Возрождение гипотезы?

Действительно ли произошло возрождение гипотезы? И как она родилась впервые. Откуда взялась та странная периодичность, которую она призвана была объяснить?

Напомню эту историю. Около 30 лет назад молодой американский геолог Джек Сепкоски опубликовал статью, в которой анализировал особенности эволюции разных групп морских существ за многие сотни миллионов лет. Эта работа легла в основу современной «диаграммы Сепкоски» отражающей такую эволюцию также и для других групп существ – наземных и летающих. В ходе своего анализа Сепкоски подметил странную закономерность: история биологического разнообразия на Земле (то есть история нарастания числа видов внутри разных групп живых существ) то и дело прерывалась короткими периодами резкого спада этого разнообразия, проще говоря – периодами биологических катастроф, когда в силу каких-то причин многие виды попросту исчезали с лица Земли.

Самые крупные из таких катастроф хорошо известны многим. Их пять: 65 млн лет назад (гибель динозавров); 205 млн лет назад (уничтожено 48% всех видов живых существ); 251 млн лет назад (уничтожено 83% всех видов); 360-375 млн лет назад (уничтожено 50% всех видов) и 440-450 млн лет назад (уничтожено 53% всех видов). Кроме того, по данным Сепкоски, за последние 500 млн лет земной истории произошло еще 16 более мелких, но вполне заметных биологических катастроф. Дальше вспять идти невозможно – по той простой причине, что все нынешние многоклеточные существа появились в период т.н. Кембрийского биологического взрыва или сразу же перед ним, т.е. примерно 550 млн лет назад, а до этого на Земле существовали только одноклеточные, которые следов своего массового истребления не оставляют.

Изучая эти данные, Сепкоски и его соавтор палеонтолог Рауп заметили еще одну странную закономерность: периодический характер чередования таких катастроф во времени. Согласно их результатам, которые они опубликовали в совместной статье 1984 года, биологические катастрофы происходили каждые 26-27 млн лет. Иными словами, каждые 26-27 млн лет на Земле (или с Землей) происходило что-то такое, что вызывало очередную биологическую катастрофу.

Эта закономерность была достаточно любопытной, чтобы не пройти мимо внимания других специалистов, и некоторые из них поспешили предложить возможные объяснения таких периодических катастроф. Понятно, что все предлагавшиеся ими механизмы тоже были периодическими. Первым было предложено объяснение, связанное с движением Солнечной системы. Как известно, Солнце со своими планетами движется по галактической орбите вокруг центра Млечного пути, совершая один оборот за 250 млн лет. В процессе этого движения оно то поднимается над плоскостью Млечного пути, то опускается под нее, и период этих колебаний грубо известен из астрономических наблюдений. Были выдвинуты разные физические гипотезы, пытавшиеся увязать эти колебания солнечной орбиты с ростом и падением разнообразия земной жизни, но вскоре надобность в этих усилиях отпала, поскольку уточненный в соответствии с новыми наблюдениями период колебаний оказался весьма далеким от цифры Сепкоски-Роупа.

Второе возможное объяснение диаграммы Сепкоски-Роупа было выдвинуто Адрианом Мелоттом и Ричардом Мюллером, которые предположили, что примерно на середине пути от Солнца к ближайшей звезде Проксима Центавра нашу планетную систему окружает орбита тусклой (и потому невидимой) звезды, которую они назвали Немезидой. Орбита эта вытянутая, поэтому лишь раз в 26-27 млн лет эта звезда проходит так близко к нашей системе, что производит сильные пертурбации в т.н.облаке Оорта, окружающем Солнечную систему и состоящем из нескольких десятков (а возможно и сотен) миллиардов ледяных и каменных обломков различного размера. Немезида выталкивает из этого облака кометы, которые устремляются вглубь Солнечной системы, в сторону Земли, и производят на ней биологические катастрофы.

Однако впоследствии один из авторов этой гипотезы, Мелотт, отказался от нее, поскольку новые, более точные расчеты показали, что Немезида, если она существует, должна была несколько менять время своих встреч с облаком Оорта (поскольку ее движение искажается воздействием Млечного пути) и потому никак не могла сближаться с этим облаком в точности каждые 27 млн лет.

Третье объяснение предложили ученые Луизианского университета, упомянутые выше Джон Матезе и Даниэль Уитмайр, которые в 1999 году выдвинули теорию «невидимого Юпитера». В теории Матезе-Уитмайра смертоносные кометы из облака Орта выталкивала в сторону Земли не звезда, а невидимая из-за дальности и тусклости планета размером с Юпитер (они назвали ее Тихэ), орбита которой проходит почти рядом с этим облаком. Собрав все данные о долгопериодических кометах с древности до 1898 года и произведя строгий анализ их движения, они нашли, что около 20% всех таких комет имели такую траекторию, как будто получили толчок от этой невидимой планеты. В статье 2010 года они показали, что, судя по этим данным, масса невидимой планеты примерно на 30% больше массы Юпитера.

