Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


CARL SAGAN

 

AZ ÉDEN SÁRKÁNYAI

 

TŰNŐDÉSEK

 

AZ EMBERI INTELLIGENCIA

 

EVOLÚCIÓJÁRÓL

 

 

1. A KOZMIKUS NAPTÁR

Látsz-e mást még Az elhagyott időnek messze mélyén?

SHAKESPEARE / A VIHAR /Babits Mihály fordítása/

A világ nagyon öreg, az emberiség nagyon fiatal. Személyes életünkben a jelentős eseményeket években vagy még rövidebb időközökben, élettartamunkat évtizedekben, családi genealógiánkat évszázadokban, az írott történelem egészét pedig évezredekben mérjük. Ám minket, embereket az idő félelmetes távlata előzött meg, a múlt óriás időszakaival, amelyekről keveset tudunk - részben mert nincsenek róla írásos feljegyzéseink, részben mert komoly nehézségekbe ütközünk, amikor megpróbáljuk felfogni a szóban forgó időszakok hallatlan nagyságát.

Ám a távoli múltban lezajlott eseményeket mégis datálni tudjuk. A geológiai rétegeződések és a radio­aktív kormeghatározás információt adnak az ősrégészeti, paleontológiai és geológiai eseményekről, az asztrofizikai elméletek pedig adatokat szolgáltatnak a bolygófelszínek, a csillagok és a Tejút-galaxis korá­ról, valamint lehetővé teszik a Nagy Bummnak nevezett rendkívüli esemény - a jelenlegi világegyetem összes anyagára és energiájára kiterjedő robbanás - óta eltelt idő felbecsülését. Lehet, hogy a Nagy Bumm volt a világegyetem kezdete, de az is lehet, hogy csak egy olyan szakadás volt, melynek során a világegyetem korábbi történetére vonatkozó információk elpusztultak. Ám minden bizonnyal ez volt a legkorábbi esemény, amelyről tudomásunk van.

1. táblázat

 

DÁTUMOK DECEMBER ELŐTT

 

A Nagy Bumm

január 1.

A Tejút-galaxis keletkezése

május 1.

A naprendszer keletkezése

szeptember 9.

A Föld kialakulása

szeptember 14.

Az élet kezdetei a Földön

~   szeptember 25.

A legrégebbi ismert kőzetek kialakulása a Földön

október 2.

A legrégibb fosszíliák (baktériumok, kék és zöld algák)

október 9.

A szexualitás felfedezése (mikroorganizmusok által)

~   november 1.

A legrégibb fosszilis fotoszintetizáló növények

november 12.

Eukarioták (az első sejtmaggal rendelkező sejtek) felvirágzása

november 15.

~ = megközelítőleg

 

A kozmikus kronológiát a legtanulságosabban tudtommal úgy lehet kifejezni, ha a világegyetemnek (vagy legalábbis a Nagy Bumm óta fönnálló, jelenlegi megtestesülésének) tizenötmilliárd éves élettartamát egyetlen év időtartamába sűrítve képzeljük el. Ekkor a Föld történetének minden egymilliárd éves szakasza kozmikus évünk mintegy huszonnégy napjának, ennek az évnek egy másodperce pedig a Föld négyszázhetvenöt valódi Nap körüli fordulatának felel meg. Az 1-3. táblázatban három különböző formában mutatom be ezt a kozmikus kronológiát: jegyzéket adok egyes reprezentatív, decembert meg-előző dátumokról, bemutatom a december hónap naptárát, és közelebbről megvizsgálom szilveszter napjának késő estéjét. Ezen az időskálán történelemkönyveink eseményei - még ama történelemkönyvekéi is, amelyek jelentős erőfeszítésekkel megkísérlik lehámozni jelenünkről a provincialitást – annyira összezsugorodnak, hogy a kozmikus év utolsó másodperceit tizedmásodpercekre kell bontanunk. Még ekkor is olyan, látszólag egy időben lezajlott eseményekbe fogunk ütközni, amelyekről azt tanították nekünk, hogy időben távolinak kell tekintenünk őket. Az élet történetének más szakaszaiban is bizonyára ugyanilyen dús gobelin szövődött - mondjuk például április 6-án vagy szeptember 16-án reggel 10.02 és 10.03 között. De részletes adataink csak a kozmikus év legvégéről vannak.

