Но далее следуют «нетрадиционные» вопросы. Вы когда-нибудь задумывались, какой была бы Земля, если бы на ней не было жизни? Тогда эта статья для вас. Даже если этот вопрос вас не интересует, ответы на приведенные ниже вопросы, как и сами вопросы, не оставят вас равнодушными.
10. Сколько живых организмов существовало на Земле?
В настоящее время численность населения медленно приближается к восьми миллиардам человек. Это, конечно, не мало, но даже близко не стоит со 100 триллионами муравьев под ногами. Подсчитано, что в любой момент времени число живущих в мире бактерий равно 5 с тридцатью нулями. На Земле много живых организмов, но сколько их было в прошлом?
Определить это число очень трудно. Считается, что сложная жизнь существует уже не менее 570 миллионов лет. А окаменелости, которые нам удалось обнаружить – капля в море по сравнению с теми, которые находятся вне нашей досягаемости, либо были разрушены геологическими процессами. Однако ученым удалось определить взаимосвязь между окаменелостями и известными в настоящее время видами, что позволило определить количество существовавших когда-либо организмов. Эксперты твердо убеждены, что 99,9 процентов всех видов на Земле вымерли.
Эта цифра понятна, учитывая, что за последние 400 миллионов лет биосфера Земли пережила пять массовых вымираний. В каждом из них более 80 процентов всех живых существ были стерты с лица Земли. Значительная часть научного сообщества считает, что сегодня мы наблюдаем шестое массовое вымирание. Согласно оценкам, сегодня виды исчезают в 100 раз быстрее, чем до появления человека, а за последние 50 лет люди уничтожили 60 процентов животных.
9. У жизни на Земле инопланетное происхождение?
Сегодня большинство ученых уверены, что вся жизнь на Земле пошла от одного общего предка, который был крошечным одноклеточным организмом, появившимся в результате химических реакций, происходивших на ранней Земле. Однако пока не ясно, как именно это произошло.
Все попытки повторить процесс провалились. Возможно, ответ кроется в теории под названием литопанспермия. Если теория панспермии предполагает, что ранние формы жизни прибыли на Землю из вселенной, то литопанспермия утверждает, что в космос были выброшены скальные фрагменты другой планеты, содержащие микробную жизнь, и произошло это в результате столкновения планет. Миллионы лет спустя эти обломки достигли Земли, и находящаяся на них жизнь эволюционировала.
Есть несколько признаков, подтверждающих теорию литопанспермии. Используя моделирование столкновений, исследователи из Университета штата Пенсильвания (Pennsylvania State University) пришли к выводу, что перемещение обломков планеты на другую планеты возможно, если они с силой были выброшены в космос. Хотя условия в космосе не особо подходящие для выживания жизни, есть бактерии, которые способны противостоять высокой радиации и температуре космоса. Более того, недавнее исследование показывает, что основных элементов, из которых состоит жизнь на Земле, много в звездах, которые сосредоточены в центре нашей Галактики, и которых мало в нашем планетарном регионе. Проще говоря, материя, из которой мы состоим относится к другой области Вселенной.
8. Можно ли быть одновременно живым и мертвым?
Ответ на этот вопрос не имеет ничего общего с квантовой теорией, согласно которой частица может находиться в двух состояниях одновременно. И это не про «живых мертвецов». Можно сказать, что да, некоторые существа кажутся живыми и мертвыми одновременно. Но все потому, что ученые никак не могут договориться, что именно отличает живое существо от мертвой материи.
Ученые поняли, что живые организмы должны иметь сходство в своей природе и поведении. Поэтому в 1997 году они предложили список из семи условий, которым должно соответствовать то, что является живым. У живого организма должен быть сложный химический состав, и он должен состоять из основных блоков – клеток. Он должен быть способным расти, размножаться и реагировать на внешние раздражители. У живого организма должен также быть метаболизм, чтобы он мог самостоятельно генерировать энергию и адаптироваться к окружающей среде.
Теперь рассмотрим случай с вирусами. Вообще, и даже с научной точки зрения, вирусы считаются биологическими существами—то есть живыми. Внутри вируса содержится сложный генетический материал, и он определенно адаптируется к окружающей среде. Но вирус не может расти или производить свою собственную энергию. (Он питается энергией, уже произведенной его хозяином.) Он также не воспроизводит, а реплицирует себя, используя клетки хозяина. На самом деле у вируса нет даже одной клетки, и его можно увидеть только тогда, когда он реагирует на внешние раздражители. Получается, что вирус живой, хотя не отвечает большинству принятых требований.
Бывает, что многие инертные объекты частично подходят под некоторые из этих условий. Когда наши знания об элементарных жизненных процессах станут более полными, мы сможем четче обозначить разницу между живым и неживым.
7. Сколько весят все живые организмы?
