23.07.2019. - Жизнь зародилась на Марсе

Жизнь зародилась на Марсе

Марсоход «Кьюриосити» недавно обнаружил на Марсе метан, который может свидетельствовать о наличии там форм жизни. Означает ли это, что мы оказались на пороге обнаружения жизни на Марсе? Профессор в области биологии и генетики Гэри Равкан хочет заняться поисками ДНК на Марсе. Его привлекает мысль о том, что жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, универсальна по всему Млечному пути.

Почти семь лет марсоход НАСА «Кьюриосити» занимался исследованием поверхности Марса. Две недели назад он совершил потрясающее открытие, обнаружив относительно крупные концентрации метанового газа. Марсоход также обнаружил метан в 2013 году, но зафиксированная в этом месяце концентрация — примерно 21 миллиардная доля — оказалась в три раза больше. Причина, по которой это сообщение стало громкой новостью в ученом сообществе, состоит в том, что метан часто является признаком существования жизни; несмотря на то, что этот газ может быть результатом разнообразных химических реакций, значительная его часть производится живыми существами. Означает ли это, что мы оказались на пороге обнаружения жизни на Марсе и, если так, то что это может быть за жизнь?

Чтобы обсудить эти вопросы, я поговорил по телефону с Гари Равканом (Gary Ruvkun), молекулярным биологом и профессором в области генетики в Медицинской школе Гарвардского университета. Равкан, как он сам признается, занимает необычную позицию в вопросе о происхождении жизни и о возможности обнаружения признаков жизни где бы то ни было. Одним словом, он подвергает сомнению привычное утверждение, что наша форма жизни, основанная на ДНК, зародилась на Земле. Интервью, начинавшееся с разговора об обнаружении метана, превратилось в дискуссию о том, почему он хочет отправить на Марс устройство под названием секвенатор ДНК. (После нашей беседы НАСА объявило о том, что концентрация метана снизилась до привычного уровня, что ввело ученых в еще большее замешательство). В ходе нашего разговора, который был отредактирован и сокращен для ясности, мы также обсудили то, как научные дебаты о происхождении жизни пересекаются с религиозными дискуссиями, причины, по которым он может смертельно ошибаться, и что значит выражать мнение меньшинства в научном сообществе.

— Какой главный вывод Вы сделали из факта обнаружения метана?

— Поиск метана — это хорошая методика косвенного поиска жизни. Проблема в том, что существуют еще и химические способы производства метана. Его не назовешь идеальным суррогатом для жизни. Поэтому предлагаемые НАСА эксперименты по обнаружению жизни, особенно в нашу эру экзопланет, когда вокруг звезд было обнаружено такое количество планет, направлены на спектроскопические исследования их атмосферы. Это всегда связано с применением большого количества химикатов, таких как метан и CO2.

— Как Вы считаете, это наилучший способ осуществления этой задачи? Или Вы полагаете, что существует более оптимальный способ проводить эти исследования?

— Это единственный способ проводить их в настолько удаленных местах. Мой любимый способ поиска жизни — это полететь на планету и искать там ДНК. Отсюда следует, что жизнь на другой планете может быть совершенно аналогична жизни тут, но большинство астробиологов представляют положение вещей несколько иначе.

— Чем Ваша точка зрения в этом вопросе отличается от общепринятой?

— На мой взгляд, тезис о том, что жизнь зародилась здесь, является несколько самонадеянной. Исходя из нее, представляется, что мы какие-то совершенно уникальные, и что все произошло именно здесь. Меня эстетически привлекает мысль, что жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, универсальна по всему Млечному пути. Кажется, что, как только она эволюционирует, она начинает распространяться. И один из способов доказать это состоит в том, чтобы запустить часы вперед, а не в обратную сторону. Если мы действительно говорим о колонизации Марса, первый шаг — это отправить туда бактерии для образования атмосферы. Поэтому, если вы запустите часы на миллион лет вперед, предположительно, мы будем отправлять бактерии на разные планеты за миллион световых лет от нас.

— Так, постойте, я просто хочу это понять. Значит, Вы говорите, что считаете романтическим или привлекательным представление, что другие формы жизни будут сопоставимы с нами?

— Да. То, что жизнь зародилась не здесь. Она просто приземлилась на нашей планете. Что она возникла где-то в другом месте. И многие люди на это жалуются. Они говорят: «Ну, вы просто переносите проблему зарождения жизни в другое место». И так оно и есть.

— В своем электронном письме Вы охарактеризовали свои взгляды как «не очень стандартные в сфере микробиологии». И отчасти это связано с тем, что Вы хотите отправить на Марс секвенатор ДНК, так?

— Здесь, на Земле, если Вы отправляетесь куда-нибудь на озеро и хотите знать, кто там живет, то для поиска ответа на этот вопрос сейчас применяется следующая методика: берется грязь, проводится анализ на ДНК и определяются все геномные соединения внутри этого ДНК. Так вы получаете довольно неплохой срез информации о том, кто существует в этом месте. Разумеется, существует множество разнообразных видов бактерий, живущих в почвах и подобных субстанциях.

