Как выглядят пришельцы: Откуда мы знаем, как выглядят инопланетяне / Хабр

Откуда мы знаем, как выглядят инопланетяне / Хабр

Внеземная форма жизни — Гордон Шамуэй, любитель кошек с планеты Мелмак

Давайте представим себе обычного среднестатистического пришельца. Что нам рисует наше воображение при слове «инопланетянин»?

Скорее всего, это будет один из двух вариантов:

• Классический маленький зелёный человечек. Возможно, у него есть рожки, антенны или какие-нибудь другие отличительные признаки. Но самое главное, что он маленький и он зелёный.

• Более современный и «взрослый» светло-серый гуманоид. У него непропорционально большая округлая голова, которая сужается в нижней части. Ещё у него огромные чёрные миндалевидные глаза без зрачков. Руки у этого инопланетянина длинные и очень тонкие, с большими пальцами. Тело тоже тонкое и вытянутое.

Эти два образа наиболее характерны для нашей современной поп-культуры. Их можно встретить и в книгах, и в кино, и в комиксах — почти всегда, когда речь идёт об инопланетянах. Конечно, есть и исключения: писатели-фантасты и художники с богатым воображением сознательно избегают банальных привычных паттернов. Но маленькие зелёные или серые человечки прочно засели у нас в мозгах.

Мир инопланетян чудесен и разнообразен

Что общего у викингов и инопланетян?

В подобных случаях интересно понять, откуда же взялись столь устойчивые стереотипы. Многие из вас, наверняка, уже читали о том, что у настоящих исторических викингов на самом деле не было никаких рогов на шлемах. Тем не менее, при слове «викинг» мы не задумываясь представляем себе светловолосого или рыжеволосого гиганта с непременными атрибутами — рогатым шлемом и двумя косичками по бокам.

На самом же деле учёные считают, что если викинги и использовали рогатые шлемы, то только в редких случаях — скорее как церемониальные головные уборы для особых ритуалов. В бою же такие шлемы не столько помогали бы, сколько мешали. В самом деле, не бодать же викингам своих противников. Ни в одном захоронении того времени не было найдено подобных артефактов. Существует даже гипотеза, что викинги вообще не носили шлемов.

Есть две версии происхождения легенды о рогатых шлемах. Первая связана со средневековой католической церковью, которая объявила воинственных викингов чертями и «дьявольским отродьем». Вполне логично было бы изобразить их с рогами, что и не преминули сделать авторы церковных книг. Вторая версия — более современная. Романтические художники 19 века любили изображать своих героев в сильно приукрашенном виде — примерно так же, как в наши дни в комиксах рисуют супергероев. Например, в 1820 году шведский художник Август Мальмстрём в иллюстрации к поэме «Сага о Фритьофе» изобразил викингов с рогатыми шлемами. Книга имела большой успех и миф распространился по всей Европе.

Типичный хрестоматийный викинг

Маленькие зелёные человечки

Давайте ненадолго забудем про инопланетян и подумаем, кто же у нас в истории мифологии и литературы ещё был зелёным (не обязательно маленьким). Да ведь это же эльфы! Есть ещё и лепреконы. А в русском фольклоре — многочисленные лесные жители под руководством лешего: всяческие кикиморы, лесовики и нимфы.

Это только самые очевидные и известные примеры. Если же проследить всю цепочку, то становится понятно, что устойчивый паттерн таинственных зелёных существ, которые живут рядом с человеком, существует в мифологии ещё с первобытных времён.

В книге Антона Первушина «Космическая мифология. От марсианских атлантов до лунного заговора» подробно изложена вся история мифа о зелёных человечках. Точнее — о древних зелёных богах и героях до того, как они измельчали. Вот некоторые примеры:

• Бог Осирис в египетском пантеоне, которого изображали с зелёной кожей и каким-нибудь растением.

• Шумерское божество Таммуз, кельтский Ноденс и скандинавский Один тоже так или иначе связаны с природой и плодородием. Правда, не очень понятно, насколько они были «зелёными».

• Герои народного фольклора: Джон Ячменное зерно, Пак, Зелёный рыцарь, Лепрекон. Даже сам Робин Гуд, который традиционно обычно изображается в зелёной одежде.

• Обитатели холмов сиды, шиды или туаты в кельтской мифологии.

• Наконец, эльфы, которые, как считается, произошли от германо-скандинавских альвов, олицетворяющих животворящую силу природы. В более поздних английских сказках эльфы сильно уменьшились в размерах и традиционно имели зелёную одежду или зелёную кожу.

Робин Гуд — традиционно зелёный благородный разбойник

Вообще, так называемый «зелёный человек», — это популярный мотив в средневековом искусстве.

Так что зелёных человечков в нашей мифологии более чем достаточно. Заметьте, почти все они обычно скрытно живут рядом с людьми и связаны с природой и плодородием. Ну а уж позже стереотип о зелёных людях плавно перекочевал в современную космическую мифологию. Инопланетяне тоже показываются людям только по особым случаям. Есть также устойчивый миф, что они живут рядом с нами (вспомним хотя бы «Людей в чёрном»).

Антон Первушин приводит примеры ранних образчиков новой формы образа зелёных человечков:

• Забытый рассказ Чарльза Лумиса «Зелёный мальчик с Ура», написанный в 1899 году. В нём фигурирует марсианин-гуманоид зелёного цвета.

• Детская книжка Фанни Остендер «Дар магического жезла», 1902 год. В ней главного персонажа в мир фей сопровождает маленький зелёный гуманоид.

У Симпсонов тоже есть свой маленький зелёный человечек

Теперь ироничный термин «зелёные человечки» всё больше ассоциируется именно с инопланетянами. В укреплении этого мифа поучаствовали и журналисты, и писатели фантасты, например, Эдгар Берроуз.

Сейчас «зелёные человечки» воспринимаются скорее как герои детских книжек и юмористических произведений. Им на смену пришли «серые человечки» или «греи».

Промежуточный продукт ребрендинга — ещё зелёные, но уже большеглазые

Маленькие серые человечки

Серые гуманоиды уже совсем не такие милые, как зелёные потомки эльфов. Они выглядят угрожающе и пугающе, они медленно и таинственно перемещаются в тумане и бесстрастно смотрят на вас своими чёрными огромными глазами. Их образ призван возродить серьёзное отношение к инопланетному вторжению и рассказам очевидцев.

