Великий квест. Гении и безумцы в поиске истоков жизни на Земле - Маршалл Майкл - Страница 62

Все то, что ты знаешь, вся ваша цивилизация – все берет свое начало вот здесь, в этой маленькой лужице жижи. Довольно символично, не правда ли?

“Звездный путь: Следующее поколение”, эпизод “Все блага мира”. Авторы сценария Рональд Д. Мур и Брэннон Брага[578].

Позади у нас остались четырнадцать глав этой книги, из которых мы узнали историю исследований зарождения жизни на нашей планете. Первой вашему вниманию была предложена гипотеза первичного бульона, которую создали Опарин и Холдейн, – она потерпела неудачу, поскольку жизнь оказалась намного сложнее, чем могли себе представить ее авторы. Следующие гипотезы (вроде Мира РНК) стремились свести жизнь к одному из ее ключевых компонентов: либо к определенному веществу (скажем, белкам), либо к определенному процессу (например, метаболизму). Однако выполненные в русле этих гипотез эксперименты, несмотря на многолетние усилия, не создали ничего, что можно было бы уверенно назвать живым. Зато выяснилось, что все вещества-строительные блоки жизни могут быть получены на основе одного и того же сырья. Также оказалось, что уже синтезированные биологические молекулы склонны собираться в более сложные структуры, которые напоминают живые клетки. Иначе говоря, первая жизнь не была “построена вокруг” какого-то одного своего компонента. Она возникла, имея сразу все свои главные ингредиенты, – хотя поначалу и в сильно упрощенной форме.

На данный момент – это лучшее объяснение возникновения жизни на Земле. Путь к нему занял большую часть прошедшего столетия, и нет никаких сомнений в том, что эта история пока далека от завершения. Предстоит уточнить множество деталей и решить целый ряд вопросов. Но все же мне кажется, что в основе своей гипотеза, о которой говорится чуть выше, останется неизменной, – и тому есть две причины. Во-первых, она рассматривает только те молекулы, которые или обнаружены в самих живых организмах, или широко распространены на Земле. Нет нужды привлекать еще и какие-то искусственные нуклеиновые кислоты или “отчасти живую” глину. Во-вторых, описанная картина базируется на фундаментальных законах биологии и экологии – скажем, на представлениях о том, что все живые организмы всегда живут в составе сообщества. Возможно, первые существа имели совершенно другой химический состав, однако же по своей природе они очень близки как нам, так и любым другим привычным организмам. И когда мы говорим, что каждый такой протоорганизм по отдельности был несовершенным и ограниченным, что он нуждался в помощи “соседей” для выполнения недоступной ему работы и выживания, – то мы в каком-то смысле говорим о себе.

Теперь, подводя итог, давайте рассмотрим в свете всего изложенного выше еще три фундаментальных вопроса. Существует ли внеземная жизнь? Сможем ли мы узнать ее при встрече – иными словами: что есть жизнь? И, наконец, какое значение имеют для нас знания о возникновении жизни и ее природе?

Прежде всего, что мы можем сказать о существовании жизни где-то еще во Вселенной? Жизнь есть повсюду – или ее нет больше нигде? Кишит ли космос жизнью или являет собой бесплодную пустыню, в которой обитаема одна лишь сияющая голубая точка – наша Земля?

Первым делом стоит отметить, что пока нам не удалось обнаружить никаких серьезных доказательств жизни за пределами нашей планеты. Представим себе Солнечную систему. Еще в начале XX века многие астрономы были убеждены, что другие планеты покрыты густыми дождевыми лесами или даже населены развитыми цивилизациями. Однако наши вылазки в космическое пространство развеяли эти надежды. Если где-то в Солнечной системе и существует жизнь, то она скорее всего является одноклеточной и микроскопической.

Нет сомнений: среди планет Солнечной системы лучшим кандидатом на то, чтобы оказаться обитаемым, имеет Марс. Но и его шансы не назовешь высокими. У Марса есть лишь очень тонкая атмосфера, а температура на его поверхности регулярно оказывается намного ниже 0 °C. Марс – это заваленная кирпично-красными камнями пустыня, по которой то и дело проносятся песчаные бури. В ходе эксперимента, воспроизводившего условия, подобные марсианским, смогли выжить лишь немногие микробы – большинство быстро погибало.