И, если посмотреть в литературе, существуют десятки тысяч исследований, которые строятся на этом, а впервые это было сделано, по-моему, лет 20 назад, тогда ДНК использовали как отпечаток для обнаружения существующих организмов. И мы можем сказать: «Можно просто сделать то же самое на Марсе и проанализировать последовательность ДНК». А вы бы тогда спросили: «Ну как, есть там кто-то похожий на нашего двоюродного брата?» То, что мы обнаружим, не должно быть нам братом. Оно может быть связано с нами более отдаленными узами, чем брат, например, как двоюродный брат, а значит, может происходить из одного и того же жизненного древа. Как только вы это сделаете, можно сказать: «Ну, жизнь на Земле и Марсе похожа, и это в некотором роде наименее интересная идея, потому что Земля и Марс находятся совсем рядышком». Так что это едва ли не очевидно, что на них может быть одна и та же форма жизни, потому что происходит обмен. Но вдруг на всем протяжении Млечного пути существует одна и та же форма жизни?

— Что бы сказали в ответ на это люди, скептически относящиеся к вашим размышлениям?

— Они бы сказали, что это чушь. [Смеется] Потому что они говорят: «Ну, должна же она была где-то начаться, так почему вы не считаете, что она началась здесь? Почему вы выдвигаете гипотезу, что мы подхватили жизнь, а не стали источником ее развития?» Потому что имеются явные доказательства развития жизни в наших геномах. Это называется Мир РНК, который был самой ранней формой жизни и до сих пор присутствует в наших геномах. Мы можем увидеть его там, поэтому можно выделить ранние этапы эволюции при одном только анализе современных геномов. В учебниках и в рамках ортодоксальной науки Мир РНК — своего рода предшественник мира ДНК — находился на Земле четыре миллиарда лет назад. А я бы предложил, что, нет, вероятно, он существовал десять миллиардов лет назад где-то на другой стороне Млечного пути и распространялся по всей галактике.

— Получается, что ни для одной из гипотез — ни о четырех миллиардах лет, ни о десяти миллиардах лет — не существует никаких научных обоснований? Вы это хотите сказать?

— Нет, нет, нет. Земля существует 4,5 миллиарда лет. А Вселенная, по крайней мере, если считать от Большого взрыва, насчитывает около 14 миллиардов лет. Поэтому, если жизнь зародилась где-то еще, у вас появляется временной запас в десять миллиардов лет. Но я бы предпочел, чтобы этот запас составлял сотню миллиардов лет или тысячу миллиардов лет. Это было бы гораздо приятнее.

— И почему же это было бы гораздо приятнее?

— Ну, потому что так у вас появляется больше времени. Понимаете ли, дело в том, что, если посмотреть на палеонтологическую летопись, где можно найти первые доказательства жизни? Конечно, вы найдете доказательства существования бактерий, того, что похоже на бактерии, того, что называют строматолитами, такие зеленовато-голубоватые бактерии, существующие колониями. Все это образует хорошие окаменелости, и их можно увидеть 3,5 миллиарда лет назад. То есть жизнь уже эволюционировала до этапа образования довольно сложных бактерий очень быстро после охлаждения Земли.

И, знаете, большинство людей за пределами научного сообщества скажут: «Ну да, как же, бактерии — довольно простые организмы». Но бактерии не простые организмы. Бактерии невероятно сложны. Бактерии — это самовоспроизводящиеся роботы, о которых мечтают инженеры-электротехники. Они могут создать свою копию за 20 минут при помощи четырех тысяч частей.

— Так, хорошо, какой же вывод можно сделать из Вашего рассказа о бактериях?

— Они находились на невероятно высокой ступени эволюции, и, думаю, они попали сюда, как только Земля охладилась, и просто стали расти. Они распространялись по всему Млечному пути и, возможно, по всей вселенной. Например, вы же слышали о проекте SETI? Они занимаются поиском разумной жизни?

— Да. [На самом деле, не слышал.]

— Как правило, это математики, и они ожидают, что умники в какой-то другой галактике отправят им число Пи или, знаете, еще какой-нибудь математический сигнал. А на самом деле, они будут отправлять только последовательности ДНК.

— То есть, Вы утверждаете, что жизнь попала сюда по мере повсеместного распространения. Таким образом, если мы отправим секвенатор ДНК в космос и выясним, что, исходя из собранных им данных, все это распространялось, а потом прилетело на Землю, и мы вовсе не являемся прародителями всего…

— Именно так.

— Значит, другие люди, те, кто придерживаются иного мнения на этот счет, считают: «Нет, наша форма жизни зародилась здесь, а другие формы жизни могут быть на других планетах, и мы можем понять это благодаря метану» или что-то в этом духе? Поэтому нам надо искать что-то вроде метана, потому что так мы сможем найти совершенно иные формы жизни.

