Панспермия - тупик или надежда? Колонка в КомпьютерреOnline #29

В обговоренні останніх колонок раз за разом спливала тема панспермії. Ідеться про перенесення живих організмів чи, принаймні, ключових біологічних молекул через космос.

Ідея ця стара. Ще в V столітті до нашої ери Анаксагор стверджував, що життя виникає з насінин, які існують «завжди й усюди». У 1865 році Герман Ріхтер висловив здогад, що життя занесене на Землю метеоритами чи космічним пилом. У 1884 році Сванте Арреніус, творець теорії електролітичної дисоціації, припустив, що перенесення спор бактерій між зорями відбувається завдяки тиску світла.

Чи мають ці погляди суто теоретичний характер? Ні. У 1969 році команда «Аполлона-12» знайшла земні бактерії на зонді «Сервеєр-3», що перебував на Місяці. Вони перенесли космічну подорож і залишилися живі! У 1996 році в знайденому в Антарктиці метеориті ALH84001, який, судячи з усього, був вибитий з поверхні Марса, виявили дещо, дуже схоже на рештки бактерій.

Електронна мікрофотографія поверхні метеорита ALH84001. Ці структури дуже нагадують бактерії, щоправда, набагато дрібніші за них за розміром

Звісно, навіть якщо це бактерії, вони вже мертві. Але ALH84001 довго бовтався в космосі. Може, деякі куски, вибиті з поверхні Марса разом з ним, долетіли до Землі досить швидко й зберегли життєздатний біологічний матеріал?

Інші метеорити з Марса дозволяють стверджувати, що там колись спостерігалися умови, цілком схожі на земні.

Точнісінько такі деревоподібні вуглецеві утворення знаходять у вулканічних утвореннях на дні океану - земного океану! Але ці фотографії зроблені на спилі вибитого з Марса метеорита Нахла, який упав у Єгипті в 1911 році. Можна виснувати, що вони утворилися на дні марсіанського океану!

Чи збереглося життя на Марсі зараз? Питання не закрите. Марс охолов, і розвиненого життя на ньому не знайдено. Бактеріальне життя там вельми ймовірне, і непрямих свідчень тому отримано безліч. На жаль, поки більшість з них небеззаперечні. Що вдієш: результати експериментів «Вікінгів», виконаних у 1976 році, досі викликають суперечки: знайшли прояви життя чи ні.

Мене порадувало повідомлення, що на знімках Марса, зроблених у 1997 році станцією Pathfinder, зареєстровані спектри поглинання хлорофілу. Якщо це так, виявлення життя на Марсі - питання недовгого часу. Я сподіваюся дожити. А чи дізнаюся я колись про результати палеонтологічних розкопок на сусідній планеті, з описом решток давньомарсіанської флори та фауни? Ой, навряд чи вийде. Шкода, звісно.

Фотографія з марсохода Spirit, на якій, як вважають ентузіасти, закарбований марсіанський «лишайник»

Характерні біомолекули (а іноді й структури на кшталт відмерлих бактерій) знайдені й у метеоритах, не пов'язаних з Марсом. Так, у 1969 році на австралійське селище Мерчисон (Murchison) обрушився (пошкодивши будівлю) метеорит, вельми багатий на органіку. Що найцікавіше, суміш амінокислот у цьому вуглистому хондриті не є оптично нейтральною: лівообертальні амінокислоти в ньому переважають над правообертальними.

Ми ще не обговорювали до пуття цю улюблену креаціоністами тему: хіральну несиметричність молекул у складі організмів. Сполуки, у яких з одним атомом вуглецю пов'язано чотири різних радикали, можуть існувати у двох дзеркально симетричних формах, що співвідносяться як права й ліва рука. Любителі обчислення запаморочливих неймовірностей не раз розважалися, оцінюючи шанси на те, що всі амінокислоти в одному білку випадково виявляться лівообертальними. Зрозуміло, річ тут зовсім не у випадковості. Зараз відомий цілий ряд процесів, що зсувають рівновагу ліво- та правообертальних ізомерів в один бік. Це й опромінення поляризованим світлом, і фізико-хімічні феномени, що відбуваються на розділі середовищ. Та з форм, яка отримала перевагу, мала забезпечити переважне використання відповідних біокаталізаторів і з часом практично витіснити «конкурентів».

Так чи інакше, на мерчисонівському метеориті переважає потрібна форма амінокислот. Це довго пояснювали забрудненням земними речовинами, поки хіміки не показали, що і склад амінокислот у цьому метеориті, і їхні ізотопні особливості не відповідають земному життю. Дві «мерчисонівські» амінокислоти практично не трапляються на Землі й не можуть бути місцевими забрудненнями!

Метеорит Мерчинсон

Так чи інакше, ідея перенесення з планети на планету біоматеріалу, навіть життєздатного, не здається неймовірною. Але чи принципово вона змінює наші уявлення про земне життя? Хоч як дивно, ні.

Вочевидь, в епоху виникнення життя на Землі процеси на ній і на Марсі йшли паралельно. Обмін між цими планетами міг бути фактором ранньої еволюції їхнього життя. Але навіть доведення такого обміну не означає, що ми - марсіани. Імовірно, на Марсі не було нічого, чого б не було на Землі, але марсіанському життю все-таки потрібно було перенести космічний переліт.

