Aliens par Darwin

Dans notre seule galaxie, il y a environ 100 milliards de planètes. Environ 20% d'entre eux sont susceptibles de se trouver dans la zone habitable, ce qui permet l'existence de la biosphère. Même si la vie n'est née que sur 0,001% de ces planètes, dans notre galaxie il y a environ 200 000 planètes habitées. Dans le même temps, le signal radio de la civilisation technogénique de la Terre s'est déjà propagé dans un rayon de 70 années-lumière - et continue de se propager, informant tout le monde de notre existence. Étant donné les plus grandes chances de rencontrer une forme de vie extraterrestre, il n'est pas surprenant de voir à quelle vitesse l'astrobiologie se développe. Aux États-Unis et en Europe, à la recherche de formes de vie extraterrestres, des centaines de millions de dollars sont investis . Presque toutes les branches de la science peuvent envier de tels investissements.

De nombreux articles scientifiques ont été publiés pour tenter d'analyser l'apparence des extraterrestres: par exemple, voir les travaux de Benner (2003) , Devays (2009) , Rothschild (2009) , Rothschild (2010) , Shostak (2015) . Par exemple, Shostak du projet SETI exprime l'opinion que nous sommes plus susceptibles de rencontrer une sorte de forme de vie artificielle (peut-être des robots sous le contrôle de l'IA).

Dans tous les cas, il est intéressant de savoir à quoi ressemble la forme biologique qui a créé cette IA.

Jusqu'à présent, les tentatives ont été purement mécaniques pour prédire cela - en extrapolant l'expérience de l'évolution terrestre (malheureusement, nous connaissons toujours l'expérience de l'évolution sur une seule planète, il est donc difficile de faire d'autres extrapolations). Par exemple, il est connu qu'au cours de l'évolution, les organes oculaires (photorécepteurs et yeux) ont évolué au moins 40 fois (ou jusqu'à 65) et sont présents chez 95% des animaux terrestres. Donc, quelque chose de similaire devrait être avec les extraterrestres. D'autres extrapolations mécaniques sur la chimie et la physique des extraterrestres sont faites de la même manière. Par exemple, le carbone se trouve en abondance dans l'Univers, existe sous diverses formes, forme divers composés chimiques et se trouve dans la matière interstellaire - il est logique de supposer que la vie extraterrestre devrait être basée sur le carbone. Mais tout cela est une pure extrapolation. Il n'y a aucune raison théorique pour laquelle les extraterrestres ne peuvent pas être une forme de vie sans yeux en silicium.

Une autre option pour prédire l'apparition de formes de vie extraterrestres est d'utiliser la théorie. Dans ce cas, c'est une théorie de l'évolution. C'est du moins cette théorie qui a permis de prévoir et de décrire les nombreux effets biologiques sur Terre: du comportement animal à leur morphologie. Par exemple, pourquoi certains organismes, en particulier les insectes, doivent changer le sexe de leur progéniture ou pourquoi les hommes chez l'homme devraient être plus grands que les femmes. La théorie évolutionniste fonctionne vraiment dans la pratique et est capable de prédire et de décrire des effets réels. Alors pourquoi ne pas appliquer cette théorie (universelle) pour tenter de décrire l'apparition possible d'étrangers? Un groupe de scientifiques du Département de zoologie de l'Université d'Oxford - Samuel R. Levin, Thomas W. Scott, Helen S. Cooper et Stuart A. West - pour la première fois dans l'histoire des sciences, a tenté de combiner approches mécaniques et théoriques pour résoudre ce problème, c'est-à-dire décrire l'apparence des extraterrestres. Leur article scientifique, «Les extraterrestres de Darwin», a été publié le 1er novembre 2017 dans l'International Journal of Astrobiology (doi: 10.1017 / S1473550417000362).

Dans leur travail, ils discutent de certains aspects de la théorie de l'évolution. Par exemple, devrait-il y avoir une sélection naturelle pour les étrangers et quelles conséquences cela entraînera-t-il s'il existe?

