Текст книги "Путеводитель зоолога по Галактике. Что земные животные могут рассказать об инопланетянах – и о нас самих"

Это довольно интригующие вопросы, на которые непросто ответить, и есть немало книг, где подробно изложено современное состояние научных исследований в этих областях[34]34
  Из более специализированной литературы можно прочитать: Чарльз Кокелл. Астробиология: Изучение жизни во Вселенной (Astrobiology: Understanding Life in the Universe by Charles S. Cockell, 2020), но достаточно много и популярных книг на эту тему, например: Лукас Джон Микс. Жизнь в космосе: Астробиология для всех (Life in Space: Astrobiology for Everyone by Lucas John Mix, 2009).


[Закрыть]. Но если оставить в покое животрепещущий вопрос о том, как устроена жизнь, можно увидеть, что теория эволюции объясняет нам, как жизнь развивается. И что удивительно, ответ на последний вопрос не особенно зависит от того, основан метаболизм на жидкой воде или на жидком метане.

Поэтому, взирая на все многообразие земных животных, а особенно на их функциональное многообразие, несложно прикрыть глаза и вообразить на их месте огромное разнообразие инопланетных существ. Когда Мэри и Джозеф Эннинги обнаружили ископаемые остатки ихтиозавра, они смогли достаточно хорошо представить себе его образ жизни и поведение, хотя ни один человек никогда не видел это существо живым. Можно сказать, что это животное во всех отношениях было «инопланетным». И тем не менее ихтиозавр, а также, возможно, его аналоги на других планетах, приобрели свои специфические характеристики в силу неумолимого и зачастую предсказуемого воздействия естественного отбора. Если забыть о внешней форме животных на нашей планете и сосредоточиться на том, как они живут и взаимодействуют, то они, вероятно, в этом не так уж сильно отличаются от своих собратьев во всей Вселенной. В других разделах книги я расскажу, как можно сделать вполне определенные предсказания о том, что эти собратья из себя представляют.

3
Кто такие животные и кто такие инопланетяне?

Я разговариваю с пауками в ванной – уговариваю их выползать и спасаться, но они меня не слушают. Для меня очевидно, что я пытаюсь помочь им, очутившимся в страшной белой котловине, окруженной скользкими крутыми горами, откуда им не выбраться; но они явно не понимают, что я их друг. Когда я протягиваю им бумажку, они не забираются на нее, а если и забираются, то соскакивают сразу, как только я начинаю вытаскивать их из ванны. Все это время я пытаюсь убедить их принять мою помощь. Почему? Давным-давно я читал, что лучший способ убрать паука из ванны, не навредив ему – это перекинуть через край полотенце, чтобы паук заполз на него и выбрался. Я редко так поступаю, но не из опасения, что пауки потом обоснуются в этом самом полотенце, а потому, что этот способ представляется мне обезличенным, отстраненным. Мне хочется поговорить с ними, объяснить свои добрые намерения.

Я веду себя странно, но вполне ожидаемо. У нас есть тяга разговаривать с животными, пусть они нас и не понимают. Для нас статус «животного» подразумевает особую значимость. Но что такое, с нашей точки зрения, животное? Мы как будто осознаем связь между собой и всеми остальными представителями животного мира. Так как же мы определяем, что делает животное… животным? Почему мы готовы разговаривать с пауком, но не с грибом? Притом мы разговариваем, ожидая той или иной степени понимания, с существами, настолько непохожими на нас, насколько это вообще можно вообразить. Даже дождевой червь представляется достойным собеседником (пусть беседа и выходит несколько односторонней). Будем ли мы чувствовать то же самое, встретившись с инопланетными существами? И сможем ли мы вообще распознать в них «животных»?

