О внеземных формах жизни

[-Rat-]

Разумеется, исключительно теоретические измышления В дискуссиях на тему "как могут выглядеть инопланетяне" много копий сломано. В разного рода научно-фантастическом творчестве (книги, игры, фильмы) часто можно встретить инопланетян немного или даже очень сильно похожих на людей. И часто этот момент подвергается критике, мол какова вероятность того, что на другой планете будут жизненные формы настолько похожие на нас? Даже гуманоидность ставится под сомнение.
Но давайте посмотрим на это с другой стороны. Есть такая удивительная вещь, как конвергентная эволюция. Этим термином обозначается явление возникновения сходных признаков у разных существ, развивающихся в сходных условиях и экологических нишах.
Вот, скажем, акула:

Это рыба

А вот это ихтиозавр:

Он рептилия, то есть от рыбы по линии эволюции очень далек, и внутреннем строением сильно отличается. Однако, несмотря на это, легко заметить ряд очень сходных черт во внешнем строении: тело обтекаемой формы с гладкой поверхностью. Имеются хвост и плавники сходного строения и расположения. В общем между ними поразительное сходство для животных разных классов

А это пингвин:


Он вообще птица. Но и тут налицо некоторое внешнее сходство. Все та же обтекаемая форма тела, перьевой покров устроен так, чтобы поверхность тела была гладкой. Крылья в качестве плавников. Тут отличий, конечно, больше, но условия среды не совсем те же самые, все-таки пингвины не живут непосредственно в воде. Однако, опять же, для птицы у него невероятное сходство с рыбами))

Едем дальше, дельфин:

Он вообще млекопитающее! Однако сходство во внешнем строении снова на лицо

А вот еще одно водное млекопитающее - дюгонь:

На всех предыдущих уже слабо похож, но... это может показаться невероятным, но с точки зрения эволюции это дальний родственник слона. Так вот, между слоном и рыбой, я, пожалуй, скажу, что с рыбой сходства больше

Еще пример. Вот это пума:

Семейство кошачьи

А вот это фосса:

Несколько похоже на кошку, хотя и не кошка, а дальний родственник мангустов.

Ну или еж:

и ехидна:

Тоже совсем разные семейства

Или волк и гиена:

Гиены не относятся к волчьим никаким боком. Опять же сложно вообразить, но они "родственники" кошачьим))

Даже крылья у птиц и летучих мышей - проявление конвергентной эволюции.

В общем к чему я это все. Как видите, даже у нас, на Земле, совсем разные по строению и происхождению животные могут быть внешне очень похожи вследствие развития в сходных условиях. Поэтому, если условия на другой планете сходны с земными (а в научной фантастике, как правило, так и есть), то вероятность возникновения там жизненных форм, сходных с земными хотя бы внешне, не равна нулю. Это скорее даже более вероятно, чем возникновение в таких условиях чего-то совершенно отличного. Так что не относитесь скептически к идее инопланетных гуманоидов, это не столь невероятно, как может показаться на первый взгляд

@темы: Космос, Мысли вслух, Природа

Comments

[Atandakil]

Другой вопрос - то у нас во внешности от приспособления, а что просто унаследовано от предков.

[-Rat-]

Atandakil, да у нас много чего характерного - именно результат приспособления. То же прямохождение, развитые кисти рук. Да и развитый мозг-то тоже результат приспособления. Так что на других похожих планетах, таким образом, тоже могут появится гуманоидные существа.

[Atandakil]

То же прямохождение, развитые кисти рук.

Если бы мы происходили от шестиногих или восьминогих существ, к примеру, прямохождение было бы не обязательным.

[-Rat-]

Atandakil, это да. Четыре конечности - это скорее просто наследственный признак. С другой стороны, если их именно четыре у очень многих животных (исключение лишь несколько отрядов, которые, при этом, "тупиковые", то есть они существуют в своем почти первозданном виде и дальше от них ничего не произошло. Например насекомые: они существуют ну очень давно, но за это время просто очень увеличили свое видовое разнообразие, никаких более сложных существ от них не произошло), то может быть, как раз четыре и есть оптимальное количество? Наверняка бывали всякие мутации, но если бы больше количество ног давало преимущество, то, наверное, мутация бы закрепилась?