По сравнению с остальными планетами Солнечной системы, Земля кишит жизнью, это скажет вам любой, кто видел планету из космоса. Более 30 процентов континентов покрыто растительностью, а в океанах обитает множество живых существ. Но сколько это все может весить? До недавнего времени ответить на этот вопрос было сложно. Но исследования, проведенные в 2018 году, показали, что вес всех вместе взятых живых существ ничтожно мал по сравнению с весом нашей планеты.
В мае 2018 года американские ученые опубликовали отчет, содержащий измерения массы всей углеродной жизни на Земле. Поскольку все известные формы жизни основаны на углероде, и углерода много внутри каждого живого существа, логично было с его помощью определить вес всей биомассы. Результаты показали, что вес всей жизни на планете равен не менее 550 гигатоннам углерода, или, проще говоря, 550 миллиардам тонн. Учитывая, что вес Земли составляет примерно 6,57 млрд гигатонн, вес всех живых существ это всего лишь одна десятимиллионная часть всей массы планеты.
Таким образом, жизнь - лишь малая часть всего, что составляет наш мир. По этой оценке, растительная жизнь составляет более 80 процентов от общей биомассы. Между тем, люди представляют только 0,01 процента от жизни на планете. Это удивительно, учитывая, что наши города и поселения занимают не менее трех процентов поверхности Земли – это очень много по сравнению с влиянием на Землю других видов.
6. Вселенная является живой?
Существует несколько философских теорий, говорящих о том, что Вселенная сама по себе живая. Например, гилозоизм предполагает, что живой является все материя в общем, в то время, как панпсихизм предполагает, что у каждого космического объекта есть определенная степень сознания. Со временем эти теории затмил эволюционизм. Но благодаря новым открытиям идея разумной Вселенной вновь обрела силу. Так, некоторые эксперты утверждают, что сознание является неотъемлемой частью любого создания.
Британский физик Роджер Пенроуз (Roger Penrose) предположил, что человеческое сознание является продуктом квантовых процессов, происходящих в небольших областях клеток нашего мозга. Принимая это во внимание, астрофизик Бернард Хайш (Bernard Haisch) выдвинул теорию о том, что «квантовые поля», элементарные структуры, составляющие Вселенную, способны производить сознание. Другими словами, любая структура во Вселенной (будь то человек или звезда) может быть разумной, поскольку обладает квантовыми свойствами.
С другой стороны, само строение и поведение космоса служат возможным доказательством того, что он является мыслящей сущностью. Согласно исследованию 2005 года, сложная структура материальной Вселенной поразительно похожа на сеть нейронов в нашем мозге. Кроме того, давно известно, что строение атома схоже (в пропорции) со строением нашей Солнечной системы. Более того, новые исследования показывают, что некоторые звезды неожиданно корректируют движение на своих орбитах, и это происходит повсеместно в галактике. Нужно еще много исследований и информации, но идея живой Вселенной привлекательна как никогда.
5. Умереть и перестать жить – одно и то же?
Если коротко, то нет. Ответ кроется в том, что понятие смерти постоянно менялось на протяжении веков, становясь более точным по мере развития наших знаний и технологий. Например, в 19 веке мертвым считали человека, который не дышал. Сто лет назад мертвым объявляли того, у кого не билось сердце. Сегодня считается, что смерть наступает вместе с необратимым повреждением клеток, когда жизненно важные функции органов нельзя восстановить. Новые исследования показывают, что некоторые процессы, происходящие в мертвом теле, бросают вызов нашему пониманию смерти. В 2017 году группа американских и европейских ученых обнаружила, что после смерти некоторых животных, их клетки продолжают бороться за выживание. Они не только остаются живыми в течение нескольких дней после смерти, но у некоторых из таких клеток активность даже возрастает.
Все указывает на то, что, пытаясь восстановить себя, клетки мертвого тела ускоряют процесс превращения ДНК в инструкции для создания новых белков. В частности, стволовые клетки способны продолжать жить не час или день, а несколько недель после смерти организма. После видимой смерти тела некоторые клетки более устойчивы, чем другие. Исследователи утверждают, что такое поведение наблюдается у всех многоклеточных существ, включая нас. Грань между жизнью и смертью гораздо более размыта, чем мы думали.
4. Почему жизнь настолько разнообразна?
До сих пор ученые обнаружили и изучили почти два миллиона различных живых видов. Люди являются лишь частью горстки из 5000 известных видов млекопитающих. Для сравнения, нам известны 360 000 видов растений и миллион различных видов насекомых. Однако наши знания о биоразнообразии Земли весьма ограничены, и ученые полагают, что на нашей планете могут существовать до двух миллиардов форм жизни. Зная, сколько живых организмов вымерло, невольно задаешься вопросом, почему же жизнь так разнообразна? Можно ответить, что жизнь имеет тенденцию к продолжению, несмотря на то, что это может привести к изменению ее природы.