Мы инстинктивно понимаем, что у нас есть нечто общее со всеми животными, хотя толком не осознаем, что именно, но речь явно не идет о физическом облике; мы просто каким-то образом знаем, что все мы – я, вы, паук и дождевой червь – принадлежим к одной группе, называемой «животными». Можем ли мы – как широкая публика, так и научное сообщество – прийти к единому мнению относительно того, что значит понятие «животное»? А если мы сумеем сформулировать приемлемое для всех определение этого понятия для обитателей Земли, будет ли оно применимо к существам других миров? Конечно, люди рано или поздно придут к единому определению. Мы склонны отождествлять себя с животными – как бы мы их не определяли, – и это влияет на наше отношение к ним как в этическом плане, так и в социальном. На случай, если вас удивляет, что по вопросу «что такое животное?» все еще возможны разногласия, примите к сведению, что законодательство штата Кентукки определяет животное как «всякое теплокровное живое существо, не являющееся человеком»[35]35
  Статуты штата Кентукки, новая редакция [KRS 446.010 (2)].


[Закрыть]. То есть по законам Кентукки рыбы и рептилии – не животные! А следовательно, на них не распространяются законы о защите животных от жестокого обращения, под которые подпадают млекопитающие.

Определяем «животное»: по форме или по функции?

Определение, кто является животным, а кто нет, – древнейшая проблема. Еще Аристотель мучился вопросом, к какой категории отнести губку (он решил – как оказалось, правильно, – что это животное). Со временем мы уточняем наши представления о границах между царствами живого и по мере усовершенствования наших технологий (микроскоп, химический анализ, секвенирование ДНК) уверяемся в том, что приблизились к некоей «верной» классификации. Но то, что великолепно удавалось естествоиспытателям на Земле, может не принести нужных результатов, если нам когда-нибудь придется применить эти принципы к жизни на других планетах.

Веками существовало два способа, которыми ученые пытались классифицировать живое. Со времен Древней Греции, с Аристотеля, чью работу продолжили упорные и педантичные натуралисты эпох Возрождения и Просвещения, люди пробовали классифицировать организмы по форме: как они выглядят, какой образ жизни ведут, из чего состоят и т. д. Этот самый очевидный подход – тот, которому нас обычно учат в школе, – импонирует нам, поскольку мы используем подобный структурно-функциональный подход для классификации большинства неодушевленных предметов в мире: если этим открывают консервную банку, значит, это консервный нож. Улавливая сходство между объектами, маленькие дети учатся обобщать: это собака, и это собака, хотя они – не одна и та же собака. Таким же образом ученые с древности до наших дней пытались вывести ясные правила, разделяющие организмы на четкие группы: если это собака, то это не кошка.

Несомненно, астробиологи тут могут ступить на минное поле. Инопланетные организмы, скорее всего, будут значительно отличаться от земных животных, но также может оказаться, что у них много общего. Если ребенок покажет на инопланетное существо и скажет «собачка», из этого не обязательно следует, что мы должны распространить наше определение собаки на инопланетных собакоподобных существ. Для предварительной классификации требуется что-то еще, помимо формы. Разнообразие существ, которое мы наблюдаем, необходимо рассматривать во всей его целостности, учитывая также связи между группами, равно как и между особями.

Доскональное изучение сходств между животными и растениями, наряду с их различиями, позволило шведскому биологу Карлу Линнею предложить стройную систему, основанную на иерархии групп: собака – хищник, подобно медведям, тиграм и енотам, и так же, как все они, собака является млекопитающим, а все млекопитающие относятся к животным, и т. д. Эта система распределения всего живого по иерархическим группам оказалась столь продуктивной, что линнеевская классификация в своей основе сохраняется и по сей день.

И все же этот структурно-функциональный подход к классификации порождает весьма занятные дилеммы. Например, почти 2000 лет ученые вслед за Аристотелем определяли животных как организмы, наделенные пятью обязательными признаками: движением, чувствами, пищеварением, размножением и физиологией (то есть внутренним механизмом, благодаря которому они функционируют). Однако у многих существ, чья принадлежность к животным несомненна – например, у устриц, – не хватает одного или более из этих признаков. В частности, размножение морских животных наблюдать не всегда легко, поэтому люди сомневались, относятся ли вообще моллюски к животным – ведь никто не видел, как они спариваются или рожают детенышей.