[Atandakil]

С другой стороны, если их именно четыре у очень многих животных (исключение лишь несколько отрядов, которые, при этом, "тупиковые", то есть они существуют в своем почти первозданном виде и дальше от них ничего не произошло. Например насекомые: они существуют ну очень давно, но за это время просто очень увеличили свое видовое разнообразие, никаких более сложных существ от них не произошло), то может быть, как раз четыре и есть оптимальное количество?

Если вспомнить, что количество видов насекомых превосходит количество видов во всех остальных классах многоклеточных животных, а также разнообразие экологических ниш, ими занимаемых, именно насекомые выглядят наименее "тупиковой" формой.
Проблема насекомых - не в количестве ног, а в неудачной (только с точки зрения последующего развития) форме скелета и не слишком перспективном способе дыхания. Не сталкивайся насекомые с проблемой роста - они были бы весьма перспективным классом.

[-Rat-]

Atandakil, да я знаю, что не в ногах дело. Просто все равно факт того, что наиболее сложно организованные организмы имеют в большинстве случаев 4 конечности, остается фактом. Если бы шесть конечностей давало бы млекопитающим какое-то преимущество, то наверняка было бы хоть несколько видов животных с шестью конечностями. Я к тому, что не исключено, что на других похожих планетах живые существа тоже будут иметь четыре конечности.
А под "тупиковой" я имела в виду, что они не дали начало чему-то более сложному. Нет никого, кто бы происходил от насекомых. А вообще да, им явно и так неплохо живется.

[Atandakil]

Если бы шесть конечностей давало бы млекопитающим какое-то преимущество, то наверняка было бы хоть несколько видов животных с шестью конечностями.

Увы, уже нет. Количество конечностей у позвоночных зафиксировалось от ранних рыб и увеличиваться практически не могло. Уменьшаться - сколько угодно, но вероятность такой могучей мутации мала - к тому же, она не давала эволюционных преимуществ.
При этом если те же насекомые могли бы обзавестись возможностью неограниченного роста - вполне возможно, разумными существами оказались бы именно они.

[electrichk]

Да-да, тут Австралия классический пример отдельного мира, все эти сумчатые волки и сумчатые крысы тоже совершенно независимо развивались в общих экологических нишах.

[-Rat-]

При этом если те же насекомые могли бы обзавестись возможностью неограниченного роста - вполне возможно, разумными существами оказались бы именно они.

Да, вполне возможно. Но с особенностями их строения иметь бОльшие размеры крайне затруднительно))

electrichk, ага. Австралия вообще рай для эволюциониста))

[Atandakil]

Из-за их экзоскелета.

[-Rat-]

Atandakil, главным образом да, но не только. Я когда-то читала пространную статью об особенностях насекомых, мешающих им развиться в более крупные формы, но теперь уже всего не вспомню.

[Atandakil]

А жаль - интересно же!

[-Rat-]

Atandakil, ага. Потом попробую поискать, вроде на "Элементах" читала, но не факт, что найдется, давно дело было))

[electrichk]

Там что-то с дыханием, вроде бы у них дыхание происходит посредством диффузии воздуха через поверхность тела, а глубина такой диффузии ограничена, то есть начиная с некоторого размера кислород просто не будет доходить до центра тела.

[-Rat-]

electrichk, да, незамкнутая кровеносная система. Но у наших далеких предков тоже поначалу была незамкнутая, потом уже эволюция сделала свое дело. У насекомых этого так и не произошло. В той статье были какие-то мысли на тему того, что у насекомых появление замкнутой кровеносной системы невозможно в принципе.

