Бесспорно, с тех пор, как в космосе побуйствовала писательская
фантазия, наука о жизни вне Земли определенно очень «заземлилась». И
если в фундаментальном труде по экзобиологии — науке о внеземной жизни,
изданном неполных 30 лет назад, еще утверждалось, что на Марсе можно
представить себе самые разные этапы развития биологического вещества —
от сложных органических соединений и продуктов химического синтеза до
развитых форм жизни и следов цивилизации, — то теперь с большой степенью
уверенности можно сказать, что сколь бы ни был толст лед марсианского
океана, под ним скрываются в лучшем случае только бактерии.
Вечное молчание этих бесконечных пространств ужасает меня», —
раз заглянув в ночное небо, записал французский ученый и философ Блез
Паскаль. Но он жил в Париже времени мушкетеров: тогда о бесконечных
пространствах Вселенной и знали, и задумывались еще очень мало. Хотя и
Галилей, и Ньютон уже наблюдали звезды в телескоп, последний мало еще
чем отличался от сильной подзорной трубы. До сенсационного открытия
марсианских «каналов» Джованни Скиапарелли в 1878 году оставалось чуть
более 200 лет, однако ужас одиночества, испытанный Паскалем, оказался
все же фундаментальнее эйфорических представлений «цивилизованного
человечества», уверившегося в начале XX века в повсеместном заселении
Вселенной. Сейчас просто невозможно себе представить, насколько упрямой
оказалась эта вера и какое разочарование принесли землянам первые полеты
автоматических станций на Луну, Венеру и Марс, передав на Землю первые,
лишенные фантастических представлений, сведения о том, что никакой
жизни на этих планетах не обнаружено, а судя по окружающей обстановке, и
не может быть обнаружено...
Своеобразной психологической компенсацией стал поиск более
отдаленных внеземных высокоразвитых цивилизаций. Конгрессы по внеземным
цивилизациям следовали один за другим, отчаяние Паскаля было
сформулировано в виде принципиального научного парадокса, получившего
название «парадокс молчания Вселенной», который так и остался
неразрешенным — Вселенная монотонно испускала только «белый шум».
Кончилось тем, что даже такие ярые сторонники поиска внеземного разума,
как астроном И.С. Шкловский, в конце концов потеряли веру в возможность
обрести в «бесконечных пространствах» братьев по разуму. В общем,
настала пора, когда бытовавшие еще недавно представления о Космосе как о
некоей фантастической лаборатории, готовой производить жизнь там и
тотчас, как только для этого представятся хоть сколько-нибудь подходящие
условия, сменились совершенно противоположными, упадническими
взглядами: жизнь в Космосе — не правило, а исключение.
Однако к началу XXI века все, что было связано с новыми
открытиями в астрофизике и биологии, опять изменилось. За последние 5
лет путем изучения отклонений орбит некоторых звезд было «просчитано»
существование около сотни планет вне нашей Солнечной системы. Конечно,
изучение этих планет — дело весьма отдаленного будущего, но само их
обнаружение вселило надежду в сердца сторонников теории внеземной жизни,
возродив наиболее радикальные проекты, связанные с исследованием
ближайших планет Солнечной системы. И прежде всего, конечно, проекта
полета на Марс. Напомним, что в 1976-м году, после визита «Викингов»,
астробиологи были крайне разочарованы Марсом: 21 снимок поверхности
Красной планеты, сделанный посадочным аппаратом экспедиции, зафиксировал
изображения совершенно безжизненной пустыни. Органики на поверхности
Марса оказалось даже меньше, чем на Луне. Однако Марс слишком сложен и
загадочен, чтобы на основании первых же полученных человечеством
сведений можно было вынести окончательный вердикт о наличии или
отсутствии жизни на нем.
Какая жизнь?
Наука о формах внешней («экзо») по отношению к Земле жизни
называется экзобиология. Один из ведущих специалистов в этой области,
член-корреспондент РАН, директор Института микробиоогии РАН В.Ф.