Серьёзные серые человечки — с ними шутки плохи

Считается, что впервые греи встречаются в повести шотландского писателя Кеннета Фолингсби «Меда: Сказка о будущем», написанной в 1891 году. Затем идею подхватил и растиражировал Герберт Уэллс в эссе «Человек миллионного года». Оно было опубликовано в 1893 году и описывает наших далёких потомков примерно так же, как мы представляем себе серых инопланетян.

Ну а дальше этот образ, что называется, пошёл в народ. Нам он хорошо знаком по современному кино, например, по сериалу X-Files или по фильму Стивена Спилберга «Близкие контакты третьего рода». Ну и, конечно, многие из вас видели замечательную мистификацию — запись Alien autopsy, 17-минутную ленту, изображающую медицинское исследование пилота-инопланетянина на американской военной базе.

Гомер Симпсон летал в космос и не раз встречался с инопланетянами.
И с агентами Малдером и Скалли

Но как же возник этот образ? Если зелёные человечки пришли к нам из доисторической глубины веков, то откуда же к нам пожаловали серые человечки? На этот счёт есть просто удивительная гипотеза, которую выдвинул психолог Фредерик Мальмстрём.

Примечание. Когда я написал этот абзац, я вдруг с удивлением обнаружил, что современный психолог — однофамилец шведского художника Августа Мальмстрёма, который придумал рогатые шлемы викингов. Бывают такие совпадения.

Итак, держитесь. По гипотезе Мальмстрёма все мы встречали в детстве образ серого большеглазого инопланетянина. Это наша мать.

Не спешите записывать американского учёного в шарлатаны и мистификаторы. Всё дело в том, что каждый младенец обладает астигматизмом и воспринимает окружающий мир совсем не так, как взрослый человек. И самое первое лицо, которое он видит в своей жизни, лицо матери, воспринимается им как набор расплывчатых пятен. Астигматизм у младенцев постепенно проходит, а образ «гуманоида с большой головой, огромными чёрными глазами и бесцветной кожей» остаётся в глубинах нашего сознания на всю жизнь.

Инопланетянин из глубокого детства

Корни всех вещей

Признаться, когда я прочитал в книге Антона Первушина главу «Инопланетяне тайно присутствуют на Земле», я был поражён тому, насколько глубоко идея о зелёных человечках уходит корнями в далёкое прошлое. Как причудливо иногда преобразуются старинные мифы, прежде чем дойти до нашего времени! Многое из того, что считается современным, на самом деле зародилось даже не в средневековье, а в гораздо более древние времена. Всё это удивительным образом перемешивается с особенностями работы нашего сознания, порождая устойчивые стереотипы.

Наша поп-культура породила целый зоопарк образов инопланетян: от мрачного зловещего Чужого до дружелюбного добродушного Альфа. Но зелёные или серые человечки с большими головами и миндалевидными глазами по-прежнему прочно сидят у нас в головах и никуда не собираются уходить. Мы считаем, что именно так и должны выглядеть «реальные» пришельцы.

Как выглядят инопланетяне? — Нож

Мое смелое утверждение, что опыт изучения жизни на Земле применим к жизни во всей Вселенной, исходит из простого наблюдения: эволюция работает сходным образом в сходных условиях. И птицы, и летучие мыши летают, но общий предок птиц и рукокрылых жил 320 млн лет назад, задолго до динозавров, когда рептилии только начинали завоевывать мир. Эта предковая рептилия, безусловно, не летала, потому что среди ее потомков не только птицы и рукокрылые, но также все змеи и черепахи, динозавры и млекопитающие от слона до человека. Несомненно, способность летать развилась у птиц и летучих мышей независимо друг от друга на более поздних стадиях.

В реальности мы знаем, что активный (машущий) полет возникал в эволюции земных животных как минимум четыре раза. Птицы начали летать около 150 млн лет назад, когда по Земле бродили динозавры. Знаменитый ископаемый археоптерикс, относящийся примерно к этому времени, выглядит как нечто среднее между динозавром и птицей, и он немало озадачил ученых XIX в., включая Чарльза Дарвина.

Художественная реконструкция археоптерикса из книги «Происхождение видов» Сент-Джорджа Джексона Майварта, современника и оппонента Чарльза Дарвина (On the Genesis of Species, 1871). Как и у современных птиц, перья направлены назад от костей крыла, так что только передний край крыла обладает остовом

Напротив, летучие мыши развили способность к полету немногим более  млн лет назад, почти наверняка уже после вымирания динозавров. Крылья птиц и летучих мышей настолько отличаются друг от друга, что трудно поверить, что они выполняют одинаковые функции. У летучих мышей невероятно удлиненные пальцы, которые пронизывают все крыло и соединены тонкой кожной мембраной, наподобие перепонки на утиных лапах, только в этом случае перепонка растянута на всю длину конечности. У птиц плоскость крыла образована перьями, а не кожей, причем, в отличие от летучих мышей, кости передних конечностей у них проходят лишь по переднему краю крыла.

Хотя способность к полету птиц и рукокрылых эволюционировала совершенно независимо, она служила одним и тем же целям. Взгляните, как носятся в воздухе стрижи и ласточки, ловя на лету насекомых, — они необычайно похожи на летучих мышей, которые появятся несколькими часами позже, в сумерках, и будут гоняться за насекомыми, совсем как птицы. Крошечный лесной нетопырь (Pipistrellus nathusii) весом около 10 г способен мигрировать на сотни, даже тысячи километров, по дальности полета соперничая со многими птицами [http://bats. org.uk — краудсорсинговый проект наблюдений за нетопырями. — Прим. ред.]. Вне зависимости от происхождения полет — необычайно полезная функция, и неудивительно, что он возникает в эволюции снова и снова.