[Double Creature]

-Rat-, спасибо за пост. Вспоминаю Ефремова, который говорил, что человечество в преддверии космической эры психологически готово увидеть самые экзотические формы инопланетной жизни и удивится, если инопланетные животные будут похожи на наших собак и кошек.
Интересно, а на социальную эволюцию эта конвергенция в какой степени может распространяться? В фантастических книгах и фильмах часто изображают инопланетян разной степени гуманоидности, цивилизации которых так или иначе воспроизводят атрибуты человеческого общества - экономику, религии, политику, армию (группу воинов с жесткими понятиями о чести), брак и отношения полов (в случае полового диморфизма вида)... Если у рептилий, рыб, птиц и млекопитающих, живущих в одной среде обитания, развиваются одинаковые механизмы приспособления и в итоге похожий экстерьер, то как Вы полагаете, насколько реально, что и общественные отношения будут развиваться схожими путями?

[-Rat-]

Double Creature, я хотела изначально и эту тему затронуть в посте, но потом решила не перегружать.
Напишу отдельным постом свои мысли по этому поводу, как только разберусь с утренними делами

[Atandakil]

Там что-то с дыханием, вроде бы у них дыхание происходит посредством диффузии воздуха через поверхность тела, а глубина такой диффузии ограничена, то есть начиная с некоторого размера кислород просто не будет доходить до центра тела.

Вот как раз это - не проблема, потому что трахейное дыхание для совершенствования нуждалось бы только в мышечном "приводе".
Другое дело - при том, что экзоскелет насекомых не позволяет им достигать больших размеров, им такое усовершенствование просто не нужно.

[-Rat-]

Atandakil, нет, это тоже влияет. Большие объемы крови уже не могли бы столь же эффективно перемешиваться и к каким-то участкам тела приток кислорода мог бы быть недостаточным.

[Atandakil]

Большие объемы крови уже не могли бы столь же эффективно перемешиваться

Хм. Наш способ дыхания достаточно близок к дыханию насекомых. И гемолимфа насекомых так же успешно циркулирует, и система могла бы стать полностью замкнутой.

[-Rat-]

Atandakil, у нас есть замкнутая кровеносная система и два круга кровообращения, то есть кровь с помощью сети сосудов направляется в нужные места (при этом даже объемы регулируется: где побольше кислорода нужно, там сосудов побольше и они покрупнее; где поменьше, там соответственно меньше), при этом насыщенная кислородом кровь и "отработанная" не перемешивается: насыщенная идет по большому кругу к органам, а лишенная кислорода идет по малому к легким. У насекомых не так: у них, грубо говоря, вся внутренняя полость залита кровью, которая в какую-либо систему не замкнута (есть только простейший орган, обеспечивающий ее постоянно перемешивание). Кровь, которая обогащается кислородом, просто перемешивается со всей остальной и эта смесь "омывает" все органы. Вот примерно так происходит у них транспорт кислорода. При больших размерах крайне затруднительно ее эффективно перемешивать.

[Fearen]

-Rat-, насекомые не развились просто потому, что у них есть ограничение на размер, которое зависит от количества кислорода в атмосфере.
На самом деле, как мне объяснял хороший биолог - мы не результат каких-то супер-крутых инженерных расчетов, а набор костылей. При чем, похоже, есть лимит на количество костылей в единицу объема и потом, добавив например пару рук, может отвалиться зрение или синтез какого-нибудь белка. Но как раз из-за набора этих костылей мы похожи на каких-то зверушек других видов. Дело в том, что есть предок чуть больше чем прадедушка, от которого произошли оба вида, якобы с конвергентной эволюцией. Может быть этот дедушка мало чем похож на обоих, но зато у него было ровно четыре конечности, которые унаследовали его "дети".
Так вот, костыли - это просто случайная переменная, которая вроде работает, а значит не надо её менять. Так вот при всех тех же входных данных типа условий жизни на планете рандомные костыли могут быть совсем другие и результат будет ну очень отличаться. Например большее количество "разумных инженерных решений" случайно совпавших в результате альтернативной революции могут открыть доступ к большему числу рандомных костылей. В эти "слоты" можно понапихать больше ног, глаз или вообще что-то совсем альтернативное.

[Atandakil]

При больших размерах крайне затруднительно ее эффективно перемешивать.