Ez a kronológia a jelenleg rendelkezésre álló legjobb bizonyítékokon alapszik, némelyikük azonban meglehetősen ingatag. Senki sem lenne megdöbbenve például, ha kiderülne, hogy a növények nem a szilurkorszakban, hanem az ordovíciumban hódították meg a szárazföldet, vagy hogy a gyűrűsférgek korábban jelentek meg a prekambriumban, mint ahogy itt jelezzük. Emellett a kozmikus év utolsó tíz másodpercének kronológiájában is nyilvánvalóan megoldhatatlan volt számomra minden jelentős esemény felvétele; remélem, megbocsátható, hogy nem említettem külön a képzőművészet, a zene és az irodalom felvirágzásait, vagy a történelmileg jelentős amerikai, francia, orosz és kínai forradalmakat.

Az efféle táblázatok és naptárak összeállítása óhatatlanul alázatra tanít. Nyugtalanító érzés rájönni, hogy az ilyen kozmikus év során Földünk csak szeptember elején állt össze a csillagkőzi anyagból; hogy a dinoszauruszok csak karácsonyeste bukkantak fel; a virágok december 28-án bújtak elő; az emberi nem férfiai és asszonyai pedig csak szilvesztereste 10.30-kor keltek életre. Az egész írott történelem december 31-ének utolsó tíz másodperce; a középkor alkonyától a jelenig eltelt idő pedig alig több egyetlen másodpercnél. Mivel azonban így rendeztem el, az első kozmikus év éppen csak véget ért. És bár a pillanat, amit a kozmikus időben eddig elfoglaltunk, ennyire jelentéktelen, nyilvánvaló, hogy mindaz, ami a második kozmikus év kezdetén a Földön és közvetlen közelében történik, igen nagy mértékben az emberi­ség tudományos bölcsességén és sajátosan emberi érzékenységén fog múlni.

DECEMBER 31.

A Proconsul és a Ramapithecus, a majmok és az ember valószínű őseinek felbukkanása    13.30

Az első emberek                                                                                                 22.30

A kőeszközök széles körű elterjedése                                                                      23.00

A pekingi ember meghódítja a tüzet                                                                        23.46

A legutóbbi jégkorszak kezdete                                                                              23.56

Tengerjárók betelepítik Ausztráliát                                                                         23.58

Nagyarányú barlangfestészet Európában                                                                 23.59

A földművelés felfedezése                                                                                    23.59.20

Neolit civilizáció, az első városok                                                                           23.59.35

Sumer, Ebla és Egyiptom, az első dinasztiák; a csillagászat kifejlődése                            23.59.50

Az ábécé feltalálása; Akkád birodalom                                                                    23.59.51

Hammurabi törvénykönyve babilonban; a Középbirodalom Egyiptomban                       23.59.52

Bronzkohászat; a mükénéi kultúra; a trójai háború; olmék kultúra; az iránytű feltalálása     23.59.53

Vaskohászat; az első asszír birodalom; az izraeli királyság; a főníciaiak megalapítják

Karthágót                                                                                                          23.59.54

Asóka Indiában; a Csin-dinasztia Kínában; Periklész Athénja; Buddha születése             23.59.55

Euklideszi geometria; Arkhimédész fizikája; ptolemaioszi asztronómia; Római Birodalom;

Krisztus születése                                                                                               23.59.56

Az indiai aritmetikában feltalálják a zérust és a tizedes számokat; Róma bukása;

mozlim hódítások                                                                                                23.59.57

Maja civilizáció; a Szung-dinasztia Kínában; Bizánci Birodalom; mongol invázió;

keresztes hadjáratok                                                                                            23.59.58