Изображение скелета летучей мыши из книги Питера-Марка Роже «Физиология животных и растений , рассмотренная в свете естественной теологии» (Animal and Vegetable Physiology, Considered with Reference to Natural Theology, 1834). Кости пальцев доходят до заднего края крыла и служат каркасом кожной мембране

Конечно, птицы и рукокрылые — не единственные летающие животные. Птерозавры, громадные летучие рептилии, поднялись в воздух задолго до птиц, возможно, не менее 220 млн лет назад. Некоторым из них (увековеченным в многочисленных фильмах ужасов на тему жизни первобытных людей, где биологической достоверностью и не пахнет) огромные крылья помогали парить, подобно грифам, но как именно они взлетали — вопрос, который все еще активно изучается. Так или иначе, нет сомнения, что они возникли независимо от птиц: птерозавры не относились к динозаврам, тогда как птицы — прямые потомки быстроногих динозавров, близких родственников знаменитого тираннозавра (Tyrannosaurus rex). Четвертый и самый распространенный на нашей планете случай появления полета в ходе эволюции — еще древнее и восходит к началу истории насекомых  млн лет назад. Когда насекомые стали первыми по-настоящему успешными обитателями суши, они быстро эволюционировали, дав великое разнообразие форм, в том числе обладавших уникальными адаптациями к жизни в новой среде. В океане живой организм медленно и плавно погружается на дно, но если вы падаете с дерева, то тут же разобьетесь о землю! Вероятно, первые крылья обеспечивали возможность замедлить падение и даже направить падающее животное обратно к древесному стволу, чтобы не тратить силы и не залезать туда с земли (этим способом все еще пользуются современные белки-летяги, которые планируют с дерева на дерево благодаря кожной перепонке между передними и задними конечностями).

Очевидные преимущества полета для этих мелких существ, роившихся над едва освоенной сушей, привели к широкому разнообразию решений в этой области: появились назойливо зудящие комары, изящные стрекозы, странного вида летающие жуки и, конечно, шмели с их «невозможным с точки зрения аэродинамики» полетом. Трудно усомниться, что полет насекомого и полет летучей мыши имеют разные механизмы и эволюционировали отдельно, но ясно, что сам по себе полет — это невероятное преимущество.

Независимое появление аналогичных эволюционных решений — в данном случае полета — у видов, родственных друг другу лишь отдаленно, связано с феноменом так называемой конвергентной эволюции. В сходных условиях среды обитания полезными становятся сходные решения.

Более того, весьма вероятно, что для конкретной проблемы существует лишь ограниченное количество возможных решений. Если это и в самом деле так, не стоит удивляться, что птицы, рукокрылые, птерозавры и насекомые развили сходные функции, пусть и через различные формы.

Этот пример конвергентной эволюции — лишь малая часть необъятного по широте явления. Конвергенция проявляется повсюду. Глаза c хрусталиком, подобные нашим, возникали в ходе эволюции по меньшей мере шесть раз. Как минимум столько же раз возникала способность генерировать собственное электрическое поле (чтобы оглушать добычу или ориентироваться в окружающей среде). Рождение живых детенышей, по-видимому, совершенно независимо возникало более 100 раз. Даже фотосинтез, основа всей жизни на Земле, появился независимо, по крайней мере, в 31 эволюционной линии.

Едва ли не самый знаменитый пример конвергентной эволюции — не так давно вымерший хищник, известный под названием сумчатого волка или тасманийского тигра. Последний известный сумчатый волк умер в зоопарке в 1936 г., но несколько тысячелетий назад, до появления людей и собак динго, эти животные были широко распространены по всей Австралии и Новой Гвинее. Сходство между сумчатым волком и настоящими псовыми, такими как волки и койоты, действительно сбивает с толку: его легко принять за необычную породу собаки. Однако он был таким же представителем сумчатых, как кенгуру или коала, и к волкам имел не больше отношения, чем к летучим мышам. Как подобное физическое сходство могло появиться у настолько неродственных видов? Ответ вам теперь уже знаком: и сумчатый волк, и псовые сформировались в ходе эволюции, заняв сходные экологические ниши.

Два сумчатых волка в Смитсоновском национальном зоопарке (Вашингтон, округ Колумбия). Фото из ежегодного доклада Смитсоновского института за 1904 г.

Теперь, когда сумчатый волк исчез с лица земли, мы уже никогда не узнаем точно, как он охотился. Стаями ли, загоняя кенгуру, подобно тому, как современные волки загоняют оленей? Или атаковал добычу, застигнув ее врасплох, как вероятный предок домашней собаки, а необычные черные полосы служили маскировкой? Уже просто задавая эти вопросы, мы укрепляемся в уверенности, что конвергентная эволюция реальна. Можно изучать скелеты, чтобы установить силу укуса челюстей сумчатого волка (исследователи определили, что она была небольшой), приспособленность его локтевого сустава для бега на длинные дистанции (она тоже невелика), и таким образом сделать вывод, что сумчатый волк, скорее всего, охотился из засады, а не преследовал добычу, как настоящий волк. Но подобные рассуждения лишь показывают, насколько верны наши аргументы в пользу конвергенции: сходные условия порождают сходные признаки.

И теперь мы подошли к самому главному. Конвергентная эволюция — явление, не ограниченное земной жизнью. Те же принципы, которые привели птиц и летучих мышей к полету, скорее всего, приведут к аналогичным эволюционным решениям и их инопланетных собратьев.

Это явление отнюдь не уникально для Земли или для существ, связанных весьма отдаленной родственной связью, таких как птицы и рукокрылые. Развитие сходных черт у видов, занимающих сходные экологические ниши, почти наверняка должно иметь место и на других планетах.

В связи с этим может показаться, будто я утверждаю, что чужие планеты (по крайней мере, те из них, что по условиям похожи на Землю) населены существами, подобными земным: там будут инопланетные волки и летучие мыши, инопланетные кенгуру и синие киты. Если настоящие волки и сумчатые, полностью изолированные друг от друга географически, эволюционировали независимо, но параллельно, почему бы этому закону не распространяться на все живое? Что, если первая форма жизни на Земле, какой бы она ни была (допустим, первый шарик из белков и РНК в жировом пузырьке), по чистой случайности совпала бы с первой формой жизни и на другой планете? Означает ли это, что там тоже появились бы четвероногие волки, шестиногие жуки и двуногие люди?