Это предостережение будущим исследователям внеземной жизни: не следует полагать, что размножение будет наблюдаться в знакомых нам формах, типичных для птиц и млекопитающих, когда самец оплодотворяет самку, а та вынашивает потомство (по крайней мере, на каком-то отрезке жизненного цикла). Если не учесть возможность, что оплодотворение может происходить вне тел обоих родителей, мы вообще можем не распознать, что имеем дело с размножением.

Сравнивать виды, рассматривая их сходство и различия, тоже довольно сложно, если мы не знаем наверняка, какие признаки существенны, а какие нет, в особенности если это приводит к противоречивым выводам. Птицы летают, и нетопыри летают: значит ли это, что нетопыри – птицы? Как вы помните из раздела 2, это не так: в действительности они не похожи на птиц, потому что их тело покрыто шерстью, а не перьями, и они рожают живых детенышей, а не откладывают яйца. Здесь встает более фундаментальная проблема, чем просто невозможность подобрать такой набор правил, который помог бы нам составить приемлемую классификацию животных. Откуда нам известно, что летучие мыши – не птицы? Что более существенно для определения категории – наличие крыльев или наличие шерсти? Аналогичные, даже более жаркие споры кипели на протяжении многих веков по поводу классификации китов и дельфинов. В наши дни легко смеяться над утверждением Аристотеля, будто киты относятся к рыбам: ведь известно, что они дышат воздухом и рожают живых детенышей, как все прочие млекопитающие. Однако Аристотель был скрупулезным и последовательным наблюдателем, он тщательно фиксировал все данные о китах и дельфинах, включая то, что они дышат воздухом, что у них есть легкие и дыхала, они теплокровны и выкармливают потомство молоком из молочных желез. Он отмечал сходство дельфина с человеком и лошадью, но, не обладая современными знаниями об эволюции, понимал, что отсутствие ног – слишком серьезная помеха тому, чтобы включить наших водных родственников в мир млекопитающих[36]36
  Сюзанн Гибсон. Животное, растение, минерал? Как наука XVIII в. нарушила естественный порядок вещей (Animal, Vegetable, Mineral? How Eighteenth-Century Science Disrupted the Natural Order by Susannah Gibson, 2015).


[Закрыть]. Поэтому отнести дельфинов и китов к «рыбам» казалось более естественным. Ученые натуралисты соглашались с этим определением, пока Линней не произвел комплексный пересмотр сходств и различий между млекопитающими и рыбами, по итогам которого в 1758 г. объявил китов и дельфинов млекопитающими. Обаяние структурно-функционального подхода велико, но для точной классификации могут оказаться достаточно важными небольшие различия. Что важнее – то, что киты дышат воздухом (как млекопитающие), или то, что они живут в море (как рыбы)? Столетие спустя точка в этом споре еще не была поставлена; Герман Мелвилл в романе «Моби Дик» (1851) писал:

…для некоторых по сей день остается спорным вопрос, является ли кит рыбой. ‹…› Да будет вам известно, что я, с порога отказываясь от всякого обсуждения, присоединяюсь к мудрому старинному взгляду, согласно которому кит – рыба, и призываю святого Иону засвидетельствовать мою правоту.

…Разрешив этот основной вопрос, мы должны теперь выяснить, каковы те внутренние особенности, которые характеризуют кита в отличие от других рыб. Выше я уже привел основные положения Линнея. Вкратце они сводятся к следующему: кит имеет легкие и теплую кровь, тогда как другие рыбы хладнокровны и легких не имеют[37]37
  Мелвилл Г. Моби Дик / Пер. с англ. И. Берштейн.


[Закрыть].