Európai reneszánsz; felfedező utak Európából és a Ming-dinasztia korának Kínájából;

a természettudományokban felbukkan a kísérletes módszer                                          23.59.59

A tudomány és technika széles körű elterjedése; világméretű kultúra kialakulása;

az emberi faj megszerzi az önmaga elpusztítására alkalmas eszközöket;

az első lépések a bolygók űrhajókkal való felderítésére

és a Földön kívüli intelligencia kutatása terén                                               Most:

Újév napjának első másodperce

 

 

2. GÉNEK ÉS AGYAK

Milyen pöröly? Mily vasak? Mily kohóban forrt agyad? Mily üllőre mily marok Törte gyilkos terrorod?

W. BLAKE / A TIGRIS

/Szabó Lőrinc fordítása/

Minden állat közül méretéhez képest az embernek van a legnagyobb agya.

ARISZTOTELÉSZ / AZ ÁLLATOK RÉSZEI

A biológiai evolúciót egyre fokozódó komplexitás kísérte és kíséri. A Földön ma élő legbonyolultabb organizmusok jóval több (genetikusan és extragenetikusan) tárolt információt tartalmaznak, mint a leg­komplexebb organizmusok, mondjuk kétszázmillió évvel ezelőtt - holott ez az időszak mindössze öt százaléka volt az élet történetének bolygónkon, csak öt nappal ezelőtt zajlott ez a kozmikus naptár szerint. A Földünkön ma élő legegyszerűbb organizmusoknak ugyanolyan hosszú evolúciós történelem áll a hátuk mögött, mint a legkomplexebbeknek, és könnyen lehetséges, hogy a korunkbeli baktériumok belső biokémiája hatékonyabb, mint a hárommilliárd évvel ezelőtti baktériumoké volt. Ám a mai baktériumokban lévő genetikai információ valószínűleg nem sokkal több annál, mint amennyi ősrégi baktériumőseikben volt, meg kell azonban különböztetnünk ennek az információnak a mennyiségét és minőségét.

A különféle biológiai formákat taxonoknak nevezzük. A legátfogóbb taxonómiai osztályozások megkülönböztetik a növényeket és az állatokat, illetve különbséget tesznek azok között a szervezetek között, melyeknek sejtjeiben gyengén fejlett a sejtmag (ilyenek a baktériumok és a kék-zöld algák), és azok között, melyeknek világosan körülhatárolt és bonyolult felépítésű sejtmagjuk van (ilyenek például az egysejtűek vagy az emberek). Bolygónkon, a Földön azonban minden organizmusnak, akár van jól körülhatárolt sejtmagja, akár nincs, vannak kromoszómái, amelyek a nemzedékről nemzedékre továbbadott genetikus anyagot tartalmazzák. Az öröklés molekulái minden organizmusban nukleinsavak. Néhány lényegtelen kivétellel az átörökítő nukleinsav mindig a DNS (dezoxiribonukleinsav) nevű molekula. A különféle növények és állatok közötti jóval finomabb különbségeket, le egészen a fajokig, alfajokig és fajtákig, szintén különálló taxonokként írhatjuk le.

A faj olyan csoport, amely önmagán belül kereszteződéssel termékeny utódokat képes létrehozni, de önmagán kívül nem. Különböző kutyafajták párosodásából olyan kölykök születnek, amelyek felnőve, szaporodási szempontból teljes értékű kutyákká válnak. Ám a fajok közötti kereszteződés - még olyan hasonló fajok közt is, mint a szamár és a ló - terméketlen ivadékokat hoz létre (ebben az esetben öszvért): a szamarat és a lovat ezért különálló fajként kategorizáljuk. Néha előfordul egymástól messzebb álló fajok -például oroszlán és tigris - között is párzás, s ha ivadékaik nagy ritkán termékenynek bizonyulnak, az csak azt mutatja, hogy fajdefiníciónk kissé zűrös. Minden emberi lény ugyanannak a fajnak a tagja: Homo sapiens, ami optimista latinsággal „bölcs ember”-t jelent. Valószínű őseink, a Homo erectus és a Homo habilis, akik már kihaltak, a rendszertani osztályozásban ugyanabba a nembe (genus homo) tartoznak, de másik fajba. Igaz, hogy (legalábbis az utóbbi időben) senki nem próbálta kísérletileg ellenőrizni, hogy velünk keresztezve, termékeny ivadékokat hoznának-e létre.