Однако есть причины полагать, что подобная конвергенция может оказаться не так распространена, как мы предполагаем. Биолог-эволюционист и палеонтолог Стивен Джей Гулд предложил знаменитый мысленный эксперимент — заново проиграть «ленту жизни», прокрутив ее далеко назад до определенной точки, а затем нажав на кнопку «Пуск». Следует ли ожидать, что после миллиардов лет повторного воспроизведения эволюционных событий мы окажемся в том же состоянии, что и сейчас, с теми же биологическими видами и той же эволюционной историей? Скорее всего, нет. Долгая история жизни на Земле — это, конечно, история непрерывного развития, но в то же время история множества катастроф и чудесных спасений. Вскоре после появления сложных организмов вся планета оледенела от полюса до полюса — это событие известно под названием «Земля-снежок». Некоторым организмам повезло выжить в незамерзших океанах под толстым слоем льда. Когда 66 млн лет назад в Землю врезался астероид размером с город Кембридж (Англия), вымерли все крупные наземные животные, а освобожденные экологические ниши, прежде занятые динозаврами, быстро захватили мелкие млекопитающие, которые потом превратились в нынешних лошадей, тигров и броненосцев. Надо полагать, что, если бы астероид отклонился всего на несколько сотен километров в сторону, он бы вообще не столкнулся с Землей, и последние  млн лет эволюции выглядели бы совершенно иначе. Можно ли на самом деле предугадать, по какому пути пойдет эволюция жизни на планете, если она, по-видимому, в значительной степени зависит от, казалось бы, случайных космических происшествий?

Даже падение астероида, повлекшее за собой гибель динозавров, бледнеет на фоне невообразимого массового вымирания на границе пермского и триасового периодов 250 млн лет назад. По неизвестным причинам внезапно резко изменился химический состав атмосферы и океанов [Согласно наиболее распространенной гипотезе резкое изменение химического состава атмосферы и океанов на рубеже перми и триаса, вероятнее всего, было вызвано всплеском вулканической активности. Об этом много писали, в том числе и российские ученые (например: Журавлев А. Сотворение Земли. — М.: Альпина нон-фикшн, 2019). — Прим. науч. ред.], и это вызвало столь масштабное вымирание, что жизнь оказалась почти полностью уничтожена. Исчезло до 90% всех видов. Не приходится сомневаться, что, при всей значимости конвергентной эволюции, на земную жизнь оказывали серьезное влияние подобные непредсказуемые катастрофы, и, вполне возможно, другие планеты тоже переживали чудесные спасения (или не переживали — возможно, им повезло меньше). Откуда нам знать, как поведет себя жизнь на других планетах, если даже на Земле нет гарантии, что историю биосферы можно проиграть повторно?

Пермское массовое вымирание дает нам ключ к ответу на этот вопрос. Жизнь на Земле едва уцелела. Но за каких-то 10 млн лет она возродилась и расцвела вновь (хотя понадобится еще немало времени, чтобы земная жизнь снова достигла того уровня разнообразия, который наблюдался в пермский период).

Конечно, чуть ли не все виды, господствовавшие прежде, исчезли — в том числе знаменитые трилобиты, ползавшие по морскому дну, как в наше время крабы. Но ниши-то остались. Если на морском дне есть пища, кто-нибудь да сумеет освоить этот ресурс, ползая по дну. Именно это и произошло. Восхождение как млекопитающих, так и динозавров началось в эту глухую эпоху, когда почти опустевшая планета приходила в себя после массового вымирания. Миллионы лет на ней водились лишь немногие выносливые виды, способные выживать в суровых условиях, — так заброшенную промышленную зону быстро заселяют сорные травы и крысы. Но был солнечный свет, а значит, могли существовать растения и, соответственно, животные, которые их ели и которых можно было есть. Проснувшись в мире, где практически нет конкуренции, внезапно открываешь для себя почти безграничные возможности.

Читайте также

Немаленькие незеленые нечеловечки, или Как могут выглядеть инопланетяне

Жизнь породила взрывное разнообразие новых форм. Эволюция начала набирать обороты просто потому, что осталось множество незанятых ниш. Наиболее узкоспециализированные виды, теснее всего привязанные к своим нишам, к специфическим условиям среды или конкретному источнику пищи, вымерли прежде всего. Виды, оказавшиеся более гибкими, более способными использовать новые возможности, могли уцелеть и стать успешными благодаря этим возможностям. В эволюционной биологии это называется адаптивной радиацией — когда выжившие популяции начинают специализироваться, осваивая пустующие ниши и развивая для этого свои собственные специализированные адаптации. «Радиация» буквально означает «излучение», то есть виды, как лучи, расходятся по разным средам обитания и экологическим нишам, попутно приспосабливаясь и все более различаясь по формам и функциям. Как в сказке «Три поросенка», внезапно открылись возможности строить дома из различных доступных материалов, и каждой возможности нашлось применение. Адаптивная радиация считается принципиально необходимым условием для появления столь богатой и разнообразной биосферы, как наша, а значит, катастрофы (желательно, не превышающие по разрушительности пермское вымирание) — необходимая составляющая разнообразия жизни.

Реконструкции художника-анималиста Чарльза Найта (1874–1953): диметродон (слева) и агатаум (справа). Несмотря на сходство, агатаум — динозавр, рептилия с ногами, расположенными прямо под туловищем, в то время как диметродон с ногами, расположенными по бокам, — даже не истинная рептилия, а родственник предков млекопитающих

Таким образом, когда жизнь вернулась к полноценному разнообразию, многие из прежних ниш сохранились, и их заняли новые группы организмов. Хотя трилобитов уже не было, их работу — прочесывать океанское дно в поисках пищи — могли выполнять ракообразные. Формы резко различались (на место трилобитов пришли крабы), но многие функции, связанные с добыванием пищи и защитой от хищников, остались неизменными. До вымирания были широко распространены наземные растения, а следовательно, и травоядные, питавшиеся ими, и хищники, питавшиеся травоядными. Многие из этих травоядных и хищников, такие как диметродон, напоминали гигантских рептилий, но в действительности были предками млекопитающих. После вымирания появились настоящие гигантские рептилии — динозавры — и завладели миром. Но, глядя на диметродона пермского периода и динозавров вроде агатаума, жившего на 200 млн лет позже, невозможно отделаться от ощущения, что, хотя жизнь и не воспроизводит предшествующие формы, она как минимум повторяет многие функции.

