|
Метеориты несущие споры жизни
|
|
|
|
Панспермия - это идея о том, что жизнь существует во всей Вселенной и зарождается на новых планетах благодаря кометам, метеорам и другим межзвездным путешественникам. Читатели Википедии могут увидеть, что эта идея обозначена как "побочная" теория. Но так ли это? Или панспермия так же вероятна, как и идея о том, что жизнь на Земле возникла из супа химических веществ, под воздействием ударов молнии и тепла, как гласит наиболее широко принятая теория зарождения жизни на нашей планете? Современная теория гласит, что варево из первобытных химических веществ было поражено молнией, сварено под воздействием тепла и превратилось в организм, способный к репликации. Этот первый шаг к жизнеспособным организмам, способным к репликации, вероятно, является самым трудным шагом, который должна пройти любая жизнь.
|
|
|
|
Интересно, что, несмотря на все свои достижения, современная наука так и не смогла повторить это развитие, за исключением нескольких перспективных химических компонентов. Поскольку этот первый шаг настолько труден и маловероятен, возможно ли, что он произошел всего несколько раз за время развития нашей Вселенной, и эти несколько проявлений жизни были перенесены через космос, чтобы "засеять" Вселенную жизнью. В какой-то момент эта тема стала тем, что я хотел изучать в своей научной карьере. Вместе с профессором физики, который обладал прибором, позволяющим создавать сверхнизкий вакуум (до такой степени, что молекулы, просачивающиеся через три дюйма нержавеющей стали, были источником загрязнения), я решил изучить этот вопрос. Идея заключалась в том, чтобы взять микроорганизмы, споры и другие формы жизни и посмотреть, смогут ли они выжить в вакууме космоса; это, по сути, показало бы, что панспермия возможна.
|
|
|
Почему же мы этого не сделали? Потому что это уже было сделано. Со времен расцвета ранней космической программы НАСА финансировало именно такие исследования и обнаружило то, что мы изначально ожидали: панспермия возможна. Теорию панспермии трудно назвать новой. Известно, что философы еще в 500 году до нашей эры утверждали, что жизнь существует во всей Вселенной. Более века назад шведский физик и химик Свантс Аррениус, вероятно, был одним из самых первых современных ученых, постулировавших возможность панспермии. Аррениус считал, что споры могли пройти через вакуум космоса и принести жизнь во вселенную, хотя, конечно, в то время это было невозможно проверить.
|
|
|
|
Совсем недавно были выдвинуты две различные версии того, как может происходить панспермия: "мягкая" панспермия, когда аминокислоты и нуклеиновые кислоты передаются через Вселенную, и "жесткая" панспермия, когда засеваются настоящие споры и организмы, а не просто строительные блоки жизни. Другая теория "жесткой" панспермии заключается в том, что вместо путешествия через межзвездное пространство жизнь могла сформироваться на одной из ранних планет нашей Солнечной системы и в результате столкновений с метеорами и астероидами была перенесена с одной планеты на другую на космических выбросах.
|
|
|
|
Но каковы доказательства этой теории? Может ли жизнь выжить в космическом пространстве? Ученые признают, что млекопитающим, подобным нам, было бы трудно выжить там в одиночку; наши легкие разорвались бы в вакууме космоса, и нам было бы трудно переносить ультрафиолетовое излучение и необычайный холод. Вопрос сводится к тому, какой тип жизни мог бы выжить. Для того чтобы панспермия могла функционировать, жизнеспособный организм должен покинуть атмосферу и гравитационный
|
|
|
|
одной планеты, путешествовать по космосу и выжить после возвращения через атмосферу на другую планету. Каждый из этих этапов был исследован, и для каждого из них существуют жизнеспособные маршруты. Фактически, сценарий "побега" может даже не потребовать таких вещей, как падение метеорита. На борту Международной космической станции (МКС) было обнаружено наличие жизнеспособных микробов и спор на низкой околоземной орбите. Похоже, что ключевым фактором является не способность выживать в прохладном вакууме космоса, а защита от ультрафиолетового излучения, которое быстро разрушает нуклеиновые кислоты, когда они подвергаются его воздействию, даже внутри клетки. Возможные формы защиты от ультрафиолета можно найти в метеоритах или даже в почве, где шероховатая поверхность позволяет создавать пространства, защищенные от радиации.