Ensuite, ils examinent le type possible spécifique d'organisme étranger: les organismes multicellulaires complexes. Comment ces organismes sont apparus au cours de l'évolution de la Terre, comment ils peuvent apparaître dans une autre partie de l'Univers et quelles propriétés biologiques peuvent être attendues des extraterrestres.

Darwin a expliqué que la sélection naturelle fonctionne grâce à trois fonctions:

• diversité (les créatures diffèrent dans leur comportement et leur structure);
• succès reproducteur (certains signes de comportement ou le corps augmentent la probabilité de laisser plus de progéniture que de parents).
• héritage (les créatures transmettent leurs personnages à leur progéniture);

Ces trois fonctions sont représentées schématiquement sur la figure.


Illustration: Université d'Oxford

Les signes réussis s'accumulent progressivement dans la population et une évolution se produit. D'autres caractéristiques peuvent devenir bénéfiques en raison de changements dans les conditions naturelles ou autres, donc l'évolution ne s'arrête pas.

Autrement dit, l'existence de la sélection naturelle nécessite la présence des trois fonctions ci-dessus: diversité, succès de reproduction et héritabilité. S'ils le sont, il existe une sélection naturelle, quel que soit le système génétique du corps ou le type de planète.

La sélection naturelle explique non seulement la raison de l'évolution, mais aussi la raison de l'adaptation. Même la nature terrestre montre qu'au cours de l'évolution, les organismes sont capables de s'adapter à la vie dans les conditions les plus incroyables. Si vous donnez suffisamment de temps au corps, il deviendra finalement comme s'il était spécialement conçu pour la vie dans ces conditions. C'est une sorte de "design sans designer", tout se passe de façon naturelle.

Les mutations aléatoires peuvent également conduire le processus évolutif, mais sans sélection naturelle, elles sont pratiquement dénuées de sens. Il est très peu probable que des organes complexes comme le poumon ou les yeux apparaissent à la suite de mutations aléatoires. Ici, la sélection naturelle joue le rôle d'une sorte de force directrice lorsque seules les mutations souhaitées sont sélectionnées, comme si la conception de l'organisme souhaité était créée à l'avance, qui serait la plus adaptée spécifiquement à ces conditions.

Ainsi, la sélection naturelle agira-t-elle sur d'autres planètes de l'espace extra-atmosphérique, demandent des scientifiques de l'Université d'Oxford. Et ils répondent immédiatement: oui. La théorie de l'évolution dit qu'il ne peut en être autrement, sauf pour les molécules les plus simples. Sans designer, le seul moyen d'obtenir un organisme adapté aux conditions, qui vise une reproduction maximale, est la sélection naturelle.

Levin et ses collègues exhortent à ne pas se laisser distraire par la définition de la vie et les différences fonctionnelles spécifiques entre «vivant» et «non vivant» (réplication, métabolisme), car sans sélection naturelle, le corps ne pourra pas s'adapter aux conditions environnementales. Par conséquent, nous ne trouverons tout simplement pas une telle forme de vie extraterrestre.

Par exemple, l'illustration ci-dessous montre trois options pour la vie extraterrestre. La première option est une simple molécule. Même si nous considérons cette forme de vie, elle est si simple qu'elle ne peut pas passer par la sélection naturelle. La deuxième option est également une créature très simple sous la forme d'une cellule. Mais il pourra déjà s'adapter aux conditions environnementales. Enfin, à droite se trouve une créature avec un grand nombre d'organes complexes travaillant ensemble. Cela donne la plus grande adaptabilité. Une telle créature pourrait subir les changements les plus importants au cours de la sélection naturelle, c'est-à-dire qu'elle s'est adaptée plus longtemps que d'autres à un changement des conditions externes.


Trois options pour la vie extraterrestre. Illustration: Université d'Oxford

Nous arrivons ici au concept de complexité . Les scientifiques ont avancé l'argument selon lequel il s'agit d'une créature si complexe qui devrait être plus que simple adaptée aux conditions externes et à leurs changements - cela découle simplement de la théorie de l'évolution. Il a évolué le plus longtemps - d'où la conclusion.