Если в нашей Солнечной системе существует инопланетная жизнь, она может выглядеть так

Icebreaker R.V. Кронпринс-Хаакон, недалеко от Гренландии. Закатное солнце окрашивает осеннее небо в сияющий лиловый цвет, насыщенный оттенок, который задерживается на обширном ледяном покрове. Здесь, у северного побережья Гренландии, Северный Ледовитый океан маскируется под сушу, снежное лоскутное одеяло из гладких льдин и резких зазубренных груд кристаллических обломков. Лишь едва уловимое покачивание нашего корабля, норвежского ледокола Р.В. Кронпринс Хокон , выдает иллюзию отсутствия выхода к морю.

Потребовалось больше времени, чем ожидалось, чтобы добраться до этой ледяной страны чудес из небольшого шахтерского городка Лонгйир, самого густонаселенного порта норвежского архипелага Шпицберген. Теперь, когда мы здесь, Крис Джерман не обращает особого внимания на драматический морской пейзаж. Вместо этого он пристально смотрит на прямую трансляцию морского дна и примеряет шляпы. Каждые 10 минут или около того он надевает на голову новую шляпу, вращаясь среди галантерейных товаров, среди которых ушанка из искусственной тюленьей кожи, тканая оранжевая феска и шапочка из Океанографического института Вудс-Хоул, где он работает.

Ледокол Kronprins Haakon прокладывает темный путь через ледяной покров Арктики, пока ученые из Океанографического института Вудс-Хоул готовятся к запуску роботизированного подводного аппарата Nereid Under Ice.

Фотография Луиса Ламара, Фонд Аватар Альянс; Дмитрий Калениченко, CAGE, UiT

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Смена костюма помогает Герману скоротать время, пока мы ждем первого взгляда на нашу добычу: разбитый участок морского дна, который выбрасывает в темноту дымные, перегретые жидкости, возможно, помогая питать одну из самых чужеродных экосистем на Земле. Эта неуловимая зона называется полем гидротермальных источников Авроры. Это самое северное известное жерловое поле и одно из самых глубоких в мире, расположенное почти на 2,5 мили ниже постоянного покрытия морского льда.

Послушайте рассказ исследователя National Geographic Кевина Хэнда о том, как глубоководные исследования подпитывают поиск инопланетной жизни в нашем подкасте «Подслушано в National Geographic».

Исследование морских глубин, как и выход в открытый космос, сопряжено с высоким риском. Бездонное морское дно — неумолимое место даже для самых выносливых роботов, и в этой миссии было немало неудач, в том числе несколько душераздирающих дней, когда казалось, что команда потеряла свой главный подводный вездеход из-за замерзшего полярного океана.

Но в этот фиолетовый вечер, после нескольких часов дрейфа над илистым морским дном, камера высокого разрешения, буксируемая под кораблем, наконец прошла прямо над зияющей пастью в земной коре. Кадры, показанные на экранах по всему кораблю, показали, что из кратера диаметром почти пять футов вырывается сердитый черный шлейф — поразительный размах для такого вкуса подводного курильщика.

— Это большой гребаный шлейф, — сказал Герман, его вращающийся головной убор остановился на ушанке-ушанке. «Это намного больше, чем мы думали, было здесь».

Позже той же ночью та же камера пролетит над местом еще дважды; и несколько проходов в течение следующей недели обнаружат дико пересеченную местность, населяющую южный склон подводной горы Аврора. На снимках выяснилось, что жерловое поле покрыто потухшими трубами, кучами выдавленных минералов и не одним, а как минимум тремя черными курильщиками.

Результаты дают нам лучший взгляд на такую ​​экзотическую, покрытую льдом экосистему. Лучшее понимание этой отдаленной биосферы может помочь ученым выяснить, как существа перемещаются в глубоких океанах Земли и образуют ли арктические воды путь для животных, перемещающихся между Атлантическим и Тихоокеанским бассейнами.

«Идея состоит в том, чтобы по-настоящему понять эту область, пока она еще нетронута», — говорит эколог Ева Рамирес-Льодра, ведущий научный сотрудник проекта из Норвежского института водных исследований. «Если изменение климата избавит ото льдов, это станет более используемым маршрутом к Тихому океану, и он может стать открытой территорией для потенциальной добычи полезных ископаемых, для рыболовства… хорошо знать, что там есть».

Красная креветка почти в два дюйма длиной плывет над обнажением подушечной лавы, украшенной большими стеклянными губками и присыпанными отложениями стеблями мертвых губок в гидротермальном поле Аврора. Место, расположенное в 200 милях к северу от Гренландии, находится примерно на 2,5 мили ниже поверхности, покрытой льдом.

Фотография OFOBS, команда AWI

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Более того, жерла Авроры могут содержать ключи к обнаружению форм жизни в глубинах океанов чужих миров. На данный момент Аврора является одним из ближайших аналогов Земли к жерлам на морском дне, которые, как считается, извергаются в далеких океанских мирах, включая покрытые льдом спутники Европу и Энцелад, которые считаются одними из лучших мест для поиска существующих инопланетян. (Узнайте больше в нашем интерактивном атласе лун.)

«Инопланетные океаны за пределами Земли настолько убедительны в поисках жизни в другом месте», — говорит исследователь National Geographic Кевин Хэнд, астробиолог из Лаборатории реактивного движения НАСА, участвовавший в экспедиции «Аврора». «Куда бы мы ни посмотрели на планете Земля и не нашли жидкую воду, мы нашли жизнь».

Морской анемон длиной около пяти дюймов добавляет ослепительно-белый оттенок илистому морскому дну гидротермального поля Аврора на дне покрытого льдом Северного Ледовитого океана.

