Во-первых, поздравляю всех с прошедшей годовщиной, имеющей некоторое отношение к теме (как никак первая удачная попытка выкинуть что-нибудь за пределы Земли).
Во-вторых, хочу попросить прощения за то, что в первом сообщении, выложив картинку, не вложил расшифровку событий, обозначеных на ней. Вот она:
А — изотопное фракционирование углерода может указывать на фиксацию углерода с помощью Rubisco (фермент рибулозо-1,5-дифосфат-карбоксилаза/оксигеназа, использующий CO2 в процессе фотосинтеза).
Б — древнейшие строматолиты (цианобактериальная природа не доказана).
В — микроструктуры неясного происхождения.
Г — молекулы биомаркеров, возможно, синтезированных цианобактериями.
Д — микрофоссилии, возможно, цианобактериальной природы.
Е — микрофоссилии, уверенно диагностируемые как цианобактерии.
Ж — биомаркеры, свидетельствующие о локальной оксигенизации водной среды.
З — геохимические свидетельства роста концентрации атмосферного кислорода, глубокий океан оставался аноксическим, обеспечивая подвижность железа, которое окислялось и накапливалось в виде руд только в мелководье.
И — конец эпохи накопления железных руд, глубокий океан бескислородный или сульфидный.
К — эпизод накопления железных руд в эпоху неопротерозойских оледенений.
Л– концентрация кислорода и сульфата в океане близка к современной.
Другие примеры (мемы, компьютерные вирусы) напрашиваются сами собой.
Этих я бы не спешил скидывать с футурологических счетов. Мемы, если они сущуствуют, живут в эволюционном фазовом пространстве колоссальной размерности. Она наверняка больше, чем размерность эволюционного пространства генов. А может, даже несчётна. Все это, конечно, спекулятивно. Но очень важен, как мне кажется, следующий аспект. Мемы могут переделать "шасси", на котором исполняются. Даже гены это делали, если придерживаться сценария мира РНК. Они изобрели ДНК и всё связанное с ней биохимическое производство и механизмы. Они (скорее всего, опять же, если придерживаться мира РНК) изобрели белковый синтез. Первичные РНК-репликаторы изобрели матричный белковый синтез и стали настоящими организмами с геномами. Мемы запросто могут (и у меня на это надежда) сменить хорошо отслуживший коллоидный носитель на что-нибудь более устойчивое к вселенской враждебности. То же самое с компьютерными вирусами. Предтавим автоматизированное авторепликативное производство будущего. Наверняка постоянно из-за сбоев и шумов будут вырождаться программы роста, порождая в исключительных случаях системы, растущие ради роста. С этим придётся бороться, искоренять. Но это может породить когда-нибудь отдельные формы жизни (см. опять-таки "Непобедимый" Лема, например). Особенно остро такая проблема встанет, как мне кажется, при заселении новых звёздных систем, когда в систему забрасываются вот такие авторепликативные пионеры, в задачу которых будет входить постройка базовой инфрастурктуры, вычислительного центра и системы коммуникации, способной сообщить о готовности и принять разумных поселенцев из старой системы. Тут такие "раковые опухоли" могут аукнуться очень нериятно.
но через одну точку нельзя проводить закономерности.
Да, об этом никогда не следует рассуждать в вопросах про происхождение жизни, а и про жизнь вообще. Тем не менее, возникновение жизни на Земле в столько короткий, по геологическим меркам, срок можно было бы приемлемо увязать с малой вероятностью этого события, если бы по какой-то причине особые усвловия, необоходимые для абиогенеза, существовали бы только в этот коротких промежуток. Справедливо ли такое для Земли (Венеры, Масра)? К сожалению, по условиям на поверхности Земли в Катархее, да и в Архее, до сих пор ещё ходят споры. А про Марс с Венерой и подавно. Вроде бы считатется, что тогда на Земле были восстановительные условия. Сейчас они окислительные. Что интересно, на Венере и на Марсе сейчас они тоже окислительные (безо всякой жизни, во всяком случае, без серьзёдной жизни, которую стоило бы принимать во внимание). Так что, нельзя отрицать наличие некоторого окна для абиогенеза. Тогда и раннее возникновение жизни при малой его вероятности не будет таким загадочным.