Гальченко, так определил сферу интересов этой необычной дисциплины: как
наука экзобиология может относиться и к палеонтологии, и к биологии. А
предмет ее исследования... виртуален. Ибо мы до сих пор не знаем ни
одной формы жизни за пределами Земли. И судить о том, какой могла бы
быть эта жизнь, мы можем только по аналогии с ее земными формами. Ведь
материя Вселенной — одна и строится из «кирпичиков» известной каждому
школьнику системы элементов. Поэтому и жизнь вне Земли будет, скорее
всего, подчиняться тем же законам, что и на Земле, как бы парадоксально
это ни звучало.
Выстроить химически-непротиворечивую модель какой-то иной жизни
до сих пор не удалось, хотя попытки такого рода предпринимались. Причем
самые радикальные.
Известно, что основой земной жизни является углерод — в силу
способности его атомов составлять длинные цепочки, сцепляясь друг с
другом и с другими соединениями и образовывать сложные и пластичные
формы, которые в конечном счете выходят за пределы чисто химического
синтеза на новый уровень, постепенно наращивая и усложняя обмен энергией
между атомами, обмен веществ, налаживая процессы деления... Иначе
говоря, приобретая все признаки живой материи. Первая же попытка
построить модель другой жизни заключалась как раз в том, чтобы углерод
заменить, скажем, на кремний, поскольку по ряду свойств эти элементы
схожи друг с другом. Но чем заменить кислород? Фтором — опять же в силу
некоей гипотетической «схожести». А чем заменить водород, который из-за
своих химических свойств оказывается идеальным носителем энергии? Нечем.
Однако свойства кремний-фторо-водородных соединений резко меняются. Они
теряют пластичность и образуют очень жесткие молекулярные решетки. И
моделируемая нами жизнь начинает напоминать... кристаллы. Она теряет
жизненную гибкость и возвращается обратно в мир неорганической химии.
Получается, что жизнь вышла из неживой природы, а мы опять ее туда
загоняем.
В свое время Джеймс Дьюи Уотсон, один из первооткрывателей ДНК,
написал небольшую книгу, в которой рассматривал жизнь с точки зрения
атомных и молекулярных сил. И пришел к выводу, что свойства молекулы ДНК
(как носителя всей информации о живом организме) определяются атомными
свойствами химических элементов, из которых она состоит: углерода,
кислорода, азота и фосфора. И замена любого из этих элементов на
«сходный», скорее всего, приведет к полному нарушению всех функций
молекулы и сделает невозможным само продолжение жизни...
Поэтому и на далеких мирах посланцам Земли, если и придется
иметь дело с жизнью, то именно с той, органической жизнью, для
существования которой, как и на Земле, необходимы три условия: наличие
соединений углерода, жидкой воды и источников энергии для синтеза
сложных биомолекул. Если наличествуют три этих условия, жизнь на планете
возникает удивительно быстро. Скажем, Земля образовалась 4,5 миллиарда
лет назад. А спустя миллиард лет, как полагают экзобиологи, жизнь на ней
уже присутствовала в виде безъядерных метанообразующих бактерий,
заселивших первые моря, вода в которых была насыщена органическими и
минеральными соединениями, в то время как атмосфера, лишенная кислорода,
состояла в основном из разного рода небезвредных для современного
человека газов. Еще через несколько миллионов лет в воде этих морей
появились синезеленые бактерии, которых биологи XIX столетия причислили к
разряду водорослей: они освоили фотосинтез, научившись напрямую
использовать энергию солнца, чтобы разлагать воду на водород и кислород.
Так в атмосфере появились первые «излишки» кислорода. Но кислород этот
первоначально был «захвачен» земными породами, главным образом железом,
которое, как и почвы Марса, стало бурно окисляться. Однако железа не
хватило и в атмосфере образовался избыток кислорода, который и дал
возможность развиться другим, более сложным и совершенным формам жизни —
эукариотам, то есть ядерным формам клеток.
