резултат, отколкото общо смятат.
Моделът с твърди стъпки
Някои от най -големите еволюционни биолози от 20 -ти век отлично отхвърлиха перспективата за човешки интелигентност отвъд Земята.
Това мнение, здраво вкоренено в биологията, независимо получи подкрепа от физиката през 1983 г. с влиятелна публикация на Брандън Картър, теоретичен физик.
През 1983 г. Картър се опитва да обясни това, което нарече забележително съвпадение: близкото приближение между прогнозния живот на Слънцето – 10 милиарда години – и времето, което Земята отне да произвежда хора – 5 милиарда години, закръглявайки.
Той си представяше три възможности. В едно, интелигентният живот като хората обикновено възниква много бързо на планетите, геологически погледнато – в може би милиони години. В друго, той обикновено възниква в около времето, което отне на земята. И последно той си представяше, че Земята има късмет – обикновено ще отнеме много повече време, да речем, трилиони години, за да се формира такъв живот.
Картър отхвърли първата възможност, защото животът на Земята отне толкова много повече от това. Той отхвърли второто като малко вероятно съвпадение, тъй като няма причина процесите, които управляват живота на Слънцето – ядрен синтез – просто трябва да имат същия времеви диапазон като биологичната еволюция.
Така Картър кацна на третото обяснение: този човек, подобен на човека, отнема много повече време, отколкото времето, осигурено от живота на звезда.
За да обясни защо човешкият живот отне толкова време, Картър предложи, че той трябва да зависи от изключително малко вероятно еволюционните стъпки и че Земята има изключително късмет, че ги е предприела всички.
Той нарече тези еволюционни стъпки тежки стъпки и те имаха два основни критерия. Едно, тежките стъпки трябва да са необходими за човешкото съществуване – което означава, че ако не се бяха случили, тогава хората няма да са тук. Второ, тежките стъпки трябва да имат много ниски вероятности да се появяват в наличното време, което означава, че те обикновено изискват времеви диапазони, които наближават 10 милиарда години.
Съществуват ли твърди стъпки?
Физиците Франк Типлер и Джон Бароу прогнозираха, че тежките стъпки трябва да са се случили само веднъж в историята на живота – логика, взета от еволюционната биология.
Ако еволюционната иновация, необходима за човешкото съществуване, беше наистина невероятна в наличното време, тогава това вероятно нямаше да се случи повече от веднъж, въпреки че трябва да се е случило поне веднъж, тъй като ние съществуваме.
Например, произходът на нуклеирани – или еукариотни клетки е една от най -популярните твърди стъпки, които учените са предложили. Тъй като хората са еукариоти, човечеството нямаше да съществува, ако произходът на еукариотичните клетки никога не се е случвал.
На универсалното дърво на живота целият еукариотичен живот пада върху точно един клон. Това предполага, че еукариотните клетки произхождат само веднъж, което е в съответствие с това, че произходът им е малко вероятно.
Другите най -популярни кандидати с твърда стъпка – произходът на живота, фотосинтезата, произвеждаща кислород, многоклетъчните животни и човешката интелигентност – всички споделят един и същ модел. Те са ограничени до един клон на дървото на живота.
Както обаче твърди еволюционният биолог и палеонтолог Геерат Вермей, има и други начини да се обясни защо тези еволюционни събития изглежда са се случили само веднъж.
Този модел на очевидно единствен произход може да възникне от загубата на информация поради изчезване и непълнотата на изкопаемия запис. Може би тези иновации се развиват повече от веднъж, но само един пример за всеки оцеля до съвременния ден. Може би изчезналите примери никога не са се вкарали или палеонтолозите не са ги разпознали в записа на изкопаемите.
Или може би тези иновации се случиха само веднъж, но защото можеха да се случат само веднъж. Например, може би първата еволюционна линия за постигане на една от тези иновации бързо изпревари други подобни организми от други родове за ресурси. Или може би първата линия е променила глобалната среда толкова драматично, че други линии загубиха възможността да развият същата иновация. С други думи, след като стъпката се случи в една линия, химическите или екологичните условия бяха променени достатъчно, че други родове не могат да се развият по същия начин.
Ако тези алтернативни механизми обясняват уникалността на тези предложени тежки стъпки, тогава никой от тях всъщност не би се класирал като тежки стъпки.
Но ако никоя от тези стъпки не беше трудна, тогава защо човешката интелигентност не се е развила много по -рано в историята на живота?
Еволюция на околната среда
Геобиолозите, реконструиращи условията на древната земя, лесно могат да излязат с причини, поради които интелигентният живот не се е развил по -рано в историята на Земята.
Например 90% от историята на Земята измина преди атмосферата да има достатъчно кислород, за да поддържа хората. По същия начин, до 50% от историята на Земята измина преди атмосферата да има достатъчно кислород, за да поддържа съвременните еукариотни клетки.
Всички кандидати с твърда стъпка имат свои собствени екологични изисквания. Когато земята се е образувала, тези изисквания не са били на мястото си. Вместо това те се появиха по -късно, тъй като земната повърхностна среда се промени.
Предполагаме, че тъй като Земята се променя физически и химически с течение на времето, неговите повърхностни условия позволяват по -голямо разнообразие от местообитания за живот. И тези промени действат на геоложки времеви диапазони – милиарди години – обясняват защо предложените твърди стъпки се развиват, когато го направиха, и не много по -рано.
В този възглед хората възникват, когато са го направили, защото земята е обитаема за хората само сравнително наскоро. Картър не е разгледал тези точки през 1983 г.
Движение напред
Но все още могат да съществуват тежки стъпки. Как учените могат да тестват дали го правят?
Учените от Земята и живота биха могли да работят заедно, за да определят кога земната повърхностна среда за първи път се подкрепя за всяка предложена твърда стъпка. Учените от Земята също биха могли да прогнозират колко по -дълга земя ще остане обитаема за различните видове живот, свързани с всяка предложена твърда стъпка – като хора, животни и еукариотни клетки.
Еволюционните биолози и палеонтолозите биха могли да ограничат по-добре колко пъти се е появил всеки твърд кандидат. Ако те се появиха само веднъж всеки, те можеха да видят дали това идва от вродената им биологична невероятност или от факторите на околната среда.
И накрая, астрономите биха могли да използват данни от планети извън Слънчевата система, за да разберат колко общи са планетите за хостинг на живота и колко често тези планети имат кандидати с твърда стъпка, като фотосинтеза, произвеждаща кислород и интелигентен живот.
Ако нашето мнение е правилно, тогава Земята и животът са се развили заедно по начин, който е по-типичен за планетите за поддържане на живота-не по редкия и невероятен начин, който предсказва моделът с твърди стъпки. Тогава човешката интелигентност би била по -очакван резултат от еволюцията на Земята, а не от космическия флук.
Изследователи от различни дисциплини, от палеонтолози и биолози до астрономи, могат да работят заедно, за да научат повече за вероятността от интелигентен живот да се развива на земята и на други места във Вселената.
Ако еволюцията на човешкия живот е била по-вероятна, отколкото прогнозира моделът на твърди стъпки, тогава е по-вероятно изследователите да намерят доказателства за извънземна интелигентност в бъдеще.
Даниел Брейди Милс, докторантура по геомикробиология, Университета на Максимилиан Максимилиан; Джейсън Райт, професор по астрономия и астрофизика, Penn State, и Дженифър Л. Макалади, професор по геоскоукация, щат Пен
Тази статия е преиздадена от разговора под лиценз Creative Commons.
Прочетете оригиналната статия.
Източник: Разговорът | Коментари (0)