Пока у нас были маленькие размеры, мы вполне все перемешивали. Тут было бы желание - а перейти в ходе эволюции к замкнутой системе несложно.
А вот эволюционным путем обеспечить рост тела членистоногим было затруднительно. Особенно, на суше.

[-Rat-]

Fearen, если уж совсем глубоко копаться, то у всех животных общие предки)) Вот, скажем, если глубоко порыться в "генеалогическом древе", то наверняка можно докопаться до общего предка у дельфина и собаки. Только отчего-то дельфин похож на рыбу, а собака - нет. Дельфину, живущему в воде, понадобились "костыли" в виде плавников, а собаке в ее условиях "костыли" нужны были совсем иные. Суть эволюции в том и заключается, чтобы у животных появлялись нужные для условий обитания "костыли". И предки дельфина, совершенно точно, жили на суше, так что унаследовать от них обтекаемое тело или плавники дельфин не мог, это совершенно точно сформировалось по-новой. Так что конвергентная эволюция существует.
Да, эволюция не какой-то разумный и планируемый процесс: все возникает стихийно, могут появляться любые мутации. Но "вредные" естественным путем выбраковываются, полезные - закрепляются. Конвергентная эволюция демонстрирует, что в сходных условиях часто закрепляются очень похожие мутации. Значит и в совершенно другом месте с похожими условиями можно ожидать закрепления похожих признаков. Да, может возникнуть и по-другому, но в разумных пределах. Например, если в данной местности есть свет, то вероятнее всего живые существа будут его использовать, разумно предполагать, что у них будут какие-то световые анализаторы. Да, зрение может быть устроено иначе, но его наличие вероятнее отсутствия. Если в некой местности достаточно плотная для хорошего распространения звуковых волн среда, то вероятнее всего живые существа будут иметь слух. И так далее.
Да, может быть и вообще все по-другому. Но все-таки вероятность того, что многое будет похоже не нулевая. Есть некоторые причины полагать, что такое тоже возможно.

Atandakil, никто и не спорит, что сложно. Было бы легко, мы бы давно столкнулись с проблемой гигантских членистоногих

[Fearen]

-Rat-, есть костыли, которые не обоснованны ничем, кроме случайности. Например нерв, который отвечает за работу языка. Дело в том, что у всех млекопитающих он спускается от головы вниз к сердцу, оборачивает его и возвращается наверх к языку. Или глазной нерв, который на мой взгляд устроен очень нелогично, перекрывая часть обзора. Много таких багов, которые не обоснованны эволюционно. Это означает, что те же ласты изначально могут быть просто случайной ошибкой, которая закрепилась и уже потом приспособилась под условия.

[-Rat-]

Fearen, вся эволюция строится на случайности, она не преследует никакой логики, потому нет ничего удивительного в нелогичности. Если какая-то особенность не приносит пользы, но и не мешает, то она вполне может исчезнуть, а может и остаться. Нет ведь никого, кто следит за процессом и скажет "ой, вот эта вот штука тут не к чему, убрать ее". Да, глаза у нас устроены по-тупому. Любого офтальмолога спроси, он с ходу выдаст ряд идей как бы их можно было устроить лучше, но получилось то, что получилось. Или вот например у газели система кровообращения устроена так, что температура тела может подниматься выше 40 градусов, но на температуру мозга это влиять не будет. Вот бы и нам такую фишку-то! Но вот у нас такой полезности не сложилось. То есть разумеется абсолютно все - результат случайности. Просто некоторые случайности закрепились не просто так, а под влиянием среды. Примеры конвергентной эволюции показывают, что похожие случайности могут возникать повторно, и при этом даже у разных организмов (вот у предков рыб случилась "случайность" касательно плавников и формы тела, а затем, спустя много миллионов лет, цепь схожих случайностей привела к образование таких же признаков у дельфинов).
То есть другой, инопланетный, организм, разумеется не будет точной внешней копией какого-то земного (дельфины же тоже не точные копии акул или других рыб, просто по ряду признаков схожи), но есть определенная вероятность, что он все-таки может быть чем-то похож. Да и, если посудить, то у нас на планете такое многообразие форм жизни, что довольно сложно даже нарочно придумать что-то совершенно отличное от всего У нас куча разных форм.. и, возможно, задействованы все возможные виды движения (ползание с помощью сокращения тела, ползание с помощью путем изгибания тела, плавание, полеты, передвижение с помощью конечностей, прыжки, реактивное движение (медузы), двигательный аппарат на основе гидравлики (пауки, они частично управляют движением ног, изменяя в них давление крови). Так что я прямо даже не знаю как должен двигаться новый организм, чтобы быть непохожим ни на одно земное животное... разве что сворачиваться в шарик и катиться, но может быть у нас и такие есть, а я о них просто не знаю))))

