استغرقت الحياة الذكية المتطورة مليارات السنين – ولكن ربما لم يكن من غير المحتمل أن يكون العديد من العلماء

يخلص النموذج الشعبي للتطور إلى أنه من غير المرجح أن تتطور الإنسانية على الأرض ، وأن الذكاء خارج كوكب الأرض أمر نادر الحدوث.

ولكن بصفتنا خبراء في تاريخ الحياة المتشابك وكوكبنا ، نقترح أن يكون تطور الحياة وبيئة سطح الأرض قد تكشف بطريقة تجعل الأصل التطوري للذكاء البشري أكثر توقعًا أو متوقعة أكثر مما كان يعتقد بشكل عام.

نموذج الخطوات الصلبة

بعض من أعظم علماء الأحياء التطوريين في القرن العشرين رفضوا شهيرة احتمال الذكاء البشري وراء الأرض.

حصل هذا الرأي ، الذي كان متجذرًا بحزم في علم الأحياء ، على دعم مستقل من الفيزياء في عام 1983 مع منشور مؤثر من قبل براندون كارتر ، وهو عالم فيزيائي نظري.

في عام 1983 ، حاول كارتر شرح ما أسماه مصادفة ملحوظة: التقريب الوثيق بين العمر المقدر للشمس – 10 مليارات سنة – والوقت الذي استغرقه الأرض لإنتاج البشر – 5 مليارات سنة ، تقريبًا.

تخيل ثلاثة احتمالات. في واحدة ، تنشأ حياة ذكية مثل البشر بشكل عام بسرعة كبيرة على الكواكب ، من الناحية الجيولوجية – ربما في ملايين السنين. في مكان آخر ، ينشأ عادة في الوقت الذي استغرقته على الأرض. وفي النهاية ، تخيل أن الأرض كانت محظوظة – عادة ما يستغرق الأمر وقتًا أطول بكثير ، على سبيل المثال ، تريليونات من السنين لتشكيل هذه الحياة.

رفض كارتر الاحتمال الأول لأن الحياة على الأرض استغرقت وقتًا أطول من ذلك بكثير. لقد رفض الثانية باعتبارها مصادفة غير محتملة ، لأنه لا يوجد سبب للعمليات التي تحكم عمر الشمس – الانصهار النووي – يجب أن تحدث فقط على نفس النطاق الزمني مثل التطور البيولوجي.

هبط كارتر على التفسير الثالث: أن الحياة الإنسانية تشبه بشكل عام تستغرق وقتًا أطول بكثير من الوقت الذي يوفره عمر النجم.

لشرح سبب استغرقت الحياة البشرية وقتًا طويلاً ، اقترح كارتر أنه يجب أن يعتمد على خطوات تطورية غير محتملة للغاية ، وأن الأرض محظوظة للغاية لأنها قد أخذتها جميعًا.

ودعا هذه الخطوات التطورية الخطوات الصعبة ، وكان لديهم معايير رئيسية. أولاً ، يجب أن تكون الخطوات الصعبة مطلوبة للوجود الإنساني – بمعنى أنه إذا لم يحدث ، فلن يكون البشر هنا. ثانياً ، يجب أن يكون للخطوات الصعبة احتمالات منخفضة للغاية لحدوثها في الوقت المتاح ، مما يعني أنها تتطلب عادةً فترات زمنية تقترب من 10 مليارات سنة.

هل توجد خطوات صعبة؟

تنبأ الفيزيائيون فرانك تيبل وجون بارو بأن الخطوات الصعبة يجب أن تحدث مرة واحدة فقط في تاريخ الحياة – وهو منطق مأخوذ من البيولوجيا التطورية.

إذا كان الابتكار التطوري المطلوب للوجود الإنساني أمرًا غير محتمل حقًا في الوقت المتاح ، فمن المحتمل أن يحدث أكثر من مرة ، على الرغم من أنه يجب أن يحدث مرة واحدة على الأقل ، لأننا موجودون.