С момента появления жизни на Земле, несмотря на многочисленные массовые вымирания, сотни малых ледниковых периодов и постоянное колебание уровня моря (порядка сотен метров), исследования показывают, что в наше время биоразнообразие экспоненциально возросло более, чем когда-либо.
После того, как катаклизм стирает часть жизни на планете, выжившие организмы стремятся адаптироваться к новой среде обитания, в результате чего появляются новые виды. Ярким примером является появление разных видов млекопитающих, случившееся после вымирания мелового периода 66 миллионов лет назад. Также известно, что для выживания экосистемы различные формы жизни должны выполнять определенные функции, поддерживая друг друга. Даже леса более устойчивы к бедствиям, когда состоят из нескольких видов деревьев. Поэтому попробуйте стереть жизнь, и она разрастется еще больше.
3. У каких организмов самая длинная и самая короткая продолжительность жизни?
Жизнь на Земле настолько разнообразна, что понятие продолжительности жизни зависит от вида. Что для одного является долголетием, для другого – лишь миг. Взглянем на бактерий. Поскольку они не растут так, как другие живые существа, их возраст трудно определить. Но у нас есть довольно точная оценка их репродукции, времени генерации. Этот термин означает время, которое проходит до того, как клетка умножится.
Если предположить, что популяция бактерий остается стабильной с течением времени, то бактерия будет жить, по крайней мере, до тех пор, пока длится ее генерация. При этом бактерией с самой короткой жизнью является Clostridium perfringens. Предполагается, время ее генерации составляет всего 6,3 минуты. В животном мире самая короткая продолжительность жизни у однодневки Dolania americana.
Она рождается, приносит потомство и умирает за 30 минут или меньше.
С другой стороны, моллюск, найденный в Исландии в 2006 году, прожил 507 лет и мог бы прожить дольше, если бы не погиб, когда его нашли. Нельзя обойти вниманием растения, которые являются одними из самых долгоживущих существ. Самым старым известным деревом является бристлеконская сосна из Калифорнии возрастом более 5060 лет. Когда древние люди стали развивать письменность, это дерево было молодым. А самыми короткоживущими считаются так называемые эфемерные растения. В их числе растения рода Boerhavia, весь жизненный цикл которых проходит менее, чем за четыре недели.
2. Какой была бы Земля, если бы на ней не было жизни?
В количественном отношении жизнь - это лишь крошечная часть того, что делает нашу планету такой, какая она есть. Но одно дело-измерять живые существа по их массе или объему, и совсем другое - определять эффект, которые они производят на Земле. Итак, что случится с Землей, если жизни не будет? Без нее наша планета не была бы такой комфортной и голубой.
Атмосфера Земли на 21 процент состоит из кислорода, необходимого для таких форм жизни, как мы. Но кислород – это неустойчивый газ, быстро вступающий в реакцию с другими элементами. Кислородом атмосферу насыщают растения, поглощая углекислый газ. Если бы жизни на Земле не существовало, в окружающей среде остались бы лишь небольшие следы кислорода, тогда как атмосфера состояла бы в основном из углекислого газа. Из-за этого температура на поверхности Земли резко повысилась бы.
Повышение температуры привело бы к таянию полярных ледяных шапок и повышению уровня моря на десятки метров. Без живых организмов масса Земли подверглись бы быстрой эрозии, а горные районы серьезно пострадали бы. Спустя длительное время температура Земли поднялась бы как минимум до 290 градусов по Цельсию. В этот момент закипят океаны, и планета станет совершенно непригодной для жизни. В течение миллионов лет толстый слой облаков будет укутывать планету, усиливая парниковый эффект, а наша Земля станет больше походить на Венеру, на поверхности которой, как полагают, когда-то была жидкая вода и приятная температура.
1. Когда мы начинаем умирать?
Процесс старения происходит потому, что новых клеток в нашем организме недостаточно, чтобы заменить отмирающие клетки. Таким образом, мы умираем тогда, когда слишком много клеток умерло или перестало функционировать, что привело к поражению функции органов. Мы не состаримся и не умрем, пока наше тело будет поддерживать баланс витальности наших клеток. Но когда же мы начинаем стареть? Некоторые авторы и видные деятели говорили, что мы начинаем умирать с момента нашего рождения. Однако наука с этим не совсем согласна.
Чтобы ребенок стал взрослым, должны появиться миллиарды или даже триллионы клеток тела, которые затем должны умножаться и заменяться другими. В этот период человек не ощущает признаков старения, а становится более развитым, как физически, так и умственно.
По крайней мере мы знаем, что, примерно, до 25 лет количество новых клеток превышает или, по крайней мере, равно числу отмирающих клеток. А с 25 лет клетки начинают умирать быстрее, чем они могут воспроизводиться, что запускает механизм старения. Кроме того, исследования показывают, что в возрасте 24 лет, мозг также начинает терять мыслительную скорость. Таким образом, старение, приводящее в конечном итоге к смерти, начинается на третьем десятке.