Фотография OFOBS, команда AWI

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Множество жерл

Как правило, океанические гидротермальные жерла возникают, когда морская вода просачивается через трещины в земной коре и смешивается с горячими породами под поверхностью; эти похороненные расплавленные породы нагревают соленую воду и подпитывают химические реакции, которые прорываются в бурлящей массе через отверстия в земной коре. Непрерывное выдавливание богатой минералами перегретой морской воды обеспечивает тепло и энергию, необходимые некоторым организмам для процветания в этих холодных темных глубинах, в том числе зверинцу гигантских трубчатых червей, специфичных для жерл, моллюсков длиной в фут, слепых креветок и экстремальных микробов. .

Долгое время каноническая мудрость предполагала, что активность гидротермальных жерл может существовать только на самых быстро распространяющихся срединно-океанических хребтах — в таких местах, как Восточно-Тихоокеанское поднятие, где тектонические плиты Земли отталкиваются друг от друга со скоростью около семи дюймов. год. В этих лопающихся планетарных швах быстрое расширение земной коры означает, что свежая магма всегда доступна для подпитки жерл.

На площадке «Аврора» из трехфутовой трубы клубится черный дым (вверху справа) рядом с упавшими трубами, разбросанными веером по морскому дну, как стволы деревьев в лесу. Бледно-желтое окрашивание связано с оксидами железа, вырабатываемыми жерловыми микробами, а белые точки — это организмы, сгруппировавшиеся вокруг жерла, извергающего богатые питательными веществами жидкости температурой более 570°F.

Фотография OFOBS, команда AWI

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Однако за прошедшие годы Герман и его коллеги нашли жерла, населяющие множество хребтов, в том числе те, которые вяло расходятся в разные стороны. Наша последняя цель, хребет Гаккеля, представляет собой вулканический разлом, разделяющий Северный Ледовитый океан пополам и расширяющийся с ошеломляющей скоростью менее чем на полдюйма в год.

«Нигде не запрещено наличие гидротермальной активности», — говорит Герман. «Теперь мы можем избавиться от этого мифа».

Ученые впервые отправились на поиски гидротермальных плюмов вдоль хребта Гаккель в 2001 году. Во время этого рейса слой мутной воды, обнаруженный у морского дна, намекал на активность жерл, а земснаряд поднял остатки вымершего дымохода. Оба наблюдения можно было бы объяснить черными курильщиками, своего рода вентиляционными отверстиями, которые выпускают в воду столбы темных горячих шлейфов.

Вид воронки в отложениях гидротермального поля Аврора показывает геологические слои, уходящие в прошлое. Самые верхние желтовато-коричневые слои, скорее всего, представляют собой континентальные обломки, разрушенные ледниками с севера Гренландии и снесенные вниз по склону к этому месту. Более глубокие белые слои могут представлять собой гидротермально измененные вулканические породы, в то время как темно-серые вулканические породы становятся видимыми в основании впадины.

Фотография OFOBS, команда AWI

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Во время второго похода в 2014 году Герман и его коллеги вернулись в Аврору на борту ледокола Polarstern . Они искали жерла, ища гидротермальные сигнатуры в толще воды, а ближе к концу круиза сбросили на глубину камеру с высоким разрешением. Всего за два часа до того, как пришло время отправиться домой, команда впервые увидела небольшой дымоход, мимолетную фотобомбу у дымящегося отверстия, которая скользнула на поля нескольких кадров.

Но следы жерл, написанные на замерзающем море, свидетельствовали о том, что внизу должно лежать что-то гораздо более массивное. Воодушевленная этим открытием, экспедиция этого года, известная под аббревиатурой HACON, стремилась поместить жерло Авроры в контекст. Насколько обширна вся система? Какая химия задействована? Может ли жерло поддерживать глубоководную экосистему, и если да, то какие организмы там живут?

И что для астробиологов на борту может дать сайт для обнаружения жизни в покрытых льдом океанских мирах по всей Солнечной системе?

Плохое шампанское

Ответить на эти вопросы было непросто еще до того, как ледокол покинул порт. Камера с высоким разрешением, которая оказалась столь важной для миссии, называлась Система наблюдения и батиметрии океанского дна, или OFOBS, изначально была ошибочно связана с оборудованием, предназначенным для другой полярной экспедиции. Хуже того, глубоководный дистанционно управляемый подводный аппарат из Вудс-Хоул под названием Nereid Under Ice, или NUI, чуть не потерялся на глубине.

NUI — ультрасовременный подводный аппарат стоимостью 2,5 миллиона долларов размером примерно с минивэн. Он может провести под водой полдня до перезарядки, может проплыть более 25 миль от корабля и может нырнуть на глубину до трех миль, не взорвавшись, что позволяет ему работать под толстым ледяным покровом.

Ярко-оранжевый подводный аппарат имеет встроенный мозг, который позволяет ему функционировать без человека, но при этом им можно управлять дистанционно, а это означает, что ученые, наблюдающие за прямой трансляцией с его камер, могут приказать ему выловить определенных животных из глубоководных пол, погружайте коллекторные трубки в определенные отложения и погружайте специально разработанные зонды прямо в шипучую серную жидкость, извергающуюся из гидротермального источника. Геохимик Эоган Ривз из Бергенского университета, который однажды (случайно) сделал глоток напитка с морского дна и сказал, что пенящаяся смесь напоминает плохое шампанское: «Пахнет просто ужасно, а на вкус точно такой же, как пахнет».

Ярко-оранжевый корабль Nereid Under Ice спускается в арктические воды с корабля Kronprins Haakon . Высокотехнологичный подводный аппарат был почти потерян на глубине, и команда в основном полагалась на неуправляемую камеру, буксируемую за кораблем, чтобы находить и записывать сцены из жерл Авроры.

Фотография Луиса Ламара, Фонд Аватар Альянс; Дмитрий Калениченко, CAGE, UiT

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Подводный аппарат Nereid Under Ice начинает исследование покрытых льдом арктических вод у берегов Гренландии в октябре.

Фотография Луиса Ламара, Avatar Alliance Foundation

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Но через два дня после прибытия на подводную гору Аврора НУИ нырнул и больше не всплывал. Когда субмарина приблизилась к заданной глубине, ее бортовые системы одна за другой отключились. Инженеры попытались уговорить его всплыть самостоятельно, активировав отказоустойчивый механизм, который должен был снять грузы для погружения и восстановить плавучесть. Вместо того, чтобы подняться, NUI остановился, и показания его глубины превратились в линию предчувствия, прошедшую по экрану в рубке управления кораблем.