A régebbi időkben általános nézet volt, hogy egészen különböző organizmusok keresztezésével is lehet ivadékokat létrehozni. A Minótauroszról, akit Thészeusz megölt, azt mondták, bika és asszony nászából született, Plinius, a római történész pedig az akkoriban felfedezett struccról azt állította, hogy alighanem a zsiráf és a szúnyog keresztezésének az eredménye. (Gondolom, nőstény zsiráfról és hím szúnyogról lehetett szó.) A gyakorlatban sok efféle keresztezésnek kellett volna létrejönnie, csak a motiváció érthető hiánya miatt soha nem próbálták ki a lehetőséget.

Az 1. ábrára ebben a fejezetben ismételten hivatkozni fogunk. A folyamatos görbe a különféle jelen­tősebb taxonok legkorábbi felbukkanásának idejét ábrázolja. Természetesen sok más taxon is létezik azokon kívül, amelyeket az ábra néhány pontja bemutat. De a görbe reprezentatív a pontoknak arra a sokkal sűrűbb elhelyezkedésére nézve is, amelyre szükség lenne, ha jellemezni próbálnánk a különálló taxonok tízmillióit, amelyek az élet története során bolygónkon felbukkantak. Nagyjában és egészében azok a fontosabb taxonok a legbonyolultabbak, amelyek a legkésőbben fejlődtek ki.

Valamely organizmus komplexitásáról már pusztán abból is fogalmat kaphatunk, ha megvizsgáljuk a viselkedését - vagyis azoknak a különböző funkcióknak a számát amelyeket élete során el kell látnia. De megítélhetjük komplexitását az organizmus genetikai anyagának minimális információtartalmából is. A tipikus emberi kromoszómában egyetlen nagyon hosszú DNS-molekula tekeredik össze, s így jóval kevesebb helyet foglal el, mintha letekernék. Ez a DNS-molekula kisebb építőelemekből áll, melyek némileg egy kötéllétra fokaira és köteleire emlékeztetnek. Ezeket az építőelemeket nukleotidoknak ne­vezzük, és négy változatban fordulnak elő. Az élet nyelvét, örökletes információnkat négy különféle nukleotid egymásutánisága határozza meg. Azt is mondhatjuk, hogy az öröklődés nyelve egy mindössze négy betűből álló ábécében íródik.

Ám az élet könyve roppant gazdag: az ember kromoszómájában egy tipikus DNS-molekula körülbelül ötmilliárd nukleotidpárból áll. Ugyanezen a nyelven, ugyanannak a kódkönyvnek az alapján íródik az összes többi földi taxon genetikai utasítása. Sőt, ez a közös genetikai nyelv az egyik bizonyítási vonala annak, hogy a Földön az összes organizmusok mind egyetlen őstől, az élet keletkezésének egyetlen pillanatából származnak, valamikor négymilliárd évvel ezelőttről.

Valamely üzenet információtartalmát rendszerint „bit”-nek nevezett egységekben írjuk le, ami az angol binary digit (kettes számrendszerbeli szám) rövidítése. A legegyszerűbb aritmetikai módszer ugyanis nem tíz számjegy használatát jelenti (ahogy mi számolunk annak az evolúciós véletlennek a következtében, hogy tíz ujjunk van), hanem csak kettőét: ez a kettő a 0 és az 1. Így bármely megfelelően kihegyezett kérdésre egyetlen kettes számrendszerbeli számmal válaszolhatunk - 0-val vagy 1-gyel, igennel vagy nemmel. Ha a genetikus kód kétbetűs nyelven íródott volna négybetűs helyett, akkor a DNS-molekulában a bitek száma kétszer annyi lenne, mint a nukleotidpárok száma. Mivel azonban négy különböző nukleotid létezik, a DNS-ben lévő információ bitjeinek száma négyszerese a nukleotidpárok számának. Így ha egyetlen kromoszómában ötmilliárd (5 109) nukleotid van, akkor húszmilliárd (2 1010) bit információt tartalmaz. (Az olyan jelölés, mint 109 pusztán azt jelzi, hogy az egyest bizonyos számú zérus követi - ebben az esetben kilenc.)

