Autor: Jan Toman
Nápadné množství zásadních evolučních novinek na Zemi vzniklo až relativně nedávno, v jejím středním, nebo dokonce pozdním věku. Přesně to bychom podle nového výzkumu měli čekat, pokud jsou podobné události raritní a v kosmickém měřítku tak složitější nebo dokonce inteligentní organismy téměř nevznikají.
Život na naší planetě vznikl před zhruba 3,5 až 4 miliardami let a následně prošel několika velkými přechody. Nejprve se vyvinuly větší a složitější, eukaryotické, buňky, následně pohlavní rozmnožování, a ještě později mnohobuněčnost či komplikovaná nervová soustava. Překvapivé však je, že ke všem těmto milníkům došlo až miliardy let po zformování Země. Inteligentní tvorové – moderní lidé – se potom vyvinuli v době, kdy už naše planeta snižuje svou úživnost a do zhruba miliardy let se pro jakýkoli složitější život stane nedostačující. Co to vypovídá o inteligentním životě mimo Zemi? Podle skupiny britských astrobiologů nic pozitivního. Vzhledem k tomu, že se nad celou věcí můžeme zamýšlet, logicky jsme se museli vyvinout bez ohledu na pravděpodobnost takové události. Pozdní načasování velkých evolučních přechodů v pozemské evoluci však značí, že jde o události spíše vzácné. Podle pravděpodobnostních modelů klidně můžeme být v naší galaxii jediní. Na druhou stranu, pokud budeme počítat s tím, že rozvoj života blokoval nedostatek kyslíku či jiný faktor vnějšího prostředí, nebo že inteligenci upřednostňuje přirozený výběr, mimozemské civilizace by mohly být daleko běžnější.
Otázky, zda se život vyskytuje i mimo Zemi, jak by takový život mohl vypadat a jestli dospěl až k inteligentním, civilizace vytvářejícím, formám, vzrušují lidstvo odpradávna. Třebaže dnes máme přístup k moderním teleskopům, dálkově řízeným sondám a dalším technickým vymoženostem, stále na ně neznáme odpověď. A to ani velmi hrubou.
Na jednu stranu se život mimo zemi zdá velmi pravděpodobný, ne-li zákonitý. Stále se rozšiřující seznam nalezených exoplanet – planet obíhajících v jiných hvězdných soustavách – ukazuje, že tělesa s pevným povrchem obíhající v příhodné vzdálenosti od své mateřské hvězdy nejsou žádnou vzácností. Na těchto planetách by měly panovat relativně příjemné podmínky umožňující existenci tekuté vody a potažmo vznik života. Ani tuto událost dnes nemáme důvod považovat za nepravděpodobnou. Vzhledem k tomu, že na Zemi život vznikl velmi rychle, zřejmě už v prvních 10 % jejího trvání, půjde zřejmě o událost relativně běžnou.
Na druhou stranu nás ale obklopuje provokativní Silentium Universi. Ani nejvýkonnější radioteleskopy dosud nezachytily žádné signály od hypotetických vyspělých civilizací, kterými by se všeobecně oživený vesmír měl hemžit. Stejně tak nepozorujeme žádné známky jejich přítomnosti, ať už v podobně návštěvníků naší planety, artefaktů, které tu po sobě mohli zanechat, nebo inženýrství na úrovni celých hvězdných soustav. Vzato kolem a kolem jde o fenomén tak podivný, že se pro něj vžil název Fermiho paradox.
Tento paradox se pokouší vysvětlit celá řada teorií – od relativně střízlivých, jako že se každá vyspělá civilizace sama velmi rychle zničí, přes exotické, podle kterých například mohou mimozemšťané z nějakého důvodu držet Zemi v „rezervaci“, až po vyloženě paranoidní, které zdůrazňují všeobecný boj o zdroje a tendenci hvězdných civilizací dusit své konkurenty už v zárodku. Jednou z přijímanějších hypotéz je potom i ta, podle které se k rozvoji složitějších životních forem musí sejít mnoho nepravděpodobných okolností. Vesmír tak může být plný života, jen to je život na úrovni jednoduchých bakterií. Z podobné úvahy vychází i studie, kterou nedávno publikovala skupina britských vědců v časopisu Astrobiology.
