(© Prasert – stock.adobe.com)
Pendeknya
- Penelitian baru menantang keyakinan yang telah lama dipegang bahwa evolusi manusia membutuhkan “istirahat keberuntungan” yang mustahil, sebaliknya menunjukkan bahwa kehidupan yang cerdas mungkin muncul secara alami ketika planet mengembangkan kondisi lingkungan yang sesuai dari waktu ke waktu.
- Lingkungan Bumi yang berubah, khususnya kadar oksigennya, mungkin telah mengendalikan waktu perkembangan evolusi besar, yang berarti kehidupan yang kompleks muncul ketika kondisi akhirnya mengizinkannya, bukan secara kebetulan.
- Pemahaman baru ini menunjukkan kehidupan yang cerdas mungkin lebih umum di alam semesta daripada yang diperkirakan sebelumnya, selama planet mempertahankan kondisi stabil yang cukup lama untuk hidup berkembang.
Mempelajari tantangan gagasan bahwa kehidupan cerdas sangat jarang di alam semesta
University Park, Pa. – Bagaimanapun, kita mungkin memiliki banyak tetangga seperti manusia di antara bintang-bintang, meskipun ada beberapa dekade pemikiran ilmiah tentang tempat kemanusiaan di alam semesta yang menyarankan sebaliknya. Tinjauan yang menggugah pemikiran oleh para peneliti dari Penn State mengusulkan bahwa kehidupan yang cerdas mungkin merupakan hasil alami dari evolusi planet daripada kecelakaan astronomi.
Sejak 1983, para ilmuwan menganut apa yang kemudian dikenal sebagai model “langkah keras”, yang diusulkan oleh fisikawan Brandon Carter. Teori ini menyarankan bahwa menjadi manusia yang diperlukan untuk membersihkan beberapa hambatan evolusi yang sangat tidak mungkin sehingga berhasil melintasi semuanya seperti memenangkan banyak lotere kosmik secara berurutan. Ini membantu menjelaskan mengapa kami belum mendeteksi tanda -tanda kehidupan cerdas di tempat lain; Mungkin kita adalah kebetulan astronomi.
“Ini adalah perubahan yang signifikan dalam cara kita berpikir tentang sejarah kehidupan,” kata rekan penulis Jennifer Macalady, profesor geosains di Penn State, dalam sebuah pernyataan. “Ini menunjukkan bahwa evolusi kehidupan yang kompleks mungkin kurang tentang keberuntungan dan lebih banyak tentang interaksi antara kehidupan dan lingkungannya, membuka jalan baru penelitian baru yang menarik dalam pencarian kami untuk memahami asal -usul kami dan tempat kami di alam semesta.”
Tim peneliti, yang secara unik menggabungkan keahlian dari astrofisika dan geobiologi, menyajikan bukti kuat untuk penjelasan yang sangat berbeda. Alih -alih membutuhkan serangkaian kecelakaan evolusioner yang sangat beruntung, kehidupan yang cerdas dapat muncul secara alami ketika planet mengembangkan kondisi lingkungan yang tepat.
“Kami berpendapat bahwa kehidupan yang cerdas mungkin tidak memerlukan serangkaian istirahat keberuntungan untuk ada. Manusia tidak berevolusi 'awal' atau 'terlambat' dalam sejarah Bumi, tetapi 'tepat waktu,' ketika kondisinya ada, ”kata penulis utama Dan Mills, yang bekerja di lab astrobiologi Macalady di Penn State sebagai peneliti sarjana. “Mungkin ini hanya masalah waktu, dan mungkin planet lain dapat mencapai kondisi ini lebih cepat daripada Bumi, sementara planet lain mungkin memakan waktu lebih lama.”
Tim peneliti mengidentifikasi lima inovasi evolusi utama yang sebelumnya dianggap sebagai “langkah keras”: asal usul kehidupan itu sendiri, pengembangan fotosintesis penghasil oksigen, munculnya sel-sel kompleks, evolusi kehidupan hewan multiseluler, dan pengembangan kecerdasan manusia. Alih -alih melihat ini sebagai kecelakaan yang mustahil, penelitian ini menunjukkan setiap inovasi muncul yang dapat diprediksi begitu lingkungan Bumi dapat mendukungnya.