Mennyi információ húszmilliárd bit? Mivel lenne egyenértékű, ha valamely modern emberi nyelven, közönséges nyomtatott könyvbe lenne írva? Az emberi nyelvek ábécéiben általában húsz-negyven betű van, továbbá egy-két tucat számjegy és írásjel, így a legtöbb nyelvhez elég hatvannégy különféle jel. Mivel hatvannégy annyi mint 26 (2 2 2 2 2 2), bármely adott betű meghatározásához nem kellene több hat bitnél. Felfoghatjuk ezt kitalálós játéknak, amelyben minden válasz egy igen/nem kérdés egyetlen bitjének felhasználását jelenti. Tegyük fel, hogy a kérdéses betű a J. Ezt a következő eljárással határozhatjuk meg:

ELSŐ KÉRDÉS: Betű (0) vagy valami más jel (1)?

VÁLASZ: Betű (0).

MÁSODIK KÉRDÉS : Az ábécé első (0) vagy második (1) felében van?

VÁLASZ : Az elsőben (0).

HARMADIK KÉRDÉS: Az ábécé első felének tizenhárom betűje közül az első hétben (0) vagy a második

hatban (1) van?

VÁLASZ: A második hatban (1).

NEGYEDIK KÉRDÉS: A második hatnak (H, I, J, K, L, M) az első felében (0) van vagy a másodikban(1) ?

VÁLASZ : Az első felében (0).

ÖTÖDIK KÉRDÉS : A H, I, J betűk közül a H (0) vagy az I és J közül az egyik (1)?

VÁLASZ: Az I és J közül az egyik (1).

HATODIK KÉRDÉS: Az I (0) vagy a J (1)?

VÁLASZ: A J (1).

A J betű meghatározása így egyenértékű ezzel a kettes számrendszerben megadott üzenettel : 001011.

 

Ám csak hat kérdésre volt hozzá szükség, nem húszra, és így kell értelmeznünk azt is, hogy csak hat bitre van szükség egy adott betű meghatározásához. Húszmilliárd bit ezért egyenértékű körülbelül hárommilliárd betűvel (2-1010/6 ≈ 3-109). Ha egy átlagos szóban megközelítőleg hat betű van, akkor egy emberi kromoszóma információtartalma körülbelül ötszázmillió szónak felel meg (3-109 / 6 = 5-108). Ha egy normális nyomtatott oldalon körülbelül háromszáz szó van, ez körülbelül kétmillió oldalnak felel meg (5 108/3.102 ≈ 2-106). Ha tehát egy tipikus könyv ötszáz ilyen oldalt tartalmaz, akkor egyetlen emberi kromoszóma információtartalma mintegy négyezer kötetnek felel meg (2-106 / 5-102 ≈ 4-103). Világos tehát, hogy DNS-létráink fokainak sorozata mérhetetlen információmennyiséget magában foglaló könyvtárat képvisel. Világos továbbá, hogy egy olyan finoman megszerkesztett, bonyolult működésű dolognak a meghatározásához, amilyen az ember, szükség is van egy ilyen gazdag könyvtárra. Az egyszerűbb organizmusok kevésbé komplexek, és kevesebb a tennivalójuk, ezért kevesebb genetikus információra van szükségük. A Viking leszállóegységek komputerjeiben, amelyek 1976-ban leereszkedtek a Marsra, néhány millió bitet kitevő előre programozott utasítás volt. A Vikingnek így alig volt több „genetikus információja”, mint egy baktériumnak, és jóval kevesebb, mint egy algának.