Кстати, верхнюю оценку
можно на порядок увеличить, если принять во внимание следующее обстоятельство. Большинство звёзд Галактики — красные карлики. На Земле, под звездой класса G (таких в Галактике около 10% по количеству), оксигенный фотосинтез (а его приемущество заключается в расщепление воды — весьма распространённого ресурса) вынежден итди по двухфотонной схеме. Двух фотонов в максимуме солнечного спектра хватает на расщепление воды с лихвой, и есть ещё некоторый теоретических запас по увеличению длины волны родительской звезды (если не принимать во внимание биохимические ограничения). Но начиная с некоторой температуры звезды, двух фотонов уже не будет хватать. Двухфотонная система кажется более сложной и возникла не сразу. Трёхфотонная и более может не возникнуть никогда (за разумные сроки). Но тогда, во-первых, жизнь будет ограничена каким-нибудь сульфидным фотосинтезом, а сульфид, во-первых, требудет особых условий для своего существования, во-вторых, реже воды. Во-вторых, гетеротрофы в такой биосфере будут вынуждены огриничеться всё тем же малым перепадом свободной энергии, которую даёт окисление на основе серы. Впрочем, если эволюция на кривой козе выведет на фотосинтез на основе азотных соединений, то проблему рассеяности необходимых веществ можно будет, наверно, со временем решить. Проблему же низкой эффективности отдельного акта окисления/восстановления никак не решить.
Изобретение оксигенного фотосинтеза может быть ещё одним объяснением малости
. У нас на Земле это произошло всего один раз. Вообще, фотосинтез появился один раз за всю долгую историю. Есть, правда, ещё бактериородопсин, способный переводить энергию света в АТФ (в конце концов). Но эта система никогда не равилась до полноценного фотосинтеза. Она не инкорпорирована в дыхание (перенос электрона). Могла ли эта доработка произойти вообще? Не знаю. С инженерной точки зрения, вроде бы, нет ограничений. С эволюционно-биохимической — не знаю. Но на Земле этого не произошло. Кроме фотосинтеза на пути к многоклеточным животным, приводимым в движение нервной системой, лежало ещё по крайней мере одно очень редкое событие: митохондриальный симбиогенез. Если такие события очень редки, и если вычеркнуть красные карлики по описанной выше причине, то в большинстве случаев они за отведённые миллиарды лет могут и не случиться. Случилось это событие далеко не сразу и их редкость не входит в противоречие с тем, что оно у нас вообще наблюдалось. Следует подчеркнуть, что разный симбиогенез происходил не так уж чтобы совсем редко (хлоропластны симбиогенез, симбиогенез у всяких "водорослей" и зелёных амёб), но гораздо реже, чем обычные мутации уровня ароморфоза.
С другой стороны, для возникновения многоклеточности не видно никаких "внешних толчков", типа того же исчерпания ресурсов или изменения климата.
Есть мнение, что многоклеточной (а точнее, многоклеточность животных) возникла сразу, как появились для этого условия: достаточная концентрация свободного кислорода в пребрежных водах океана. А эта концентрация поднялась до необоходимого уровня как раз где-то в районе криогена, что и породило радиацию вендобионтов. Здесь, правда, закрадывается вопрос о том, какую концентрацию и почему считать достаточной. Ответа я не нашёл. Но идея в том, что до некоторой критической концентрации невозможно поддержание кислородного метаболизма (а без него как животному жить?) внутри достаточно большого комка клеток в виду падения концентрации кислорода от поверхности вглубь при отсутствии специального механизма переноса (а откуда он возьмётся у самых первых многоклеточных животных?).
Правда, палеонтологическая летопись знает крупных (наверняка многоклеточных, но это не доказано) организмов и до эдиакарских горизонтов. Но все они могут быть фотоавтотрофами.
Извиняюсь за сумбурность мыслей. Я всё ещё перевариваю эту тему. По цивилизациям отвечу позже.