Читать книгу "Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя? - Евгений Плисов"

Остается самый важный вопрос: как жизнь появилась в те архейские годы? Первое, что нужно для жизни, – органика. С этим нет проблем, как показали еще в середине XX века Стэнли Миллер и Герольд Юри. Они собрали сложную конструкцию, симулирующую атмосферу и другие условия архейской эпохи. В гигантскую колбу накачали разные газы: водород, угарный газ, аммиак, метан, водяной пар – то есть тот самый замечательный воздух архея. Колбу соединили с сосудом с водой, которую нагревали, то есть пар постоянно циркулировал через систему. В качестве источника энергии для возможных реакций в колбу подвели электроды, через которые разрядами подавали электрический ток. Таким образом симулировали постоянно бьющие в океан в ту непростую эпоху молнии. Они сверкали в колбе, и вся органика, если она появлялась, попадала в ловушку с холодной водой, оседая на дне конструкции. Оставшаяся вода возвращалась в нагревательною колбу, и цикл замыкался. В результате вся колба покрывается черной вязкой пленкой органики, в которой есть и липиды, и сахара, и предшественники нуклеиновых кислот, и, главное, аминокислоты. В 1950-х исследователям удалось выявить только пять аминокислот из полученной каши. Сейчас же при перепроверке становится понятно, что их там, оказывается, 22, то есть все кирпичики жизни. Такая же органика возникает и в космосе: поверхности многих метеоритов покрыты пленкой из органики, что делает возможным зарождение жизни и на теплом астероиде, хотя вероятность, что это случилось именно там, крайне мала. Эксперимент Миллера-Юри стал еще одним шагом в познании происхождения жизни.

Первичным источником энергии могли быть не только молнии: солнечная радиация, падение метеоритов, геотермальная энергия также могли работать на этот процесс. Возможно, основное накопление органики происходило на океанических берегах, где вулканическая тепловая энергия кипятила воду, ультрафиолет облучал водяной пар, который поднимался выше, а затем проливался дождем, все более наполняя океан органическими молекулами. Жизнь могла зародиться и в океане, в кипящей кислотной воде, и это не должно нас смущать. Ныне живущие микроорганизмы способны выживать практически в любых условиях при наличии жидкой воды: и в кислотных едких стоках рудников, насыщенных солями тяжелых металлов, и в кипящих озерах рядом с вулканами, и в ледяных толщах Антарктиды. Они вылетают в стратосферу с частицами пыли, где могут находиться достаточно долго, лишь затем, чтобы вернуться на поверхность планеты вместе с дождем. Это, кстати, один из факторов, позволяющих дождю возникнуть. Чтобы капля сконденсировалась в облаке, ей необходима точка кристаллизации, например пылинка. Если пылинки нет, вместо нее может сгодиться и бактерия, оказавшаяся рядом. То есть в современном дожде, идущем над океаном, в каждой капельке может быть по бактерии.

Гигантская часть бактерий находится глубоко в толще Земли и составляет чуть ли не половину всей биомассы нашей планеты. Просто вдумайтесь: половина всей жизни как феномена находится не на поверхности планеты, доступная нашему глазу, а в ее толще. Все растения, грибы, животные, включая нас с вами, – все это биоразнообразие ничтожно по сравнению с тем, что происходит где-то там, внизу. Неисчислимое множество самых разнообразных форм жизни обитает в глубинах, спокойно грызя минералы пород испокон веков, и будут это делать до конца истории. Земная кора пропитана жизнью – настолько вездесущим оказался первый организм, возникший несколько миллиардов лет назад.

Все-таки жизнь где-то возникла – мы можем говорить об этом с полной уверенностью, поскольку мы живем. Где это случилось – вопрос сложный. Может быть, это были насыщенные солями минеральные воды гейзеров. Возможно, это были места в глубинах океана в области черных курильщиков – там, где горячая вода под давлением выходит из-под толщи коры, неся с собой почти всю таблицу Менделеева, и первичным источником энергии служит температура недр планеты и химические соединения. Может, жизнь возникла и не в океане вовсе, а в мелком наземном водоеме с преобладанием ионов K+ или даже в грязевых вулканах. Исследователи не дремлют, поиски следов первой жизни продолжаются, как и эксперименты по созданию той самой жизни. Недолог срок, в какой-нибудь лаборатории удастся создать первую полностью искусственную клетку и, более того, сделать это в условиях, приближенных к реалиям тех времен. Поживем – увидим, а пока существует масса теорий вплоть до экзотических типа панспермии.

Теория панспермии предполагает, что жизнь возникла где-то за пределами нашей планеты и затем была занесена на нее либо случайно, либо специально. Органики в космосе очень много, она образуется и на астероидах, и на спутниках планет нашей Солнечной системы, и на самих планетах. Бактерии в виде спор могут выживать в условиях космического вакуума, если будут в тени, защищенные от испепеляющего излучения. Как бы ни была романтична теория, в которой жизнь заносится случайным метеоритом, она не объясняет самой сути – при каких именно процессах жизнь зародилась в космосе или на другой планете, после чего ее разорвало, и ошметки с семенами жизни долетели до нас. Лично мне более вероятным представляется вариант с зарождением жизни именно у нас дома. Все-таки все условия для этого были, а занести жизнь на другие планеты – уже наша задача. Впрочем, если вдруг какой-нибудь наш аппарат спустится на чужую стерильную планету, споры бактерий на его оболочке попадут в свободную для них почву, миллиарды лет будут эволюционировать и дадут разумных существ – эти существа будут думать точно так же, как и мы, что куда вероятнее вариант, при котором жизнь возникла изначально на их планете, а не была занесена древней высшей расой. И все же приятно думать, что мы сами справились.

Где именно накопленные органические молекулы организовали первый протоорганизм, до сих пор остается загадкой. Оно и неудивительно: мы имеем дело с процессами, происходившими очень давно, и точно сказать, как было на самом деле, мы не можем и не сможем. Единственный способ узнать, как именно все было, – это построить машину времени и увидеть произошедшее собственными глазами, но, к сожалению, это невозможно. Время неумолимо течет вперед, и все, что вы можете с ним сделать, – либо замедлить, либо ускорить. Симулировать прошлое вы тоже не можете, для этого вам придется поместить каждый атом мироздания на то место, на котором он находился тогда, – чересчур сложная задача.

Единственный способ напрямую заглянуть в прошлое – построить машину, способную перемещать вас в пространстве мгновенно, то есть разрывать ткань пространства-времени и переносить вас в нужную точку с абсолютной скоростью. Простым языком – портал. И переместиться на расстояние в 4 млрд световых лет от нашей планеты, взглянуть в телескоп и посмотреть на свет, только дошедший до точки, в которой вы сейчас находитесь. К сожалению, взять пробирку с пробой воды вы в такой ситуации не сможете, но пофилософствовать, глядя на бледное пятнышко в бескрайнем космосе, – пожалуйста. Возможно, где-то сейчас есть существа, смотрящие в тот самый телескоп и видящие нашу планету, на которой пока ничего нет, кроме воды и накопленных в каком-то месте органических молекул, вот-вот готовых стать жизнью. Если их технологии позволяют ее разглядеть, конечно, потому что на таком расстоянии это затруднительно. Если говорить о дальности обнаружения, то мы в данный момент способны регистрировать несверхновые звезды, удаленные от нас вплоть до 9 млрд световых лет, например голубой гигант Икар. Свет этой звезды был искривлен и усилен гравитацией скоплением галактик MACS J1149+2223 (оно находится на расстоянии в 5 млрд световых лет), словно линзой, и послан в нашу сторону. С планетами все сложнее.