В устройстве мироздания бактериям принадлежит колоссальная
роль. И хотя человечество по праву гордится своей преобразующей
деятельностью на Земле по количеству и качеству работы, до бактерий ему
еще далеко. Начать с того, что люди до сих пор живут богатствами
«царства бактерий», добывая из недр остаточные продукты их
жизнедеятельности — нефть, газ, серу и так далее. А что стало бы делать
человечество с тем немыслимым количеством ежегодно умирающего живого,
если бы не бактерии? Травы, деревья, палая листва, ржаная солома, навоз и
вообще все, что только возможно представить себе в этом поэтическом или
скорбном списке, бактерии медленно, но неумолимо превращают в почву,
богатую питательными веществами, создавая тем самым условия для
дальнейшего процветания жизни...
Есть ли жизнь на Марсе?
В классификации КОСПАР (Комитет по космическим исследованиям
при Международном совете научных союзов) Марс наряду с Европой (одним из
спутников Юпитера) занимает совершенно особое место. Даже
непосредственный полет к Марсу (фото),
«без прямого контакта», сразу повышает категорию сложности полета до 3
(из 5) и требует разработки особых мер для предотвращения удара
космического аппарата о поверхность планеты. Все эти предосторожности
продиктованы экологическими и медицинскими опасениями, сведенными в свод
правил межпланетарного карантина и, конечно, свидетельствуют о нашей
убежденности в том, что жизнь на Марсе все-таки есть.
Но так ли это? Успела ли она возникнуть? А если успела, то в каких формах удается ей сохраняться под ледяным панцирем?
Как планетное тело Марс возник в одно время с Землей. Тогда на
нем существовали все условия для развития жизни: углерод, открытая вода,
мощное вулканическое тепло. Его моря не менее интенсивно, чем древние
моря Земли, бомбардировались метеоритами с налипшей на них космической
органикой, и это был вполне подходящий «котел» для разнообразных
органохимических превращений. Так продолжалось миллиард лет. Конечно, за
это время жизнь могла возникнуть и даже получить некоторое эволюционное
развитие. Но тут случилась катастрофа. Мы не знаем, какая именно. Но в
результате ее активность марсианских вулканов упала на порядок, кислород
атмосферы был «съеден» марсианскими породами, истонченная атмосфера
«оголила» планету и подвергла воздействию солнечной радиации, а вода
обратилась в лед, и только в глубинах Марса, возле горячего еще ядра,
она должна сохраняться в жидкой форме. Жизнь вместе с этой водой должна
была буквально «уйти под землю»...
Ближайшим земным аналогом марсианской «модели» являются
постоянно покрытые льдом антарктические озера. Во-первых, выяснилось,
что летом даже сквозь 5-метровую толщу льда туда все же проникает от 1
до 4% солнечного излучения. И этого достаточно, чтобы в озерах
расплодились и прекрасно себя чувствовали синезеленые фотосинтезирующие
бактерии. Поскольку они насыщают воду кислородом, под бактериальными
матами «сидят» простейшие метанообразующие, а рядом с ними —
метаноокисляющие и главное — бактерии-гетеротрофы, которые «поедают»
останки синезеленых. Такая замкнутая экосистема способна прекрасно
существовать тысячи лет, не чувствуя себя ущербной в сравнении с теми
своими собратьями, которым повезло родиться в местах с более теплым
климатом...
Аналогии с Марсом здесь очевидны. Конечно, толщина
подповерхностного марсианского льда, покрытого ветровыми наносами, не
даст выжить под ним никаким фотосинтезирующим бактериям — для этого там
просто нет света. Но вот метанообразующие вполне могли бы выжить,
правда, при одном условии — если образованный ими метан смог бы найти
выход на поверхность планеты, иначе бактерии просто задохнутся в
продуктах своей жизнедеятельности. На Марсе выходы на поверхность
глубинного тепла уже зафиксированы автоматическими станциями. Большая
часть их расположена у подножия марсианских вулканов, в частности у
22-километрового Олимпуса. Вероятно, вместе с теплом в эти отдушины
могут выходить и метан, и вода, содержащая жизнь. И даже если,
«выплеснувшись» на поверхность планеты, эта жизнь очень скоро погибает,
ее остатки все равно следует искать именно возле марсианских горячих
источников, или фумарол. Так что, когда в 70-е годы американцы
отправляли посадочный аппарат «Викингов» на Марс, они в буквальном
смысле слова искали жизнь не ту и не там.
