Как освоение Марса может привести к возникновению нового человеческого вида
Голливудский фильм «Космос между нами» (The Space Between Us), в скором времени выходящий в прокат, рассказывает историю мальчика, который рождается у одного из американских астронавтов на Марсе. Его мать умирает при родах, но ребенок выживает и растет под опекой небольшой колонии космонавтов на Красной планете. В трейлере к фильму мрачный закадровый голос сообщает исходную предпосылку фильма: «Его сердце просто не выдержит силы земного притяжения; у него слишком слабые кости». Иными словами, нет пути назад. Над этим вопросом стоит задуматься: если мы решим покинуть Землю, смогут ли наши потомки когда-нибудь вернуться назад?
С каждым годом мы становимся к Марсу все ближе. НАСА надеется, что нога человека ступит на Красную планету через 30 лет, а Илон Маск называет цифру в 10 лет: сначала это будет пробный полет, между тем конечная цель заключается в создании самодостаточных марсианских городов. В своем выступлении в сентябре 2016 года Маск упомянул «два основных пути», по которым может пойти человечество: «Один путь — остаться на Земле навсегда, и тогда нас ждет окончательное вымирание. Альтернатива в том, чтобы стать осваивающей космическое пространство цивилизацией и мультипланетным видом».
Если мы когда-нибудь достигнем Марса, условия жизни там будут отличаться от земных по всем параметрам. Адаптация к более слабому воздействию гравитации, интенсивному излучению, а также полному отсутствию бактериальной флоры заставит несколько поколений марсианских колонистов испытать на себе ряд кардинальных эволюционных изменений в человеческой родословной, сопоставимых с началом прямохождения и увеличением объема головного мозга.
Первые эволюционные изменения могут оказаться быстрыми и малозаметными. Поскольку группа первых людей на Марсе неизбежно будет ограничена числом — Маск предложил отправить на борту космического корабля около ста человек — первые марсианские колонисты будут переживать явление, известное как эффект основателя. Этот феномен наблюдается каждый раз, когда новое место, подобное вулканическому острову, поднявшемуся с океанского дна, колонизируют новоприбывшие. Несколько лиц, которые устраиваются на новом месте, вне зависимости от того, как они туда попали, едва ли станут представлять большинство, к которому первоначально принадлежали. Чем меньше выборка, тем меньше вероятность того, что она будет представлять большую группу, из которой вышла.
Если мы отправим на Марс сотню колонистов, вероятность того, что они в точности представят всех живущих на Земле людей с точки зрения роста, цвета волос, склонности к развитию диабета или рака молочной железы, способности шевелить ушами или любых других генетических факторов, оказывается крайне низкой. Какими бы ни были черты, наличествующие у первых колонистов, они перейдут их детям, и таким образом растущая марсианская колония, даже при отсутствии естественного отбора, станет чем-то отличным от обитателей Земли. К примеру, если бы все космонавты, которых мы отправили на Марс, были рыжими, появилась бы еще одна причина называть Марс Красной планетой.
Эффекту основателя, разумеется, подвержены не одни только исследователи Марса или межпланетные путешественники. Он может возникнуть в любой изолированной или отобранной популяции. Но по мере смены ряда поколений изменения могут приобретать более выраженный и специфический характер. В условиях, когда гравитация составляет лишь одну треть от силы земного притяжения, беременность и роды могут протекать на Марсе гораздо сложнее. Исследователи эмбрионального развития у мышей установили, что показатели рождаемости у мышей, чьи зародыши формировались в искусственно созданных условиях микрогравитации, ниже, чем при нормальной силе притяжения. Интересно, что на оплодотворение — осуществляемое в пробирке — снижение гравитации, по-видимому, не влияет, но некоторые из полученных эмбрионов развивались не так хорошо, как эмбрионы, появившиеся при нормальной силе тяжести. Причины этого пока не ясны, но результаты свидетельствуют о том, что млекопитающие, включая человека, во время вынашивания плода могут испытывать больше трудностей на Марсе, чем на Земле. А это в свою очередь может оказывать новое давление эволюционного отбора, которое на Земле не наблюдается.
Недостаточная сила тяжести также будет приводить к снижению костной массы со скоростью примерно 1% — 2% в месяц. После двух или трех лет пребывания на Марсе поселенцы рискуют потерять половину своей костной массы — вероятно, этому процессу еще сильнее будут подвержены беременные женщины, поскольку при беременности организму требуется много кальция. Потеря плотности костной ткани повышает склонность людей к травмам, особенно к переломам бедра и позвоночника. Поскольку на Марсе подобные травмы могут иметь необратимые последствия, люди, от природы имеющие более высокую плотность костей — что скорее было свойственно нашим предкам, нежели современному человеку — имеют больше шансов выжить и передать свои гены. Поэтому в результате смены многих поколений люди на Марсе в конечном итоге будут от природы обладать более плотными костями по сравнению со своими предшественниками, а значит, будут более крепкими на вид.
Марсианским поселенцам также придется адаптироваться к высоким уровням радиации. При отсутствии магнитосферы или атмосферы, способных защитить планету, Марс подвергается агрессивному воздействию высокоэнергетических космических лучей, интенсивного ультрафиолетового излучения и солнечных частиц. За 500 дней пребывания на поверхности Марса человек получит дозу радиации, которая в шесть раз превышает максимальную годовую дозу, разрешенную сотрудникам департамента энергетики Соединенных Штатов. Скафандры или подземные жилые помещения могут предоставить некоторую защиту, но, безусловно, определенное время все равно необходимо будет проводить на поверхности Марса, выращивая сельскохозяйственные культуры, возводя здания и тому подобное.
Радиация повреждает ДНК, вызывая своего рода мутации, которые приводят к раку. Хотя для марсианских поселенцев радиация может означать более высокие показатели заболеваемости раком, она также способна ускорить процесс эволюции путем создания случайных генетических вариаций, в том числе тех признаков, которые полезны в марсианской среде.
Эти генетические вариации могут стать способами защиты нашего тела от радиационного воздействия. На Земле наша кожа вырабатывает меланин, пигмент, который действует как естественный солнцезащитный крем. Пигментация кожи развилась в человеческих популяциях как баланс между риском избыточного излучения, которое разрушает производство ДНК, и опасностью недостатка радиации, который препятствует нормальному формированию костей. Многие другие организмы используют меланин, чтобы защитить себя от излучения, в том числе грибы темной окраски, растущие на месте расплавления активной зоны ядерного реактора в Чернобыле. Разновидностью меланина, который обеспечивает организм человека максимальной защитой от солнечной радиации, является эумеланин, придающий коже темно-коричневый или черный цвет. Люди, у которых в коже гораздо больше эумеланина, смогут лучше переносить экстремальные уровни радиации на Марсе, в результате чего кожа у марсиан будет темнее, чем у кого-либо из землян.