Инопланетяне глазами науки
Шрифт:
Мы уже обсуждали такие возможные источники энергии для жизни, как сера, используемая бактериями горячих источников, и свет от звёзд или других светящихся объектов. Одним из необходимых условий для жизни является поток свободной энергии. Хотя мы считаем источниками энергии на Земле солнечный свет и химические вещества, инопланетная жизнь, как полагают, могла бы процветать благодаря другим формам электромагнитного излучения вроде инфракрасного света и рентгеновских лучей, потоков заряженных частиц, перепадов температур и ядерной энергии.
Количество энергии, сконцентрированной в определённом районе космоса и скорость смешивания молекул накладывают ограничения на эволюцию инопланетных форм жизни. Например, скорость химических реакций между молекулами, сильно рассеянными в космическом пространстве, или в газах, или даже в твёрдых телах, может быть слишком низкой для того, чтобы со временем возникла достаточная сложность. Жидкости (или плотные газы) могут лучше подходить для химических реакций. Жизнь может
5 ПРОИСХОЖДЕНИЕ ИНОПЛАНЕТНОЙ ЖИЗНИ
Среди всех великих открытий последних пятисот лет, по крайней мере, на мой взгляд, самое великое, самое чудесное открытие из них всех — это открытие того, как возникла жизнь, — открытие, которое мы связываем с именем Дарвина и ДНК. Двести лет назад вы могли бы спросить кого угодно: «Сможем ли мы когда-нибудь понять, как возникла жизнь?», и он сказал бы вам: «Бред какой-то! Невозможно!» Я чувствую, что то же самое можно сказать и о вопросе «Поймём ли мы когда-нибудь, как возникла Вселенная?» И я вполне могу поверить, что доказательства, которые нам нужны, прямо сейчас лежат прямо перед нами. Нам просто нужно поискать у себя под носом.
Ключевые строительные блоки жизни — аминокислоты, азотсодержащие гетероциклические соединения и полисахариды — образуются в космосе. Эти соединения присутствуют в больших количествах по всей галактике.
Панспермия
Чтобы лучше понять возможность существования жизни в других мирах, важно разобраться в том, как могла зародиться жизнь на Земле. Происхождение жизни — это самая фундаментальная и наименее понятная среди всех биологических проблем. Она является центральным элементом многих научных и философских проблем, а также любой из попыток обсуждения внеземной жизни.
Лично я не считаю, что происхождение жизни — это результат сверхъестественного события, выходящего за рамки описательных возможностей физики и биохимии. Я скорее считаю, что жизнь возникла на ранней Земле как итог целого ряда последовательных химических реакций, начинающихся с молекул, присутствующих на Земле, или с молекул, занесённых на Землю объектами вроде метеоритов. Представление о том, что земная жизнь получила помощь из космоса, стало популярным к концу девятнадцатого века, когда шведский химик Сванте Август Аррениус предположил, что земная жизнь возникла путём панспермии — это процесс, при котором микроорганизмы или споры разносятся в космосе под действием давления излучений. Однако в настоящее время мы знаем, что вероятность переноса какого-либо микроорганизма на Землю давлением излучения, чтобы он преодолел межзвёздные расстояния и не погиб от сочетания воздействия холода, вакуума и радиации, очень мала. Аррениус полагал, что воздушные потоки или извержения вулканов вознесли споры жизни над поверхностью их родной планеты, а затем электрические силы вынесли их за пределы атмосферы. Поскольку свет оказывает очень слабое давление, далее Аррениус предположил, что давление солнечного света отправило бы эти споры далеко в космос.
Предложение о панспермии получило дальнейшее развитие в 1954 году, когда Дж. Б. С. Холдейн из Великобритании назвал путешествующие споры «астропланктоном» в честь их земного аналога, планктона, — микроскопической жизни, дрейфующей в океанах: «У одной из первых экспедиций, высадившихся на Луну, должна быть возможность искать астропланктон, то есть, споры и тому подобное в пыли с той части Луны, которая никогда не подвергается воздействию солнечного света» {35} .
35
Цитируется в Sullivan (1994), стр. 81.
Холдейн считал, что астропланктон мог бы лучше всего выжить в тени, не подвергаясь длительному воздействию солнечного излучения. Он не только считал, что споры могут переноситься из одной части галактики в другую под действием давления света: он также считал возможным, что они были «запущены в космос разумными существами».