Výzkumníci si dali za cíl odhadnout, jak pravděpodobný je vznik inteligentních tvorů ve vesmírném měřítku. Nejprve se podívali na zásadní evoluční inovace, které dělí nejjednodušší organismy od člověka. Mezi významné evoluční přechody poté zahrnuli vznik života, složitější, eukaryotické, buňky, pohlavního rozmnožování a inteligence spojené s rozvojem jazyka. Tyto mezníky, respektive dobu, kterou evoluci zabralo, než jich dosáhla, následně analyzovali prostřednictvím Bayesovské statistiky. Ta se od klasické, frekventistické, statistiky liší mimo jiné tím, že bere v potaz naše předpoklady o pravděpodobnosti různých jevů. Výsledky následně ukázaly, za jak dlouho a s jakou pravděpodobností projde hypotetická biosféra všemi těmito přechody. Z toho můžeme odečíst, jak je pravděpodobné, že se na planetě pozemského typu za dobu její existence vyvine inteligentní druh podobný člověku.
Zásadní vliv na výsledky má přitom jeden nesamozřejmý jev. Kromě vzniku života došlo ke všem těmto událostem mnoho miliard let po zformování Země a vzniku života. Z různých studií přitom vyplývá, že Země dokáže na svém povrchu udržet komplexnější život už jen zhruba miliardu let. Takřka všechny významné evoluční přechody tedy byly na naší planetě dosti pozdní.
Pokud budeme Zemi považovat za průměrný případ – což je také jediný postup, jak můžeme z událostí na Zemi cokoli vyvozovat o existenci života ve vesmíru – nevěstí podobné zjištění nic dobrého. Vzhledem k tomu, že se nad podobnými úvahami můžeme zamýšlet, zákonitě jsme se museli vyvinout na planetě, kde evoluce postupovala dostatečně rychle a prošla všemi výše uvedenými mezníky ještě před zánikem biosféry – bez ohledu na pravděpodobnost takové situace. Pozdní nástup evolučních přechodů na Zemi však značí, že nejspíš nejde o zákonité události. Ve vesmírném měřítku naopak mohou být velmi vzácné.
Podobný výběrový efekt můžeme zažít i ve škole. Když nám učitel předloží těžkou písemku, finální odpovědi nejspíše doplníme na poslední chvíli a test odevzdáme těsně před uplynutím časového limitu. Pokud uspějeme a rozhlédneme se kolem sebe, nápadné množství dalších úspěšných studentů bude rovněž patřit mezi ty, kteří výsledky odevzdali na poslední chvíli. Neúspěšní potom budou studenti, kteří některou důležitou úlohu nezodpověděli, nebo test odevzdali pozdě a automaticky propadli. Čím těží písemka, tím více studentů neuspěje – třeba i drtivá většina. Právě na takový scénář přitom ukazuje načasování velkých evolučních přechodů, pomyslných testových otázek, v pozemské evoluci. Brzkým evolučním přechodům by naopak odpovídala situace u lehkého testu, kdy se studenti se s výsledky trousí o samého začátku a uspějí téměř všichni. To však neodpovídá pozorování.
I s přispěním tohoto výběrového efektu britským výzkumníkům vyšlo, že je pravděpodobnost vzniku inteligentního života na planetě podobné Zemi během doby, kdy zůstává její povrch příhodný pro existenci organismů, velmi malá. Výrazně rychlejší vznik inteligentních bytostí než ten pozemský je podle modelů extrémně nepravděpodobný. Velmi dlouhé čekací doby třeba i mnohonásobně převyšující životnost Země naopak nemůžeme vyloučit. V modelu, který zahrnuje čtyři důležité evoluční přechody, dokonce vychází jako relativně pravděpodobné, že jsme v celé naší Galaxii, nebo dokonce pozorovatelném vesmíru, sami. Dokonce i bez výběrového efektu může realisticky trvat vznik inteligence až 100 miliard let.