Как и многие сегодняшние читатели его романа, Мелвилл ошибочно полагал, что животное, покаравшее Иону, было китом, хотя в оригинале Библии говорится лишь о «большой рыбе»[38]38
  Иона 1:17; в церковнославянском и русском переводах – «кит». – Прим. пер.


[Закрыть]. Маловероятно, что 2500 лет назад, когда была написана Книга пророка Ионы, люди понимали разницу или эта разница их волновала – в конце концов, кит выглядит как большая рыба! Однако в рассуждениях Мелвилла важно то, что киты могут всерьез рассматриваться как всего лишь теплокровные рыбы с легкими. Тут нет логического противоречия: почему бы не рассматривать китов как рыб, если мы избираем классификацию, основываясь на внешнем виде? Все зависит от того, какие признаки вы считаете более существенными – в данном случае физиологию или поведение.

Значит, классификация животных по форме – внешнему виду или строению – не всегда дает обещанную ясность категорий. У любого правила, которое только приходит на ум, обязательно найдется слишком много исключений. «Птицы летают» – кроме страусов, пингвинов, эму, какапо и некоторых других. «Млекопитающие не откладывают яйца» – если это не утконос или ехидна. На самом деле наличие многочисленных исключений вполне закономерно в свете эволюционного развития. Птицы летают, но некоторые из них в ходе позднейшей эволюции отказались от полета, потому что им удобнее плавать или бегать. Млекопитающие, как правило, не откладывают яйца, но их предки откладывали, поэтому у некоторых потомков эта особенность сохранилась. Птиц делает «птицами», а млекопитающих «млекопитающими» их эволюционное наследие: они происходят от предков птиц и предков млекопитающих. Но лишь в XIX в. нашелся человек, способный совершить этот огромный переворот в мышлении.

Новый критерий: родословная

Всего 150 лет назад, причем буквально в одночасье, наш метод и даже сам принцип, лежащий в основе классификации живого, кардинально изменились. С тех пор как Дарвин объявил, что все современные формы жизни происходят от более ранних, наука о принципах классификации живых организмов, (систематика) сместила акценты: классификация должна основываться на происхождении, а не на внешности, форме или функции. «Ведет ли кит себя как рыба?» – неверная постановка вопроса. Следует спрашивать: «Насколько близко родство между китом и рыбой?» Хотя для нас этот подход кажется совершенно очевидным, сама идея, что кит может быть родственником лягушки или даже гриба, пусть и отдаленным, Аристотелю показалась бы абсурдной. Но посмотрите, насколько элегантен этот новый метод. Старые категории «царств» живого – животных, растений и протистов (микроорганизмов) – сохранились, но обрели не просто описательный смысл. Отныне они представляли корни отдельных родословных деревьев – патриархи и матриархи генеалогической системы, которую было легко понять по аналогии с человеческими семейными родословными. Как у Шекспира в трагедии «Ромео и Джульетта» – если вы принадлежите к семейству Монтекки, вы Монтекки и все ваши родственники Монтекки, тогда как у семьи Капулетти собственное родословное древо. И вместе с тем все эти семейные деревья связаны воедино в одно большое Древо Жизни. Даже враждующим Монтекки и Капулетти приходится признать, что когда-то у них был общий предок.

Если применять этот принцип более широко, тот факт, что у нас и всего живого на Земле один и тот же общий предок, означает, что жестких границ между любыми двумя группами организмов больше нет. Можно даже вычислить, как давно жил наш общий прапрапредок с любым другим видом. Родословное древо, приведенное ниже, даст вам представление о том, когда жили наши предки, общие с некоторыми хорошо известными существами, например волком. В данном случае общий предок был мелким пушистым млекопитающим (о котором мало что известно), жившим во времена тираннозавров, и часть его потомков стала хищниками, а часть – приматами, как мы. Чтобы найти нашего общего предка с золотой рыбкой, понадобится перенестись гораздо дальше в прошлое – задолго до эпохи динозавров. Еще более отдаленной окажется наша общая история с растениями и грибами – она теряется в глубокой древности, до появления первых записей в палеонтологической летописи. Даже насекомые отделились от наших собственных предков сразу же, как только первые животные стали занимать разные ниши и диверсифицироваться в мириады форм.