على سبيل المثال ، يعد أصل الخلايا النووية – أو حقيقية النواة – واحدة من أكثر الخطوات الصعبة شعبية التي اقترحها العلماء. نظرًا لأن البشر حقيقيون ، فإن الإنسانية لن تكون موجودة إذا لم يحدث أصل الخلايا حقيقية النواة.

على شجرة الحياة العالمية ، تقع كل الحياة حقيقية النواة على فرع واحد بالضبط. هذا يشير إلى أن الخلايا حقيقية النواة نشأت مرة واحدة فقط ، وهو ما يتوافق مع أصلها.

يشترك جميع المرشحين الأكثر شعبية في الخطوات الصلبة-أصل الحياة ، والتمثيل الضوئي المنتجة للأكسجين ، والحيوانات متعددة الخلايا والذكاء البشري-في نفس النمط. كل منها مقيد بفرع واحد على شجرة الحياة.

ومع ذلك ، كما جادل عالم الأحياء التطوري وعالم الحفريات Geerat Vermeij ، هناك طرق أخرى لشرح سبب ظهور هذه الأحداث التطورية مرة واحدة فقط.

يمكن أن ينشأ هذا النمط من الأصول المفردة على ما يبدو من فقدان المعلومات بسبب الانقراض وعدم اكتمال السجل الأحفوري. ربما تطورت هذه الابتكارات أكثر من مرة ، ولكن مثال واحد فقط من كل منهما نجا إلى العصر الحديث. ربما لم تصبح الأمثلة المنقرضة أبدًا متحجرة ، أو لم يعترف علماء الحفريات بها في السجل الأحفوري.

أو ربما حدثت هذه الابتكارات مرة واحدة فقط ، ولكن لأنها كان يمكن أن تحدث مرة واحدة فقط. على سبيل المثال ، ربما يكون النسب التطوري الأول لتحقيق أحد هذه الابتكارات قد تفوق بسرعة على الكائنات الحية الأخرى المماثلة من الأنساب الأخرى للموارد. أو ربما غيرت النسب الأولى البيئة العالمية بشكل كبير لدرجة أن الأنساب الأخرى فقدت الفرصة لتطوير نفس الابتكار. بمعنى آخر ، بمجرد حدوث الخطوة في سلالة واحدة ، تم تغيير الظروف الكيميائية أو البيئية بما يكفي بحيث لا يمكن أن تتطور الأنساب الأخرى بنفس الطريقة.

إذا شرحت هذه الآليات البديلة تفرد هذه الخطوات الصعبة المقترحة ، فلن يكون أي منها مؤهلاً فعليًا كخطوات صعبة.

ولكن إذا لم تكن أي من هذه الخطوات صعبة ، فلماذا لم يتطور الذكاء البشري في وقت أقرب بكثير في تاريخ الحياة؟

التطور البيئي

يمكن لعلماء الجيوديين إعادة بناء ظروف الأرض القديمة أن توصل بسهولة إلى أسباب لم تتطور الحياة الذكية عاجلاً في تاريخ الأرض.

على سبيل المثال ، انقض 90 ٪ من تاريخ الأرض قبل أن يكون لدى الجو ما يكفي من الأكسجين لدعم البشر. وبالمثل ، انقضت ما يصل إلى 50 ٪ من تاريخ الأرض قبل أن يكون لدى الجو ما يكفي من الأكسجين لدعم الخلايا الحديثة حقيقية.

جميع المرشحين المتشابهين لديهم متطلباتهم البيئية. عندما تشكلت الأرض ، لم تكن هذه المتطلبات في مكانها. بدلاً من ذلك ، ظهرت لاحقًا ، مع تغير بيئة سطح الأرض.