Aby se tento výsledek změnil, museli bychom zavést několik nesamozřejmých předpokladů. Například bychom byli nuceni datovat všechny evoluční přechody na dolní hranici jejich odhadů, nebo je zřetězit velmi krátce po sobě. Taková změna vede k menší váze opravdu dlouhých odhadů doby potřebné ke vzniku inteligence. Rozdíl ale není příliš veliký. Výrazněji by mohlo pomoct, pokud bychom objevili, že k těmto přechodům docházelo v historii Země opakovaně. Předobrazem nám může být mnohobuněčnost, která vznikla nezávisle na sobě více než čtyřicetkrát. Podobný zásah do modelu vede k praktickému vyloučení extrémně dlouhých čekacích dob. Srovnatelný efekt by měl také objev dřívějších přechodů daných typů. K výrazně odlišnému vyznění závěrů by ale bylo třeba nerealisticky brzkých evolučních přechodů v řádech desítek milionů let.
Dokonce ani vznik života několik stovek milionů let po zformování Země nevylučuje, že může jít o věc poměrně vzácnou. Přeci jenom ale tento přechod – jediný, ke kterému na Zemi došlo opravdu brzo – ukazuje spíše k možnosti, že je ve vesmíru život častý. Většinou ale nejspíše setrvává ve velmi jednoduchých formách.
Sečteno a podtrženo, podle toho, jak probíhala evoluce ne Zemi, nemáme žádný důvod předpokládat, že inteligence představuje ve vesmíru častý jev. Dokonce ani nemůžeme vyloučit, že jsme v celé Galaxii se svou technickou civilizací sami. Na druhou stranu je ale možné, že autoři celou dobu vycházeli z mylných premis.
Jak sami upozorňují, pokud by k inteligentnímu životu vedlo více cest, jeho pravděpodobnost by rapidně stoupla. Stejně tak, pokud by přechody limitoval nějaký vnější faktor. Nabízí se koncentrace kyslíku, množství ozonu, nebo třeba určitá prahová druhová či tvarová a funkční bohatost organismů. Na planetách, které by z těchto hledisek byly před Zemí napřed, by k přechodům mohlo docházet výrazně rychleji. Ani to ale nevylučuje, že by inteligence mohla ve vesmírném měřítku představovat raritu.
Rovněž není jasné, co vlastně za důležitý evoluční přechod považovat a jestli s takovými jednotkami vůbec můžeme počítat. Možná je podobných fenoménů celá řada. Mnoho opakovaně vzniklých adaptací mohlo život ovlivnit třeba ještě výrazněji, jen zatím zůstávají pod obzorem naší pozornosti. Hlavně ale autoři neuvažují možné evoluční trendy. Pokud by se v evoluci projevoval trend ke stále chytřejším bytostem, celý koncept vzácné inteligence by to stavělo na hlavu. Nejde přitom o žádnou kontroverzní myšlenku. Vyšší inteligence spojená se se schopností vytvářet podmíněné reflexy, učit se, nebo si představovat důsledky vlastních činů, může být univerzálně výhodná z hlediska přirozeného výběru.
Koncept vzácných evolučních přechodů nicméně přináší i několik zajímavých předpovědí. Například by nás podle něj nemělo překvapovat, že se některé přechody jeví výrazně nepravděpodobné či paradoxní. Prostě to jen značí, jaké jsme měli štěstí. Dále je poměrně překvapivé, že žijeme na planetě s tak krátkou životností jako je Země. Nakolik se můžeme považovat za průměrné reprezentanty inteligentních bytostí, dalo by se spíše čekat, že se vyvineme na planetě obíhající malou červenou hvězdu s životností stokrát či dokonce tisíckrát větší. Evoluce by zde měla daleko více času ke zdolání všech potřebných milníků. Znamená to, že jsou planety obíhající kolem těchto hvězd z nějakého důvodu nehostinné? To patrně ukáže – stejně jako frekvenci inteligentních bytostí ve vesmíru – až další výzkum.
Zdroj: AE Snyder-Beattie, A Sandberg, KE Drexler & M Bonsall (2021): The timing of evolutionary transitions suggests intelligent life is rare. Astrobiology, 21.