Теперь представим себе, что мы оказались возле тепловой
«отдушины» не в тот день, час или год, когда из нее изливается вода.
Вокруг нас — камни, вероятно, просто «облепленные» останками марсианской
жизни. Но как отличить живое от неживого? Вернее, как погибшую, мертвую
уже бактерию отличить от минерального образования?
«Сенсационная» история «марсианского» метеорита, названного по
месту нахождения в Антарктиде «Аллан Хиллз 84001», великолепно
иллюстрирует эту проблему. Исследовавший метеорит Дэвид Маккей с
коллегами приняли априори, что сей «небесный камень» имеет марсианское
происхождение. Откуда такая уверенность?
Пустынная панорама Марса
Кроме посадочного устройства «Викингов» никто марсианский
грунт в руках не держал, на Землю он не доставлялся, и сколь бы ни были
оригинальны и остроумны гипотезы, объясняющие, как камень с Марса
прилетел на Землю, логичнее все же предположить, что прилетел он, как и
большинство метеоритов, из космоса, где рассеяно немыслимое количество
вещества протопланет, взорвавшихся на заре планетарной истории мира.
Кроме того, сенсацией стало заявление о том, что на поверхности
метеорита обнаружены кристаллизовавшиеся останки марсианских бактерий.
Но как отличить их от минеральных образований? Сторонники биологического
и приверженцы минерального происхождения этих структур могут спорить до
хрипоты — решающих аргументов нет ни у тех, ни у других. Проблему, как
отличить мертвое живое от неживого изначально, науке еще только
предстоит решить.
Несомненно, в XXI веке человечество так или иначе коснется
одной из величайших тайн — тайны жизни в других мирах. И, может быть,
отчасти даже разгадает ее. И вот тогда и, видимо, не раньше сможет во
всем объеме оценить великую загадку жизни на Земле и станет наконец
любить свою планету.
Земные микроорганизмы в космосе
За полтора десятка лет существования космической станции «Мир»
ученые из Института медико-биологических проблем пришли к выводу, что
подлинными хозяевами станции являются не люди, а бактерии и простейшие
грибы. В целом на станции прижилось более 250 видов простейших. Когда
ученые обнаружили некоторые плоды их жизнедеятельности, им пришлось
попристальнее приглядеться к микроскопическим обитателям станции. Есть
виды, потомство которых отслеживалось на протяжении 7 лет, причем
выяснилось, что ни сравнительно высокий (по сравнению с земным) уровень
солнечной радиации, ни скудное на первый взгляд питание нисколько не
повлияли на жизнестойкость и продуктивность отдаленных потомков
первопоселенцев, но, напротив, породили очень стойкое и агрессивное (по
сравнению с земными формами) потомство.
Межпланетный карантин
Не так давно специалистами КОСПАР был предложен список норм,
призванных исключить «загрязнение» других планет земными
микроорганизмами. В первую очередь речь идет о таких планетах, как Марс и
Европа.
Директор Института медико-биологических проблем РАН академик
А.И. Григорьев считает, что даже небольшое загрязнение Европы может
привести к крайне нежелательным последствиям, поскольку при попадании
даже небольшого загрязнения в ее подледную толщу оно может
распространиться на весь объем океана.
С другой стороны, предписания КОСПАР должны исключить
«случайное» попадание инопланетного вещества на Землю. И хотя земные
микроорганизмы должны оказаться «сильнее» и попросту уничтожить
инопланетных конкурентов, эта вновь возникшая проблема настолько
насущна, что ею озабочены ведущие ученые США, России, Германии, Франции,
Канады и Австралии.
Скажем, запланированная на 2007 год росийская программа
«Фобос-грунт», призванная осуществить доставку на Землю грунта с одного
из спутников Марса, обязательно подразумевает (на заключительном этапе
исследования грунта в Институте медико-биологических проблем) и
«разрешение» на работу с этим веществом других специалистов. Очевидно,
что проблемы межпланетарного «общения» поставят перед землянами не
только технические и медицинские, но в очень немалой степени этические и
правовые проблемы.
Автор статьи: Василий Голованов
Источник: Журнал «Вокруг Света»: Парадоксы молчания http://planetarium-kharkov.org/
|