Учёные из Мюнхенского университета провели переоценку модели «трудных шагов» в эволюции разумной жизни. Они считают, что разумная жизнь, такая как наша, появляется на планетах только при подходящих условиях окружающей среды. Исследование показало: всё дело в особых периодах, когда на планете есть нужный климат, атмосфера и другие факторы, чтобы жизнь могла эволюционировать. Раньше считали, что разум на Земле возник случайно, но теперь ясно — это не случайность, а закономерность.
Модель «трудных шагов» предполагает, что появление человечества потребовало прохождения ряда промежуточных этапов, которые были крайне маловероятны в рамках времени, доступного для биологической эволюции на Земле. Согласно этой модели, технологическая жизнь, подобная человеческой, встречается во Вселенной чрезвычайно редко. Авторы пересматривают основные предположения модели через призму исторической геобиологии, предлагая альтернативную концепцию, где «трудные шаги» отсутствуют. Они утверждают, что ключевые эволюционные события, необходимые для появления человека, можно объяснить механизмами, не связанными с внутренней маловероятностью. Если поверхность Земли изначально была непригодна не только для человека, но и для некоторых промежуточных этапов его эволюции, то время появления человека могло определяться последовательным открытием новых глобальных экологических «окон обитаемости» на протяжении истории Земли.
В 1983 году физик Б. Картер заключил, что время эволюции человека на Земле (по сравнению с общим жизненным циклом Солнца) указывает на маловероятность этого процесса. Он отметил совпадение сроков жизни Земли (примерно 4,6 млрд лет) и основного срока существования Солнца (около 10 млрд лет). Предполагая независимость биологических и физических процессов, Картер посчитал, что такое совпадение требует объяснения. Он отверг идею быстрой эволюции, так как это противоречило бы возрасту Земли, и предположил, что эволюция человека произошла близко к пределу обитаемости благодаря антропному принципу. Это привело к гипотезе о «трудных шагах» — редких и критически важных этапах эволюции.
Авторы исследования предлагают, что эволюционные «сингулярности» (уникальные события, такие как появление жизни, кислородной фотосинтезы, эукариот, многоклеточных животных и Homo sapiens) могут быть не такими маловероятными, как считалось раньше. Они выделяют три альтернативных объяснения:
Потеря информации: Уникальность может быть иллюзией из-за вымирания линий, независимо развивших эти черты.
Приоритетные эффекты: Первая эволюционная инновация может блокировать повторное появление за счёт конкуренции или занятости ниш.
Конструирование ниш: Успех инновации изменяет среду, делая повторение невозможным (например, оксигенация атмосферы после фотосинтеза).
Авторы предлагают, что эволюция человека не зависела от «трудных шагов», а была обусловлена постепенным изменением глобальной среды Земли. Увеличение разнообразия обитаемых условий (например, рост содержания кислорода) открывало «окна обитаемости» для ключевых этапов. Таким образом, появление человека произошло поздно, так как подходящие условия сформировались недавно (около 400 млн лет назад). Эта модель предполагает более предсказуемую эволюцию, где биосфера развивалась в соответствии с геологическими процессами, а не случайными событиями. Будущие исследования экзопланет помогут проверить эту теорию, анализируя атмосферные спектры и техносигнатуры.