В настоящее время эти родственные связи можно вычислять только путем досконального изучения генетического сходства и различия разных видов, но в самих датировках остается еще много неясного, и дальнейшие научные исследования помогут нам точнее разобраться, что и когда происходило с нашими предками. Наша общая родословная с бактериями вроде кишечной палочки (Escherichia coli) восходит к самой заре жизни, к моменту вскоре после того, как Земля достаточно остыла, чтобы образовались первые сложные органические молекулы. Непосредственно у основания древа, как считается, находится наш последний универсальный общий предок LUCA (сокращение от Last Universal Common Ancestor не имеет никакого отношения к песне «Лука» Сюзанны Вега 1987 г., хотя в ее тексте есть весьма подходящая строчка: «Не спрашивай меня, что это было»).

Независимо от того, существовал ли один общий предок или это было нечто более сложное (например, множество микроорганизмов, обменивавшихся ДНК в рамках своего рода генетической коммуны), слово «универсальный» в данном случае вводит в заблуждение. Предок всего живого на нашей планете был почти наверняка землянином, и вряд ли по нему можно судить об общих предках живых существ в других частях Галактики. Даже если жизнь зародилась на Марсе и попала на древнюю Землю с метеоритами, она все-таки остается жизнью, возникшей в Солнечной системе, и не имеет отношения к миллиардам других планет в Галактике.

Впрочем, недостаток точных сведений о корнях древа не умаляет привлекательности этого элегантного и, прямо скажем, обоснованного метода классификации всего живого. Метод родословных деревьев оказался так заманчив, что с тех пор, как был принят, он ни разу не подвергался сомнению. Хотя сомнения должны были бы возникнуть. Ведь, если исключить случайный перенос живой материи с одной планеты на другую, можно не сомневаться, что инопланетная жизнь не имеет общих предков ни с нами, ни с любыми другими организмами Земли. Классификация, основанная только на родстве, а не на форме или функции, исключает всех инопланетян, независимо от того, насколько они похожи на нас, из категории «животных».

Важно ли это? Вероятно, важно. В многочисленных научно-фантастических произведениях изображаются инопланетные виды, подобные животным: песчаные черви в «Дюне», Эдгар-жук из «Людей в черном» и чуть ли не все инопланетяне из «Звездных войн», в первую очередь Чубакка и эвоки. Правдоподобны эти образы или не очень, наша эмоциональная реакция на обитателей других миров, если те окажутся похожими на животных, будет аналогична нашей реакции на земных животных, независимо от наличия общих предков. Чисто технический вопрос, следует ли нам относить инопланетян к животным, кажется пустячным в сравнении с этическим и эмоциональным вопросом: следует ли нам относиться к ним как к животным? В рамках задач астробиологии, возможно, логичнее и полезнее будет при решении вопроса об их классификации рассматривать как эволюционное происхождение организмов, так и их свойства.

Все ли зависит от родства?

Мы уже признаем, что родство – не единственный критерий, определяющий наши отношения с другими животными на планете. За последние десять лет нас захлестнул шквал судебных дел о присвоении «прав человека» животным. Самый знаменитый случай – когда в одном из судов Нью-Йорка рассматривался иск о присвоении права на неприкосновенность личности двум шимпанзе, Геркулесу и Лео, которых использовали для проведения медико-биологических экспериментов в Университете штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук[39]39
  https://www.nonhumanrights.org/blog/hercules-leo-project-chimpssanctuary/.