С тех пор разные учёные доказывали, что даже споры бактерий того типа, что выживают при кипячении, погибают, едва покинут нашу атмосферу. Астроном Карл Саган, работавший в Калифорнийском университете в Беркли, подсчитал, что такие споры не смогли бы пережить даже путешествие с Земли на Марс из-за смертоносного ультрафиолетового излучения Солнца и других звёзд. В огромном пространстве, разделяющем звёзды, эта опасность была бы значительно ниже, но дополнительную опасность представляли бы космические лучи (высокоскоростные частицы). Несмотря на это, вполне возможно, что микроорганизмы способны пережить довольно долгие путешествия в космосе, если их транспортировать внутри
защищающих их горных пород. (Прецедент выживания микроорганизмов в горных породах обсуждался в главе 3, где упоминались земные микробы, обнаруженные глубоко под землёй в породах на глубине нескольких миль.)Мы знаем, что астероиды, сталкивающиеся с Землёй, могут выбивать материал в космос, и некоторые куски Земли, в конце концов, могут упасть на Марс. Аналогичным образом на Землю могут попасть марсианские породы. Вполне возможно, что микроорганизмы могли переноситься таким способом с одной планеты на другую. Хотя в небольших метеоритах бактерии погибли бы, когда их каменистый сосуд сгорел бы дотла в атмосфере Земли, метеор среднего размера был бы мягко заторможен атмосферой, не слишком сильно нагрелся бы в своих недрах и ударился бы о землю относительно мягко. Бактерии, находящиеся внутри него, могли бы пережить такую посадку. Мы точно знаем, что в Мурчисонском метеорите, упавшем в Австралии в 1969 году, содержались десятки аминокислот (основных строительных блоков белков), в том числе многие из тех, которые обычно встречаются в земных организмах.
Направленная панспермия
В 1973 году лауреаты Нобелевской премии по физике Фрэнсис Крик и Лесли Оргел конкретизировали предположение Холдейна о панспермии, высказав идею о том, что существа из космических далей намеренно рассылают споры в разные миры. Они назвали этот процесс направленной панспермией и пошли ещё дальше, предположив, что споры были отправлены на «беспилотном» космическом корабле, чтобы избежать повреждения от смертельного ультрафиолетового излучения или других источников. Что могло бы побудить инопланетян засевать спорами другие миры? Возможно, инопланетяне хотят, чтобы жизнь продолжалась, когда умрут их материнские звёзды. Возможно, что некие существа, которым грозит неминуемая гибель, предпочитают передавать свою жизнь посредством направленной панспермии — особенно если они не могли напрямую общаться с другими мирами иными способами. На Земле на протяжении первых нескольких миллиардов лет жизнь была одноклеточной, о чём свидетельствуют окаменелости. Исключает ли это возможность того, что посредством направленной панспермии в наш мир были отправлены сложные многоклеточные организмы — такие, как медузы, мыши или муравьи? Или может ли быть так, что инопланетных «мышей» послали исключительно для того, чтобы они умерли, беспомощно бродя по нашим «инопланетным» берегам, и высвободили после кончины миллионы бактерий из своих кишок. Или, возможно, инопланетные культуры послали миллиарды микроорганизмов всевозможных видов, например, коктейль из анаэробов, термофилов, психрофилов, ацидофилов, алкалофилов, галофилов и барофилов (обсуждавшихся в главе 3), в надежде на то, что хотя бы один из них выживет в далёком мире. Возможно, что за миллиард лет эти примитивные формы эволюционировали в многоклеточные формы жизни.
Если бы инопланетяне знали о планетах, где есть океаны с органическим материалом, то одной бактерии, попавшей в такой океан, могло бы быть достаточно, чтобы в нём зародилась жизнь. Похоже, что общий предок есть у всей жизни на Земле, о чём свидетельствует всеобъемлющее сходство её базового химического состава. ДНК содержит основную наследственную информацию живых клеток, и все они функционируют с использованием одного и того же генетического кода. АТФ (аденозинтрифосфат) переносит энергию во всех клетках, от человеческих до бактериальных. Кроме того, поразителен тот факт, что для построения белков жизни природа выбрала одни и те же 23 аминокислоты — несмотря на то, что химикам известно множество других возможных аминокислот. Более того, хотя аминокислотные структуры могут существовать в двух зеркальных формах, живые клетки используют только левовращающую [16] форму. Однако все эти признаки не доказывают, что имела место панспермия, потому что за миллиарды лет естественный отбор мог устранить все иные, менее удачные версии кодов и химических соединений.
16
Имеется в виду способность растворов исследуемых веществ вращать плоскость поляризации света. — прим. перев.
Ещё более радикальной идеей, чем направленная панспермия Крика и Оргела, является непрерывная панспермия — гипотеза сэра Фреда Хойла и Чандры Викрамасингхе о том, что микробы (главным образом вирусы) непрерывно попадают на Землю в обломках, отпадающих от комет. Они предполагают, что этот микробный дождь является причиной крупнейших в мире эпидемий. Эта идея кажется мне надуманной, потому что патогены обычно обладают высокой специфичностью. Если людей редко поражают вирусы рыб, то может ли нас заразить инопланетный вирус? Вирусы эволюционируют, атакуя определённые рецепторы клеток и используя клеточные механизмы хозяина. Например, риновирусы (причина обычной простуды) явно эволюционировали совместно с людьми, и их особенности специально подходят для заражения людей — потому маловероятно, что они просто случайно попали сюда из космоса уже способными заразить нас.