Инопланетяне глазами науки

Если на планете существуют простые формы жизни, то каковы шансы их эволюции в высшие организмы наподобие людей? В ходе эволюции жизни на Земле происходили различные катастрофы вроде той, что привела к вымиранию динозавров, или той, что унесла жизни 80 процентов морских животных в среднекембрийский период (около 515 миллионов лет назад). Каждое из этих событий расчищало Землю для всплеска эволюции в новых направлениях. Маловероятно, что эти случайные события повторялись повсеместно, поэтому в других мирах жизнь может не развиваться точно таким же путём, как это происходило здесь. Однако, как только искра жизни зажжена, она будет снова и снова вспыхивать в любой доступной ей щели или нише, что приведет к пожару различных существ.

Размышления о происхождении жизни сопровождают нас уже многие века. В прошлые времена учёные верили в самопроизвольное зарождение, также называемое абиогенезом; считалось, что посредством этого процесса из неживой материи развиваются даже крупные существа. Например, считалось, что куски хлеба, завёрнутые в тряпьё и оставленные в тёмном углу, превращаются в мышей, потому что через неделю среди тряпья появлялись мыши. Самопроизвольное размножение считалось объяснением появления личинок на разлагающемся мясе. Однако к восемнадцатому веку стало очевидно, что высшие организмы не могут быть созданы из неживого материала. Происхождение таких микроорганизмов, как бактерии, не было известно в полной мере до девятнадцатого века, когда Луи Пастер доказал, что микроорганизмы размножаются.

Одним из моих любимых сторонников абиогенеза был Эндрю Кросс, который в начале девятнадцатого века якобы создавал в лаборатории живые организмы с помощью электричества. Кросс писал, что когда он пропитал пористый камень смесью соляной кислоты и силиката калия, а затем пропустил сквозь камень электрический ток, там возникли ужасающие чудища микроскопических размеров (рис. 5.2). В наши дни мы предполагаем, что эти существа уже были там изначально, пусть даже незамеченные!

5.2 Arcarus electricus. В 1800-е годы Эндрю Кросс верил, что синтезировал это микроскопическое существо, пропустив электрический ток сквозь пористый камень, пропитанный соляной кислотой и силикатом калия. Форма жизни, названная Arcarus electricus, была показана в «Лекциях по электричеству» Г. М. Ноада (Лондон, 1849).

Выводы Кросса могут показаться фантастическими, но лишь потому, что он верил, что сложные многоклеточные организмы возникли в один миг в результате простых химических манипуляций. Многие учёные полагают, что первые крохи жизни на первобытной Земле действительно возникли из неживой материи посредством биопоэза — это означает создание жизни из неживого материала, содержащего необходимые химические вещества. Согласно этой теории, в ходе данного процесса молекулы медленно группировались, затем перегруппировывались, создавая всё более эффективные средства для преобразования энергии и воспроизводства.

В нынешних условиях на Земле из неживой материи вряд ли будут созданы новые формы жизни. Если жизнь образуется постоянно, то новые формы не так хорошо приспособлены к окружающей среде, как уже существующие, и, следовательно, не могут успешно конкурировать.

От Марса к Европе и дальше

Если мы, первооткрыватели двойной спирали ДНК, вообще заслуживаем похвалы хоть за что-то, так это за настойчивость, и за готовность отбрасывать идеи, когда они становились несостоятельными. Один из обозревателей подумал, что мы были не слишком умны, потому что столько раз ходили по ложному следу, но именно так обычно и делаются открытия. Многие попытки проваливаются не потому, что не хватает мозгов, а потому, что исследователь застревает в тупике или сдаётся слишком рано.

— Фрэнсис Крик

Поиски внеземной жизни веками побуждали мысль знаменитых астрономов, от сэра Уильяма Гершеля (1738-1822), открывшего Уран, до Персиваля Лоуэлла (1855-1916), который внёс решающий вклад в открытие Плутона, и Карла Сагана (1934-1997), который сформулировал важные догадки о происхождении земной жизни. Вообще, мысль об инопланетной жизни захватила значительное число астрономов, и многие современные астрономы считают, что две ледяных луны Юпитера, Энцелад и Европа, являются вероятными кандидатами на существование жизни. Это увлекательное предположение о жизни на спутниках Юпитера не ново и уже обсуждалось некоторыми авторами в прошлом. Например, Артур Ч. Кларк, Ричард Ч. Хогленд и доктор Роджер Джастроу давно предполагали, что на Европе в покрытых льдом океанах, поддерживаемых в жидком состоянии гравитационными силами Юпитера, могли существовать живые формы. {43}

43

См. A. Clarke, 2010: Odyssey Two (New York: Ballantine, 1982) и R. Hoagland, “The Europa Enigma” в журнале “Sky and Telescope”, январь 1980 г.; ранее доктор Джастроу работал в Институте космических исследований НАСА в Нью-Йорке.