نقترح أنه مع تغير الأرض جسديًا وكيميائيًا مع مرور الوقت ، سمحت ظروف سطحها بتنوع أكبر من الموائل مدى الحياة. تعمل هذه التغييرات على النطاقات الزمنية الجيولوجية – مليارات السنين – مما يفسر سبب تطور الخطوات الصعبة المقترحة عندما فعلوا ذلك ، وليس قبل ذلك بكثير.

في هذا الرأي ، نشأ البشر عندما فعلوا ذلك لأن الأرض أصبحت صالحة للبشر في الآونة الأخيرة فقط. لم يفكر كارتر في هذه النقاط في عام 1983.

المضي قدما

ولكن لا تزال الخطوات الصعبة موجودة. كيف يمكن للعلماء اختبار ما إذا كانوا يفعلون؟

يمكن لعلماء الأرض والحياة العمل معًا لتحديد متى أصبحت بيئة سطح الأرض لأول مرة داعمة لكل خطوة صلبة مقترحة. يمكن لعلماء الأرض أيضًا التنبؤ بمدى أن تظل الأرض قابلة للسكن لأنواع مختلفة من الحياة المرتبطة بكل خطوة صلبة مقترحة – مثل البشر والحيوانات والخلايا حقيقية النواة.

يمكن لعلماء الأحياء التطوريين وعلماء الحفريات أن يقيد عدد المرات التي حدث فيها كل مرشح خطوة صلبة. إذا حدثوا مرة واحدة فقط ، فيمكنهم معرفة ما إذا كان هذا يأتي من احتمالهم البيولوجي الفطري أو من العوامل البيئية.

أخيرًا ، يمكن لعلماء الفلك استخدام بيانات من الكواكب خارج النظام الشمسي لمعرفة مدى مشتركة الكواكب التي تستضيف الحياة ، وعدد المرات التي لديها هذه الكواكب مرشحين شاقين ، مثل التمثيل الضوئي المنتجة للأكسجين والحياة الذكية.

إذا كانت وجهة نظرنا صحيحة ، فقد تطورت الأرض والحياة معًا بطريقة أكثر نموذجية لكواكب تدعم الحياة-وليس بالطريقة النادرة وغير المحتملة التي يتنبأ بها نموذج الخطوات الصلبة. سيكون الذكاء البشري بعد ذلك نتيجة أكثر متوقعة لتطور الأرض ، بدلاً من التواء الكوني.

يمكن للباحثين من مجموعة متنوعة من التخصصات ، من علماء الحفريات وعلماء الأحياء إلى علماء الفلك ، العمل معًا لمعرفة المزيد عن احتمال تطور الحياة الذكية على الأرض وأماكن أخرى من الكون.

إذا كان تطور الحياة البشرية أكثر احتمالًا مما يتوقعه نموذج الخطوات الصلبة ، فمن المرجح أن يجد الباحثون أدلة على الذكاء خارج كوكب الأرض في المستقبل.

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة ، وهي مؤسسة إخبارية مستقلة غير ربحية تجلب لك الحقائق والتحليلات الجديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتبه: دانييل برادي ميلز ، جامعة لودفيج ماكسيميليان في ميونيخ؛ جيسون رايت ، ولاية بنسلفانياو Jennifer L. Macalady ، ولاية بنسلفانيا

اقرأ المزيد:

يتلقى دانييل برادي ميلز تمويلًا من مؤسسة الأبحاث الألمانية.

يعمل جيسون رايت في جامعة ولاية بنسلفانيا ، حيث يتم دعم بحثه في البحث عن الحياة في الكون بالأموال الداخلية والمنح من ناسا والأحداث الفردية.

تعمل جينيفر ل. ماكالادي في جامعة ولاية بنسلفانيا ، حيث يتم دعم أبحاثها حول كيفية تفاعل الكائنات الحية الدقيقة والمعادن والسوائل خلال الوقت الجيولوجي من خلال الأموال الداخلية ، والمنح من ناسا و NSF ، والمنح من المؤسسات الخاصة.