“Kami mengambil pandangan bahwa alih -alih mendasarkan prediksi kami pada umur matahari, kami harus menggunakan skala waktu geologis, karena itu berapa lama suasana dan lanskap berubah,” kata Jason Wright, profesor astronomi dan astrofisika di Penn State dan belajar rekan penulis. “Ini adalah rentang waktu normal di bumi. Jika kehidupan berkembang dengan planet ini, maka itu akan berkembang pada skala waktu planet dengan kecepatan planet. “
Perspektif baru ini, diterbitkan di Kemajuan Sainsmemiliki implikasi mendalam untuk pencarian kecerdasan luar angkasa. Daripada menanyakan seberapa besar kemungkinan evolusi untuk menghasilkan kehidupan yang cerdas, para ilmuwan mungkin lebih fokus pada mengidentifikasi planet-planet yang telah mengembangkan kondisi lingkungan seperti Bumi dalam waktu yang lama.
Kolaborasi antara fisikawan dan ahli geobiologi sangat penting untuk mengembangkan pemahaman baru ini. “Makalah ini adalah tindakan paling dermawan dari pekerjaan interdisipliner,” kata Macalady, yang juga mengarahkan Pusat Penelitian Astrobiologi Penn State. “Lapangan kami berjauhan, dan kami meletakkannya di halaman yang sama untuk mendapatkan pertanyaan tentang bagaimana kami sampai di sini dan apakah kami sendirian? Ada Teluk, dan kami membangun jembatan. ”
Para peneliti telah menguraikan beberapa cara untuk menguji model mereka, termasuk mencari biosignaturasi di atmosfer exoplanet dan mempelajari bagaimana organisme bersel tunggal dan multiseluler merespons berbagai kondisi lingkungan. Mereka juga menyarankan untuk menyelidiki apakah inovasi evolusi yang serupa mungkin terjadi beberapa kali di masa lalu Bumi, dengan bukti yang hilang karena kepunahan atau faktor lainnya.
Untuk para ilmuwan yang mencari peradaban alien, penelitian ini menunjukkan lebih fokus pada sejarah lingkungan planet daripada menghitung probabilitas evolusi. Dunia yang mengembangkan kondisi seperti bumi mungkin secara alami berkembang menuju kehidupan yang kompleks dan seperti manusia.
Ringkasan Kertas
Metodologi
Para peneliti melakukan tinjauan komprehensif tentang bukti geologis dan biologis yang mencakup sejarah Bumi. Mereka menganalisis waktu inovasi evolusi besar dan membandingkannya dengan kondisi lingkungan yang direkonstruksi di seluruh masa lalu Bumi. Ini termasuk memeriksa tanda tangan kimia di batuan kuno yang mengungkapkan tingkat oksigen masa lalu, mempelajari bukti fosil untuk munculnya bentuk kehidupan yang kompleks, dan menciptakan model matematika evolusi atmosfer Bumi.
Hasil
Studi ini menemukan bahwa perkembangan evolusi besar yang melacak perubahan dalam kondisi lingkungan Bumi, khususnya kadar oksigen atmosfer. Daripada tampil secara acak, inovasi seperti kehidupan hewan yang kompleks muncul tak lama setelah kondisi lingkungan menjadi cocok. Penelitian ini juga mengungkapkan bahwa kecerdasan seperti manusia membutuhkan ambang oksigen spesifik yang hanya dicapai secara relatif baru-baru ini dalam sejarah Bumi.
Batasan
Sementara penelitian ini menyajikan bukti kuat untuk kontrol lingkungan evolusi, bukti langsung dari sebab -akibat tetap menantang karena rentang waktu yang luas yang terlibat. Selain itu, pemahaman kita tentang kondisi bumi awal mengandung ketidakpastian yang signifikan, dan beberapa proksi lingkungan dapat dikenakan banyak interpretasi.
Diskusi dan takeaways
Penelitian ini menunjukkan perubahan mendasar dalam cara kita berpikir tentang evolusi biologis dan kemungkinan kehidupan cerdas di alam semesta. Daripada melihat intelijen sebagai kecelakaan yang tidak mungkin, itu mungkin merupakan hasil yang lebih dapat diprediksi diberikan waktu yang cukup dan kondisi lingkungan yang tepat. Ini memiliki implikasi yang signifikan untuk astrobiologi dan pencarian kecerdasan luar angkasa.
Pendanaan dan pengungkapan
Penelitian ini didukung oleh Deutsche Forschungsgemeinschaft melalui proyek atau 417/7-1 dan program eksobiologi NASA di bawah hibah 80NSSC20K0622. Dukungan tambahan datang dari Penn State dan Eberly College of Science.
Detail publikasi
Diterbitkan di Kemajuan Sains Pada 14 Februari 2025 judul: “Penilaian ulang model 'Hard-Steps' untuk Evolusi Kehidupan Cerdas” Penulis: Daniel B. Mills, Jennifer L. Macalady, Adam Frank, Jason T. Wright Doi: 10.1126/SciAdv. ADS5698