Чи рятує ситуацію уявлення про перенесення речовини між зоряними системами? Не дуже. Тут потрібні особливі транспортні засоби (комети, наприклад), тут потрібні перельоти колосальної тривалості, тут попадання космічних мандрівників у відповідну мішень стає вкрай малоймовірним. Чи пояснять ці припущення походження життя?

Парадоксальним для мене чином ідея панспермії в уявленнях багатьох людей виявилася пов'язана з креаціонізмом. Найактивніший коментатор моїх останніх колонок вважає, що якщо життя прилетіло з іншого місця, то це інше місце ми можемо вважати Богом (чому, не збагну). Фред Хойл і Чандра Вікрамасінгхе, що відзначилися в безплідному обчисленні ймовірності «зстрибування» молекул у клітини, вважали, що походження життя пояснює саме панспермія. Вікрамасінгхе підкреслював, що маса комет незрівнянно більша за масу океану пра-Землі, а отже, поява життя там імовірніша.

З моєї точки зору, тут захована логічна помилка. Імовірність походження життя внаслідок випадкового самоскладання, не спрямовуваного добором, космічно мала. Ні збільшення маси первинної речовини, ні розтягування часу на повторні спроби не врятує цю безнадійну ідею. Наукове пояснення походження життя може полягати лише в описі факторів, що забезпечують переважне відтворення все ближчих до неї процесів. Шлях до такого пояснення коротко описаний у двох попередніх колонках, про добіологічний добір і про переджиття.

Прихильники кометного походження життя наполягають на тому, що на кометах чимало органіки, що там є зони з різними температурами й що там теж є періодичні зміни умов. Воно-то так, але між періодичними змінами умов на планеті й на кометі є принципові відмінності. На планеті перехід від реакцій синтезу до реакцій розпаду може бути пов'язаний зі зміною часу доби; типова планета може проіснувати дуже велику кількість днів. Періодичні зміни умов на кометах пов'язані з їх обертанням навколо зорі. Кометний рік може бути дуже великим, але в житті кожної комети таких років може бути не так уже й багато.

Отже, мені здається, що походження життя на планеті ймовірніше, ніж у кометній речовині. Але це ще не найбільша складність кометної теорії. Гаразд, уявімо собі, що на кометі виникло життя. Припустимо, що воно потрапило на Землю. Чи виживе воно в принципово нових для себе умовах?

Пристосованість спостережуваного нами життя - наслідок еволюції. У кожній деталі будови живих організмів «зашиті» знання природних законів і врахування особливостей земних місцеперебувань. Якщо не апелювати до чудес, пояснити цей феномен можна лише еволюцією у відповідних умовах.

Вікрамасінгхе намагається пояснити динаміку епідемій грипу тим, що Земля проходить через хвости комет, що містять віруси. Як у такому разі цей астроном пояснює, чому еволюція вірусів грипу відображає еволюцію імунітету їхніх земних хазяїв, мені невідомо.

Небіологам часто здається, що властивості організмів досить випадкові. Щоб розуміти, що паразит - дзеркало свого хазяїна, потрібно уважніше придивитися до їхньої взаємодії.

А якщо ми говоримо про організми, пристосовані до невідомого нам середовища, їх не завжди розпізнає й біолог. З часів Герберта Уеллса пришестя інопланетного життя заведено уявляти як наступ жахливих триног, що сіють смерть. На жаль (чи на щастя?), імовірніші контакти з інопланетним життям будуть не такі драматичні.

Найбільшою цитатою, яку ми з Мариною Кравченко вставили в наш підручник екології, став шматок із «Космосу» Карла Сагана, присвячений юпітеріанському життю, що звикло ширяти в щільній метано-аміачній суміші. Уявіть собі, що якийсь процес заносить спочиваючі стадії синкерів, флоатерів і хантерів з Юпітера на Землю. Та що там! Хай це будуть навіть асоційовані з ними зразки мікрофлори. І...

І нічого. Упадуть на поверхню, вступлять у хімічні реакції й загинуть. Усе. І чим більша різниця між екосистемою вильоту та екосистемою посадки, тим імовірніший саме такий результат. До речі, а чи траплялося подібне на нашій пам'яті?

Я досі не склав остаточної думки про історію... Ой, а чи втисну я все, що необхідно читачам, щоб сформувати ставлення до цієї загадки, у цю й без того переповнену колонку? Краще залишу цікаву розповідь на наступний раз.

А для кінцівки - сухий залишок на сьогодні:

• схоже, живі організми та складні біологічні молекули можуть витримати подорож між планетами однієї зоряної системи; переміщення від околиць однієї зорі до околиць іншої видаються набагато менш імовірними;
• дослідження метеоритів дають свідчення того, що наявність складних органічних речовин і навіть життя - не прерогатива нашої планети;
• якщо умови екосистеми відбуття та екосистеми прибуття сильно відрізняються, космічний мандрівник потрапить у зовсім не придатні для нього умови; ефективним може бути обмін лише між подібними планетарними (кометними etc) екосистемами;

• вивчення живих організмів та їхніх фрагментів у матеріалі з космосу дає цікавий матеріал для розуміння закономірностей походження життя, але навряд чи пояснить її наявність на Землі.

...і все ж на небо потрібно дивитися з обережністю...