[Fearen]

-Rat-, у нас на планете, например, почти не встречается симметрия отличная от осевой, то есть нет например существ с тремя конечностями с разных сторон. Нет высокоразвитых ползучих существ. Плюс например если у них принципиально другой уровень гравитации и радиации. К тому же почему жизнь принципиально основывать на углероде? Фтор тоже может создавать длинные молекулярные цепочки, а тут уже предсказать что-то сложно. А так как в фантастике чаще всего пришельцы в основе своей небелковые, то странно что они опять же выбирают две руки и две ноги в качестве оптимума. Прямохождение вообще довольно сложная штука, при этом эффективность её весьма сомнительна.

[-Rat-]

почти не встречается симметрия отличная от осевой

Встречается радиальная. А то, что распространена осевая, так может как раз она оптимальна? Не думаю, что существо с тремя ногами с разных сторон будет иметь преимущество в выживании))

И в том и суть, что принципиально другое устройство может иметь схожую внешнюю форму. Акула и дельфин ну оооочень сильно отличаются по внутреннему строению и эволюционные линии у них разные, что не мешает им очень схоже выглядеть. Так что гипотетически даже неуглеродная жизнь может выглядеть схоже, если прочие условия этому способствуют. Тут шансов, конечно, меньше, но вероятность опять же не совсем нулевая.
Мысль о совсем другой гравитации и радиационном фоне противоречит основному условию конвергентной эволюции, а именно сходство условий среды обитания и экологических ниш.
При повышенной радиации, я, пожалуй, ставлю на небелковые формы жизни. С какими-нибудь другими аналогами органических катализаторов, на основе чего-то другого... и чтоб серы, например, побольше - дисульфидные связи дают чуть большую устойчивость. У нас, к примеру, белки с серосодержащими аминокислотами входят в состав ногтей, волос, эпидермиса - легко можно заметить, что все это гораздо более устойчиво к температурному воздействию, чем прочие ткани, к радиации тоже (но всему есть предел)). И так как условия совершенно отличные от наших, выглядеть они, вероятно, будут иначе. Хотя... могут быть похожи, например, на черепах, только панцирь поплотнее, а то и вообще металлизированный. Ой, что-то меня, кажется, понесло

[Fearen]

-Rat-, у нашего организма есть естественный способ борьбы с радиацией, так что она не так уж и страшна, сам с ней работаю иногда =)
Вообще я давно писал пост о том, что если трезво взглянуть на нашу планету, не как её житель, а отстранено от этого, она вообще-то не очень пригодна для жизни. Только жалкие 37,5 градусов более или менее адекватной теплой территории вдоль экватора. При этом суши там вообще мало, в основном одна вода. А мы по этому критерию меряем все остальные планеты, что за глупость? У нас отвратительная выборка, 1 случай - это не статистика, нельзя по нему ни о чем судить.

[electrichk]

Fearen, а можно пояснить про фтор? не очень представляю, как он может образовывать разветвленные цепочки, да и вообще он слишком сильный окислитель для чего-то подобного. Углерод-то относительно нейтрален, что и даёт известную гибкость в структурах.
Вообще, кажется, читала где-то убедительные обоснования, почему жизнь может быть только углерод-кислородная, а не, скажем, кремний-фторная. Доводов не помню, увы. Нужен как минимум структурообразующий элемент (тут очень кстати 4 связи) и окислитель. Но химическую фантастику про кремнийорганику тоже писали.