Я тоже размышлял о жизни на спутниках Юпитера, давая полную свободу воображению читателей причудливыми описаниями жизни на Ганимеде, одном из самых замечательных спутников нашей Солнечной системы и месте действия моих научно-фантастических приключений из «Хаоса в Стране чудес».

Прежде чем начать рассуждать о жизни на лунах планет-гигантов и других планетах с научной точки зрения, я хотел бы отойти от темы и потратить несколько абзацев, чтобы рассказать вам о необычном мире, биологии и обществе моих собственных гипотетических созданий с Ганимеда. В «Хаосе в Стране чудес» я создаю целую цивилизацию. Существа и экология из моих описаний — это чистейший вымысел, но возникает вопрос: а смогла бы такая раса эволюционировать на Ганимеде при наличии подходящих условий?..

Ганимед и воображение

Иногда я мечтаю о том, что через сто лет космический корабль с Земли обнаружит остатки высокоразвитых форм жизни на Ганимеде, одном из спутников Юпитера, где есть вода. Что с ними случилось? Никто не знает. Возможно, они превратились в структуры, которые не выглядят как жизнь для человеческих глаз, или, возможно, превратились в споры, ожидающие пробуждения в каком-нибудь незаметном кратере. Размышления такого рода подтолкнули меня к тому, чтобы придумать загадочных ганимедских существ из «Хаоса в Стране чудес». Робкая разумная раса существ, известная как латёёкарфийцы, проводит свои дни в размышлениях над сложными математическими системами. В их обществе статус определяется красотой структуры их сновидений. В моём романе цивилизация латёёкарфийцев развивается внутри огромной воздушной полости во льдах Ганимеда. Потолок подземной воздушной камеры выложен фосфоресцирующими минералами и биолюминесцентными (светящимися) бактериями, что дополняет тусклый солнечный свет, проникающий сквозь лёд. Тела латёёкарфийцев состоят из арсенида алюминия-галлия со следами кремния из ледяной почвы Ганимеда. Эти материалы делают их головы проводниками электрических сигналов, а их мысли напоминают поток электронов в компьютерных чипах. Поэтому латёёкарфийцы мыслят со скоростью, недостижимой для земных форм жизни на углеродной основе (рис. 5.3).

5.3 Латёёкарфиец из «Хаоса в Стране чудес». У этих мозговитых математиков полупроводниковые головы. Статус в их обществе опирается на красоту фрактальных структур их сновидений.

Поскольку при воздействии электрического тока арсенид галлия излучает свет, латёёкарфийцы демонстрируют замысловатые узоры, которые переливаются сверкающими огнями. Красивые головы-дисплеи освещают тёмные ганимедские вечера, словно миллион светлячков, танцующих в каком-то неслыханном ритме. Их кровь состоит из электрореологических жидкостей {44} , которые в ответ на изменения электрического поля превращаются из жидкости в твёрдое вещество и обратно. Их рты, туловища и пищеварительные каналы выстланы пьезоэлектрическими материалами вроде кварца и оксида цинка. Под воздействием электрического напряжения оксиды расширяются или сжимаются, поскольку их молекулы поворачиваются, чтобы выстроить свои внутренние заряды в соответствии с электрическим полем. В результате эти вещества действуют как механические устройства, которые скручиваются или вытягиваются в ответ на электрические сигналы, исходящие от голов латёёкарфийцев.

44

Если вы хотите узнать больше об электрореологических жидкостях наподобие тех, что входят в состав крови гипотетической жизни на Ганимеде, см. R. Ruthen, “Fickle Fluids” в “Scientific American”, июль 1992 г., стр. 111.

В «Хаосе в Стране чудес» крошечные простейшие обитают во льдах Ганимеда и являются неотъемлемой частью экосистемы латёёкарфийцев. Эти планктонные существа, называемые ёо (рис. 5.4), мигрируют между поверхностью Ганимеда и потолком подземной воздушной камеры латёёокарфийцев, проделывая путешествие длиной в 17 лет. В романе подробно обсуждается сложная экология ёо и десятков других существ, а также описаны приключения двух антропологов в воздушном кармане Ганимеда.

5.4 Ледяной планктон Ганимеда из «Хаоса в Стране чудес».

Инопланетяне на Европе

От этого причудливого описания странной биологии, которую я разработал для существ из «Хаоса в Стране чудес», мне хотелось бы вернуться к серьёзному рассмотрению микроскопической жизни на других лунах и планетах нашей Солнечной системы. Жизнь может показаться хрупкой, однако же она возникла на Земле в условиях, которые покажутся суровыми и вам, и мне.