«Вероятность того, что он покоится на дне, довольно высока — в этом случае игра окончена», — наконец сказал Энди Боуэн, директор Национального центра глубоководных исследований WHOI. Без NUI даже мельком увидеть вентиляционное отверстие означало полагаться только на OFOBS, камеру высокого разрешения. Но эта камера не управляема и может просто буксироваться за кораблем, а это означало, что успешное обнаружение подводного шлейфа зависело от совместного дрейфующего льда или льдин, достаточно тонких, чтобы сломаться.

«Мы знали, что выход туда будет трудным, что мы столкнемся с проблемами, но это превзошло все наши ожидания», — сказал Бенедикт Ферре, физический океанограф из Университета Тромсё.

Глубинный Мордор

К счастью, через три дня NUI всплыл на поверхность; отказоустойчивость просто сработала немного дольше, чем предполагалось. Более того, пока NUI чинили, ледяное лоскутное одеяло, покрывающее Аврору, позволило капитану корабля направить камеру OFOBS прямо над вентиляционным отверстием Авроры.

В тот вечер ученые столпились вокруг телеэкранов по всему кораблю, с тревогой наблюдая за дрейфом морского дна в чернильных сумерках. Вскоре в поле зрения появился слой почти черного гравия, покрывающего липкую бежевую грязь, которая скользила в течение нескольких часов. Появились блестящие оранжевые и желтые пятна, и камера начала подниматься вверх по потрясающе крутой скалистой стене.

Ученый НАСА Кевин Хэнд (слева), инженер Эндрю Клеш и биолог Дмитрий Каленитченко из UIT — Арктического университета Норвегии исследуют ледяной покров над полем гидротермальных источников Аврора во время октябрьской экспедиции. Команду интересует, содержит ли лед над жерлом следы химических и биологических процессов, происходящих вдоль подводной горы далеко внизу.

Фотография Луиса Ламара, Avatar Alliance Foundation

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

50-футовое образование возникло из ниоткуда — вершины вулканического материала вырвались из-под морского дна. Пемзоподобные отложения становились все темнее и темнее, а затем на мгновение яростно взбившееся облако щекотало угол изображения, а за ним — изогнутая пасть гигантского зубчатого кратера. По мере того, как корабль дрейфовал, облако превратилось в массивный черный шлейф, который поглотил камеру и продолжал подниматься вверх почти на полмили. Этот курильщик явно был гигантом, затмевавшим средний дымоход. Более поздние буксировки обнаружат еще больше черных курильщиков на морском дне.

«Сатанинская, как сатанинские мельницы промышленной революции. Мордор, — сказал Герман о гигантском вентиляционном отверстии. «Мы знали, что должно быть больше, чем то, что мы видели в 2014 году».

Судя по обширным кучам сульфидов и вымершим дымоходам, жерла Авроры почти наверняка были активны на протяжении тысячелетий, возможно, насыщая арктическое морское дно теплом и минералами еще до того, как люди впервые прибыли в Америку.

Но вопрос о том, как долго это место извергается, остается открытым, как и многие другие загадки, которые команда намеревалась разгадать. Например, без большого количества образцов форм жизни на этом участке у команды нет генетического материала, необходимого для простого ответа на несколько насущных вопросов о том, как существа перемещаются между океанскими бассейнами.

Скелеты из кремнезема

Более загадочным, по крайней мере, в некотором отношении, является то, что экосистема Авроры кажется необычайно разреженной, по крайней мере, на изображениях, сделанных в этом круизе. Здесь нет явных лугов трубчатых червей, острых зарослей мидий или пестрых ковров анемонов. Даже микробные маты, хотя и видимые в некоторых местах, заметно тощие. Это отверстие, похоже, является царством маленьких улиток и падальщиков, похожих на креветок ракообразных, называемых амфиподами.

«Это ничто по сравнению с жерлами в других океанах, где обитает огромное количество животных», — говорит Рамирес-Льодра, добавляя, что «у нас есть всего несколько изображений. И это отличные снимки, но мы не исследовали местность в деталях».

Дистанционно управляемый аппарат НАСА исследует воды под многолетними ледяными щитами в Северном Ледовитом океане.

Фотография Луиса Ламара, Avatar Alliance Foundation

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Ана Иларио, эколог из португальского Университета Авейру, была особенно ошеломлена отсутствием Sclerolinum , типа многощетинковых червей, которых много в других местах в глубоком море. Она и Ханс Торе Рапп, систематик из Бергенского университета, подозревают, что арктическое морское дно может быть малонаселенным в первую очередь потому, что северный полярный океан все еще геологически молод — ему около 60 миллионов лет — и глубоководной фауне, возможно, не хватило пора найти дорогу в эти воды и адаптироваться к экстремальным условиям.

Единственными организмами, которые действительно процветают в этом районе, являются два типа стеклянных губок, существа, названные в честь их филигранных стеклянных скелетов. Иногда говорят, что эти стеклянные губки имеют размеры более трех футов в поперечнике и продолжительность жизни, исчисляемую столетиями. Иногда говорят, что они едва живы. Возможно, менее пяти процентов их биомассы составляют органические вещества, а остальное — кремнезем, тот же самый материал, из которого делают песок и стекло. К счастью, NUI нырнул на морское дно после того, как его починили, и собрал несколько стеклянных губок в месте возле жерла.

Рэпп подозревает, что эти губки могут процветать в экосистеме, потенциально испытывающей недостаток питательных веществ и углерод, именно потому, что им не требуется много органического углерода в виде твердых частиц. Вместо этого они приспособились выживать при низких концентрациях растворенного органического вещества и создавать свои скелеты из более доступных строительных блоков.

«Кремнезем на глубине всегда легко доступен», — говорит Рэпп. «Построение скелета практически не требует затрат».

Наблюдения открывают некоторые заманчивые возможности для того, что может скрываться в морях за пределами Земли, где солнечного света мало, а единственная надежная форма энергии может быть химически выработана вздымающимися внутренностями покрытой ледяной коркой луны.