[Закрыть]. Хотя общество и суды, похоже, еще не готовы наделить животных полноценными человеческими правами (вопрос, который будет обсуждаться в разделе 11), законы, защищающие животных как таковых (от жестокого и ненадлежащего обращения), продолжают укрепляться. Но теперь мы сталкиваемся с новой проблемой: как мы определяем, какие животные заслуживают защиты, а каких можно истреблять по своему желанию? Судебное дело Университета в Стоуни-Брук показывает, насколько сильные эмоции мы испытываем по отношению к нашим ближайшим родственникам – у большинства людей страдания шимпанзе вызывают неприятные переживания, так как эти животные – самые близкие наши родственники (наш общий предок жил всего 6 млн лет назад) и похожи на нас по поведению, мимике, а также, скорее всего, по эмоциям.

Возьмем, например, дельфинов, чье поведение внешне напоминает человеческое и обеспечивает им всеобщую симпатию. В 2013 г. индийские власти решили запретить содержание дельфинов и китов в неволе ради развлечения, отметив, что «некоторые ученые» предлагали считать дельфинов «нечеловеческими личностями». Но крысы нам куда более близкая родня, чем дельфины, однако при этом родственные связи с человеком не спасают крыс от регулярного уничтожения. Дельфины, при всех особенностях поведения, сходных с человеческими, гораздо более дальние наши родственники, чем, допустим, летучие мыши-вампиры, у которых, как и у крыс, тоже весьма дурная слава. В действительности вампиры – вполне общественные и альтруистичные животные, они делятся пищей с голодными особями, которые не смогли вылететь на охоту (раздел 7). Если взглянуть глубже, не только на внешние формы поведения, можно также убедиться, что мозг дельфина во многих отношениях гораздо больше напоминает мозг летучей мыши, чем человеческий. Это может оказаться неожиданностью для людей, считающих, что интеллект дельфина говорит о том, что его мозг похож на мозг человека. Об этом не стоит забывать, обсуждая вопрос, будет ли мозг внеземных существ, таких же разумных, как и мы, подобен нашему.

Мозг дельфинов и мозг летучих мышей имеет определенное сходство потому, что те и другие нуждаются в необычайно сложной системе обработки данных, полученных с помощью собственных уникальных систем эхолокации. Животное издает сложные звуки, а затем слушает отраженное эхо, чтобы получить сведения о мире вокруг себя без помощи зрения. Эта обработка сенсорной информации происходит в мозжечке, отделе мозга, который у дельфинов и рукокрылых пропорционально крупнее, чем куда более скромная кора головного мозга – та его часть, которую принято связывать с интеллектом. Данный факт говорит о том, что физическое сходство – в особенности физическое сходство в строении мозга – не такой уж хороший критерий, чтобы предсказать, насколько инопланетный вид будет похож на нас.

В 2010 г. Евросоюз ввел строгие законодательные ограничения на использование животных в лабораторных опытах. Директива касается всех позвоночных животных – млекопитающих, птиц, рептилий, рыб и амфибий, но не беспозвоночных, таких как насекомые и черви, которые, как считается, отличаются недостаточным когнитивным развитием, чтобы «страдать» в человеческом понимании. Однако закон делает особое исключение для осьминогов и родственных им видов, поскольку те явно проявляют признаки интеллекта и, вероятнее всего, наделены чувствами. Постоянно приходится слышать истории о том, как осьминоги поднимают крышку аквариума, переползают по полу в другой аквариум, съедают там рыбу и затем возвращаются «домой», снова закрыв крышку. Директива Евросоюза основывается на предположении, что осьминоги способны чувствовать не только боль, но также скуку, отвращение и страх, однако складывается впечатление, что мы просто представляем себя на их месте. Осьминоги и прочие головоногие моллюски вызывают у нас сопереживание и интерес, несмотря на то что наш с осьминогом общий предок жил 800 млн лет назад, а значит, осьминоги нам не более близкие родственники, чем любые другие животные! Когда дело доходит до определения, в чем животные «похожи на нас», степень родства явно не единственный фактор. Итак, возможно ли определение животного, не зависящее от родословного древа?