|
|
|
|
Что касается жизнеспособных путей для панспермии, то изучались также методы перемещения через космос (именно этой областью я ранее интересовался профессионально). В 1985 году в журнале Nature была опубликована статья, в которой было показано, что панспермия возможна в смоделированном космосе, хотя и с ограничениями, о которых говорилось выше. На самом деле, более низкие температуры помогли стабилизировать споры. В дальнейшем это было изучено в космосе, и не только с помощью моделирования. В одном исследовании споры Bacillus subtilis выжили в космическом пространстве в течение шести лет, когда их защитили от ультрафиолетового излучения путем смешивания спор с материалами типа почвы на миссии PERSEUS. Это может показаться довольно ошеломляющим, но если посмотреть на устойчивость спор в сложных условиях здесь, на Земле, то, возможно, это не так. Споры чрезвычайно устойчивы и могут выдерживать высокие дозы радиации, холода и ультрафиолета; по крайней мере, если сравнивать их с живыми аналогами.
|
|
|
|
Но какими бы живучими они ни были, могут ли споры выжить после вхождения в атмосферу планеты? Как выяснилось, да, могут. В работе "Выживание бактерий и спор под экстремальным ударным давлением", опубликованной в 2004 году в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, исследователи М. Дж. Бурчелл, Дж. Р. Манн, А. В. Банч обнаружили, что когда споры и живые бактериальные клетки подвергаются ударам, эквивалентным тем, которые они испытали бы при входе в атмосферу и ударе о планету, хотя они не особенно хорошо себя чувствуют, их выживаемость конечна и, как выяснилось, по крайней мере достаточна для зарождения жизни. Кроме того, они могут выжить и в условиях высокой температуры при входе в атмосферу, поскольку только ведущие внешние части метеоров и астероидов подвергаются экстремальному нагреву во время таких входов в атмосферу.
|
|
|
|
Но попадают ли межпланетные/межзвездные объекты на Землю? Короткий ответ - да: на Земле были обнаружены камни, которые, как было доказано, образовались на Марсе. Совсем недавно был обнаружен необычный межзвездный объект 'Oumuamua; хотя этот загадочный объект был очень большим, ничто не исключает возможности того, что гораздо меньшие объекты могут проходить через межзвездное пространство гораздо чаще, чем мы думаем.
|
|
|
|
Учитывая, что панспермия, безусловно, является реальной возможностью, каковы ближайшие последствия? Во-первых, было бы удивительно, если бы Марс и Земля не имели общего биологического фона. Наше относительно близкое соседство и знание того, что в прошлом мы обменивались объектами, может означать, что обнаружение жизни на Марсе - как в прошлом, так и в настоящем - должно быть разумным ожиданием. А вот отсутствие жизни (или хотя бы истории жизни в прошлом) на Марсе может быть более удивительным.
|
|
|
|
Мы также знаем, что жизнь может выживать в космосе. Значит ли это, что мы должны ожидать, что метан или газы преимущественно биологического происхождения, обнаруженные на других планетах, будут считаться биологическими, пока не будет доказано обратное? В заключение, из наших исследований жизни на Земле мы знаем, что она вынослива и может выжить практически в любой экстремальной среде на нашей планете. В связи с этим возникает вопрос: почему то же самое нельзя сказать, если в космосе будут созданы подходящие условия? Кертис Брэдли - имеет докторскую степень по молекулярной генетике и клеточной биологии в Чикагском университете.
|
|
|
|
Источник
|