Il s'avère que l'on peut logiquement supposer que les extraterrestres les plus en forme que nous pouvons rencontrer seront des créatures complexes avec un grand nombre d'organes différents. Mais cela n'est pas nécessaire car la sélection naturelle n'implique pas nécessairement une augmentation de la complexité de l'adaptation. Cependant, nous pouvons dire avec certitude qu'ils seront plus intéressants pour nous.

Les auteurs des travaux scientifiques prêtent attention à la question de savoir comment la complexité surgit. Autrement dit, comment les organismes simples deviennent plus complexes. La réponse est des transitions majeures.

Les principales transitions en évolution ont plusieurs propriétés:

1. Les petits objets peuvent se réunir et former un objet plus grand (chromosomes, eucaryotes, colonies multicellulaires).
2. Les petits objets se détachent souvent et existent à l'intérieur d'objets plus grands (ADN et protéines, organites).
3. Les petits objets perdent leur capacité à se reproduire en l'absence d'un plus grand objet (ADN, chromosomes, organites).
4. Des objets plus petits peuvent perturber la fonctionnalité d'un objet plus grand (parthénogenèse, cancer).
5. De nouveaux types de transfert d'informations apparaissent (protéines d'ADN, hérédité des cellules).

Les principales transitions sont très importantes dans l'évolution, car grâce à elles, des organismes de plus grande complexité apparaissent lors de la sélection naturelle. La vie sur Terre a connu de nombreuses transitions de base, comme le montre l'illustration.


Les principales transitions dans l'évolution de la vie sur Terre. Illustration: Université d'Oxford

À quoi ressembleront les extraterrestres qui, au cours de la sélection naturelle, ont accru leur complexité à travers de nombreuses transitions de base? Plusieurs signes qu'ils posséderont peuvent être prédits.


Un exemple d'une créature extraterrestre complexe qui a traversé de nombreuses transitions de base. Illustration: Université d'Oxford

1. La présence d'entités plus grandes créées à partir d'entités plus petites avec une hiérarchie imbriquée. La complexité de la hiérarchie et le nombre de niveaux d'investissement dépendent du nombre de transitions principales. Par exemple, dans des cas avancés, nous pouvons supposer une «société de sociétés», où de nombreuses colonies sociales coopèrent entre elles et chacune d'elles se spécialise dans sa fonction.

2. Quel que soit le nombre de transitions, il devrait y avoir quelque chose qui unit les intérêts ou élimine les conflits entre les entités au niveau de chaque transition.

3. Selon la théorie, il devrait y avoir quelque chose pour limiter la croissance démographique - le moyen le plus simple et le meilleur pour éliminer les conflits entre les entités.

Comment les conflits sont-ils résolus?

Cela peut être quelque chose comme un partenaire d'accouplement commun pour tous, comme avec l' eusocialité - le plus haut niveau d'organisation sociale des animaux sur Terre. Cela est possible lors de la combinaison d'entités similaires. Le fait d'avoir une paire commune pour l'accouplement unit les intérêts de tous les membres. Ou quelque chose comme une restriction de goulot d'étranglement monocellulaire dans les organismes multicellulaires.

Une autre option, si différentes entités sont combinées. Par exemple, les mitochondries et le noyau effectuent une reproduction conjointe. Si des entités individuelles hétérogènes sont unies, leurs intérêts sont également unis.

En fin de compte, les conflits d'intérêts des entités peuvent être résolus en utilisant les deux options ci-dessus, comme chez l'homme.

Ainsi, conformément à la théorie de l'évolution, les extraterrestres doivent subir une sélection naturelle. Il peut s'agir de créatures complexes qui ont traversé une série de transitions de base et développé des mécanismes appropriés pour résoudre les conflits entre entités qui surviennent pendant les transitions principales. Par conséquent, ils doivent avoir une hiérarchie complexe d'entités. Eh bien, quand tout est clair, il ne reste plus qu'à les trouver.