Кевин Хэнд говорит, что большая часть работы, которую он выполняет в НАСА, связана с выяснением того, какие биосигнатуры следует искать в ледяных оболочках, покрывающих инопланетные моря. Это одна из причин, по которой он изучает лед Авроры, чтобы выяснить, есть ли в нем признаки жизнеобеспечивающих жерл, которые ученые могут научиться распознавать — на Земле и, возможно, в других мирах.

«Использование льда как окна в океан внизу, — говорит он, — имеет отношение к тому, как мы на самом деле узнаем об этих океанах, которые находятся за пределами Земли».

Как выглядят инопланетяне? Они едят? Астробиолог говорит нам:

Хотя Вселенная полна неожиданных сюрпризов — планет с морями бензина, планет с падающими с неба алмазами — жизнь не безгранична. Жизнь следует правилам. Если вы знаете, каковы эти правила, вы узнаете хотя бы кое-что о внеземной жизни.

Самое главное правило заключается в том, что жизнь возникает в результате естественного отбора. Жизнь приспосабливается к окружающей среде. Сложные инопланетяне эволюционируют из простых инопланетян, чтобы решать проблемы на своей планете. Такие проблемы, как поиск еды, предотвращение того, чтобы стать чьей-то едой, и размножение.

Эти земные проблемы также являются проблемами, которые необходимо решить на инопланетных мирах. И когда мы смотрим на то, как их решают земные животные, мы видим, как это могут делать и инопланетяне.

• Как вы думаете, вы могли бы нарисовать своего собственного инопланетянина, используя приведенную ниже информацию в качестве вдохновения? Отправьте его нам! Комик, научный ведущий и писатель Дара О Брайен выберет из представленных работ своего фаворита, а победитель получит комплект его научных книг. Узнайте, как именно войти здесь.

Какой будет жизнь пришельцев?

Весь фокус в том, чтобы подумать о том, как живут инопланетяне. Что им действительно нужно? Первое, что нужно есть. Вся жизнь нуждается в энергии, и энергия поступает в основном из двух источников: от солнечного света (или, возможно, других видов тепла) и от других существ.

Растения питаются солнечным светом, а животные едят других животных и растения. У пришельцев будут хищники, и у них будет добыча. Хищникам нужно будет быть как хищники на Земле: быстрыми или незаметными — их добыча не захочет быть съеденной!

Добыче нужно будет защищаться: камуфляжем или броней? И, может быть, как и на Земле, некоторые существа будут решать свои проблемы особым образом: группируясь. Волки охотятся стаей, а зебры держатся стадом, чтобы уберечься от львов. Некоторые инопланетяне будут одинокими, но некоторые также будут социальными.

Еще подобные

Как они будут двигаться?

Конечно, если кто-то собирается вас съесть, вам лучше двигаться. И им лучше двигаться, чтобы поймать вас. Не все существа должны двигаться (растения, например, нет), но некоторые неизбежно будут двигаться.

Как ты можешь двигаться? Вы можете двигаться сквозь жидкость или газ, как рыбы и птицы. Или вы можете передвигаться по твердой поверхности (как крабы и собаки). Может быть, вы и сможете двигаться по твердой земле, но это непросто. Если вы движетесь по твердой поверхности, трение настолько велико, что вам нужно немного приподняться. То ли ногами, то ли слизью, как у слизняка. Ноги невероятно полезны, и их можно найти на многих других планетах.

Если вы движетесь через газ или жидкость, у вас есть еще несколько вариантов. Но крылья/плавники — хороший выбор, и реактивный двигатель (как у кальмара) тоже может подойти.

Как они будут что-то чувствовать?

Если вы ищете еду (а вся жизнь ищет), вам нужно ощущать мир. Даже растения растут навстречу солнечному свету. Способы, которыми жизнь ощущает окружающую среду на Земле, в значительной степени суммируют почти все способы, которыми это можно сделать. Свет и звук, конечно, но также и запах (ощущение присутствия химических веществ), а также, у многих видов, ощущение электрических полей. Даже некоторые используют магнитные поля, чтобы ориентироваться.

Подробнее об органах чувств

• Каково временное разрешение наших органов чувств?
• Могут ли чувства животных вывести нас за пределы человеческих возможностей?

Свет и звук — особенно хорошие способы ощутить мир: они быстрые, детализированные и их легко обнаружить. Но и у света, и у звука есть недостатки. В подземном океане может вообще не быть света. И звук плохо распространяется в разреженной атмосфере, как на Марсе.

Именно физические ограничения планеты определяют, какое чувство будет работать лучше всего, но одно или оба из звука и света, вероятно, будут важны.

Будут ли они симметричными?

Жизнь на Земле зародилась на морском дне, и так ползали наши предки. Инопланетяне, которые эволюционировали на полу, тоже будут ползать. Но если вы ползете, у вас, вероятно, есть передняя и задняя части, а значит, у вас есть и левая, и правая сторона.

Симметричные животные двигаются намного быстрее, чем несимметричные, у них есть реальное преимущество. Это не означает, что круглые (или даже треугольные) инопланетяне невозможны. Но подумайте о том, как они развивались: почему они получили преимущество, будучи круглыми или треугольными? Возможно, круглые существа могли бы развиваться в бездонном океане, где ползание бесполезно.

Если у вас простая лево-правая симметрия, как у нас, у вас, скорее всего, тоже будет четное количество ног: одинаковое количество слева и справа. Но если бы этой симметрии не существовало, у вас могло бы быть почти любое количество ног — у морских звезд их тысячи!

Итак, какими на самом деле будут инопланетяне?

Правила природы — настоящие правила. Мы можем использовать правила биологии для предсказания инопланетной жизни точно так же, как мы можем использовать правила физики для предсказания величины гравитации. Научная фантастика исказила наше представление о том, какими должны быть инопланетяне, апеллируя к нашим страхам, нашим надеждам или просто ради развлечения.

Но мы исследователи Вселенной. Мы не хотим быть полностью удивлены тем, что находим, и нам повезло, что мы обладаем хорошим пониманием того, как существует жизнь, и как она становится все более и более разнообразной и сложной. И если мы обнаружим, что инопланетяне имеют так много общего с жизнью на Земле, то это делает это место совершенно особенным, даже если не уникальным.