Когда запущенные NASA марсоходы “Викинг” достигли в 1976 году своей цели, они собрали пробы грунта и исследовали их на предмет обнаружения следов жизни. Один из экспериментов вроде бы даже зафиксировал ее признаки^[579]. Но это очень спорные результаты, и сейчас ученые скорее склоняются к тому, что они не доказывают наличие жизни на красной планете^[580]. Похожая ситуация сложилась с метеоритом марсианского происхождения: в 1990-е предполагали, что он содержит бактерии – “окаменелые останки биоты из марсианского прошлого”^[581]. Но и это доказательство оказалось сомнительным: обзор 2012 года отдает предпочтение “простому и приземленному” объяснению этих наблюдений^[582]. Так что пока вопрос о жизни на Марсе остается открытым, но, возможно, в дальнейшем положение дел изменится: не исключено, что на глубине многих километров под поверхностью красной планеты все же существуют какие-то микробы.

Впрочем, даже если сейчас Марс окажется полностью необитаемым, он все-таки мог в далеком прошлом быть более гостеприимным. Его поверхность покрыта вытянутыми долинами – вероятно, они были созданы потоками воды^[583]. На южном полюсе современного Марса под ледниковым покровом обнаружена жидкая вода^[584]. К тому же в прошлом он был вулканически активен – стало быть, на планете могли существовать геотермальные источники, а это подходящее место для возникновения жизни.

Другими перспективными объектами являются спутники планет-гигантов – Европа (один из спутников Юпитера), а также два спутника Сатурна: Энцелад и Титан.

Европа и Энцелад – почти близнецы. Оба они напоминают бильярдные шары грязно-белого цвета. Большая часть их поверхности покрыта льдом, но астрономы практически уверены: под ним скрываются океаны жидкой воды^[585]. На обоих спутниках замечены многокилометровые выбросы водяного пара^[586]. Наличие океанов может означать, что эти спутники похожи на Землю как никакое другое небесное тело^[587]. Однако гипотезы о жизни на Европе и Энцеладе редко когда обходятся без предположений о гидротермальных источниках на дне океанов, а мы уже убедились, что это не слишком подходящее место для возникновения жизни.

Наконец, есть еще Титан. Это единственный спутник с плотной атмосферой. На Титане царствует мороз: его поверхность имеет температуру –179 °C. Несмотря на такие экстремальные условия, на Титане существуют озера и океаны, среди которых выделяется Море Кракена^[588], занимающее 400 тысяч квадратных километров, – а это больше площади Каспийского моря^[589]. Загвоздка лишь в том, что эти океаны состоят не из воды^[590]. Они наполнены простыми органическими соединениями вроде метана. На Земле они существуют в виде газов, но на лютом морозе Титана имеют форму жидкости. И не исключено, что под поверхностью этого спутника есть еще один океан^[591].

Титан – это, по сути, огромная лаборатория пребиотической химии^[592]. На нем есть множество соединений, полученных учеными при попытках создать органические молекулы, в том числе производные цианида^[593]. Именно поэтому многие астрохимики подозревают, что на Титане могут существовать и сложные молекулы наподобие РНК^[594]. Любая здешняя жизнь должна показаться нам совершенно чуждой – ведь ей необходимо было развиваться без жидкой воды^[595]. В то же время мороз наверняка замедлил бы необходимые для этого химические процессы. Еще предстоит разобраться, означает ли это отсрочку возникновения жизни или ее принципиальную невозможность.

Исследования зарождения жизни указывают на то, что Марс, который некогда имел действующие вулканы и потоки жидкой воды, остается лучшим местом для поиска внеземной жизни. В частности, если жизнь действительно может сформироваться на водоемах суши, то Европа и Энцелад в качестве колыбели жизни не подходят абсолютно^[596].