В ту пору, в 2010 году, не было еще никаких данных о существовании планеты Х, ми поэтому гипотеза Матезе-Уитмайра тоже была отброшена. Но была сейчас, после открытия Брауна, профессор Уитмайр снова напомнил о ней и заявил, что это открытие побуждает снова к ней вернуться. И если оставаться только в пределах астрономии, с ним следует согласиться. Однако, поскольку гипотеза Матехе Уитмайра была призвана объяснить некий странный биологический факт, то нужно прислушаться также к тому, что говорят об этой гипотезе биологи. И тут вырисовывается совсем иная картина. По мнению большинства биологов, все вышеперечисленные объяснения биологческих катастроф, включая гипотезу Матезе-Уитмайра, порождены недоразумением, начало которому положила статья Сепкоски и Роупа. Все они исходят из убеждения, будто биологические катастрофы и впрямь повторяются со строгой периодичностью 27 млн лет. Но это далеко не так. Цифру «27 млн лет», впервые названую Сепкоски и Роупом, повторяют из статьи в статью лишь немногие авторы, причем преимущественно – физики и астрономы. Многие биологи – и, в частности, большинство палеонтологов - с этой цифрой совершенно не согласны. По их мнению, она весьма приблизительна. Если сопоставить два списка: даты катастроф, используемые (вслед за Сепкоски и Роупом) авторами различных физических гипотез и отстоящие друг от друга точно на 27 млн лет, и те реальные даты катастроф, которые установлены современной палеонтологией, то сразу выясняется, что даты второго списка почти ни разу (за исключением 2-3 случаев) не совпадают с датами первого, а порой отстоят от них на 8-10 млн лет.

А кроме того, в палеонтологии уже достаточно надежно установлено, что биологические катастрофы прошлого имели, по меньшей мере, три разных механизма: удар метеорита (как в случае гибели динозавров), вулканизм (в случае второй и третьей катастрофы из «Большой Пятерки») и, наконец, глубокое похолодание (катастрофа, произошедшая примерно 40 млн лет назад. Крайне трудно (если вообще возможно) придумать такой общий физический процесс, который повторялся бы раз за разом, но при каждом повторении действовал бы по совершенно иному механизму: один раз с помощью кометы, другой раз – посредством усиления земного вулканизма, а третий – с помощью обледенений.

Все вышесказанное заставляет думать, что радость профессора Уитмайра по поводу якобы состоявшегося «подтверждения» его с Матезе теории несколько преждевременна. Открытие планеты Х (само по себе еще не вполне доказанное) отнюдь не подтверждает гипотезу, что эта планета является виновников всех биологических катастроф на Земле. Что, конечно, не исключает возможности появления новых данных в пользу такого предположения в ходе дальнейшего изучения планеты Х (если окажется, что она действительно существует).

********************************************************************************************************

Хроника

Стирке – бой! Австралийские ученые разработали простой, дешевый и эффективный метод создания «самоочищающейся» ткани». Путем погружения текстильного изделия в специальную ванну на нем выращивается слой нано-материала, который при освещении солнечным светом выделяет энергично движущиеся электроны, способные разрушить любое органическое (жировое или грязевое) пятно, попавшее на материал.

Гарвардские ученые разработали новый материал, открывающий путь к «мобильной архитектуре». Он состоит из соединенных в группы небольших кубических секций, способных складываться и перегибаться относительно разных своих граней и осей, подобно оригами. Под воздействием помп, подчиняющихся заданной программе, такой набор секций может быть легко преобразован в самые разные формы. Т.н. «ретро-вирусы» обладают способностью встраивать свою ДНК в ДНК человека и оставаться там долгие годы, а порой – и тысячи лет. В последние годы ученые нашли 19 остатков таких древних ретро-вирусов. Сейчас новое исследование ДНК людей разных континентов выявило еще 12 остатков, в т.ч. одну полную вирусную ДНК, способную «ожить». Эти данные позволяют думать, что до 8% нашей ДНК является вирусной.

Группа американских ученых во главе с проф. Камилем Калили опробовала (в пробирке) применение методов генетической инженерии («Криспер») к человеческим иммунным клеткам, в ДНК которых встроился вирус СПИДа. Генетические «ножницы» полностью очистили клетки от затаившегося там вируса и затем «сшили» их ДНК заново, причем оказалось, что после такой операции клетки больше не поддаются вторжению вирусов. Электронный нос вынюхивает рак. Британские ученые успешно использовали метод электронной газо-хроматографии для выявления и распознавания разных видов рака мочеиспускательной системы с помощью анализа состава мочи. Это позволит в дальнейшем отказаться от диагностирования такого рода заболеваний с помощью биопсии, тяжелой для пациентов и недостаточно точной для врачей.

Новый ожесточенный бой вспыхнул между климатологами. Томас Карл из США, учтя некие поправки, подсчитал, что повышение температуры за 1950-1999 гг. составляло 0.113ОС, а за 2000-2014 – 0.116ОС, т.е. никакой паузы в глобальном потеплении нет, тогда как по новым расчетам Джона Файфа из Канады за 1972-1999 гг. Земля нагрелась на 0.170ОС, а за 2000-2014 – всего на 0.113ОС. Они себе спорят, а погода все безумней…

Рафаил Нудельман
"Окна", 28.4.2016