— Именно так. Эта сфера астробиологии — это область людей, думающих о жизни на других планетах. И существует, вероятно, не знаю, от тысячи до пяти тысяч человек, называющих себя астробиологами, и НАСА приложило немало усилий для развития этой области. И, если бы вы спросили у тысячи астробиологов, считают ли они, что жизнь распространялась или эволюционировала независимо, я бы сказал, что 1% готов будет принять идею распространения жизни в том виде, в котором я ее, можно сказать, продвигаю.

— Так, значит, если 99% ученых верят в глобальное потепление, а незначительное меньшинство говорит, что оно не связано с деятельностью человека или что его просто нет, как бы то ни было, мы закатим глаза и скажем: «Ну, это не очень-то научно». Эти люди являются винтиками в промышленности ископаемого топлива и связанных с этим областей. Вы являетесь крайне уважаемым ученым, которого не считают чудаковатым эксцентриком. Бывают ли у Вас какие-то внутренние сомнения?

— Будь я рациональным человеком, Вы, вероятно были бы правы. [Смеется.] Но я не знаю, почему. Просто это логично. На самом деле, в каждом учебнике говорится о том, что жизнь произошла на Земле, и это маленькая импровизация — сказать: знаете, а мы вот сюда прилетели. Понимаете? Это в некотором роде не дает никакого удовлетворения, потому что переносит проблему куда-то в другую сферу. Понимаете? Но ведь все равно она должна была взять начало где-то в другом месте.

Наверное, мне поперек горла встало представление о том, что вот так просто можно перейти от мешка химикатов к полноценной бактерии, и что это могло произойти за пару сотен миллионов лет на Земле. Важно также понять, что, учитывая тектонику плит на Земле, наша планета очень, очень быстро стирает свою историю, потому что континенты сдвигаются, и поверхность Земли восстанавливается. Очень трудно найти образцы, которым было бы более трех миллиардов лет. На Земле их не так много. Поэтому здесь довольно трудно искать самые древние окаменелости. И тут мы подходим к одному из преимуществ Марса — там нет тектоники плит. Поэтому, если вы хотите искать на Марсе какие-то древние ископаемые, то там не происходило постоянного захоронения прошлого в отличие от Земли.

— Какое открытие на Марсе может указать на правильность или ошибочность Вашей теории?

— Ну, я хочу сказать, опять-таки, если бы там проводилось секвенирование ДНК, а это очень чувствительный процесс, так? Поэтому можно было бы найти крайне редкие организмы на Марсе. И, если бы Вы нашли их, обнаружив при этом, что это не просто, знаете ли, какая-то там перхоть или акне кого-то из монтажного отделения космического корабля, что это нечто с глубокими корнями — то есть связано с жизнью на Земле, но примерно так же, как кенгуру является животным, но при этом совершенно очевидно отличается от чего бы то ни было, что вы видели в Старом свете, то вы бы установили, что обнаружили нечто новое, верно? И то же самое можно сказать и о бактериях.

Или если люди из проекта SETI получат однажды сигнал из четырех символов, подобный последовательности ДНК, а вы подобрали бы код расшифровки и сказали бы: «О боже, это похоже на один из распознаваемых нами генов», — вот было бы доказательство, что в геномике где-то там на другой планете происходит обмен.

— А какое открытие могло бы убедить Вас, что Вы ошибаетесь, или что Вы неслучайно оказались в составе меньшинства?

— Ну, если бы кто-то обнаружил совершенно новую форму жизни, которая строилась бы не на ДНК, думаю, это было бы неплохим опровержением этой идеи Панспермии.

— Я отпущу Вас совсем скоро, но что если жизнь все-таки зародилась здесь, а потом распространилась дальше? И, таким образом, вот мы нашли какое-то ДНК на Марсе, но оно оказалось там, потому что распространилось с Земли. Такое возможно?

— Да, но это нас помещает в центр вселенной, а вся сила истории состоит в призыве: «Не надо считать, что мы являемся центром всего. Мы ничтожны».

— Каковы здесь религиозные подоплеки? Видите ли Вы какого-либо рода религиозный аспект в этой дискуссии?

— Я отправлял же Вам ссылку или просил поискать видео? [Равкан порекомендовал мне посмотреть на «Ютюбе» ролик, где он выражает свою позицию о «жизни вне Земли».]

— Да, я посмотрел этот ролик.

— В этом ролике я сделал кое-что, насчет чего немного опасался: я сослался на чудесный мотор АТФ-синтазы. Это один из самых удивительных маленьких механизмов, имеющихся у бактерий, для генерирования энергии путем прокачивания протонов по мембранам. И, в сущности, у них есть молекулярный мотор, который заводит его, не знаю, на тысячу оборотов в минуту или около того.

Поэтому приверженцы теории разумного начала — я почти опасаюсь это произносить, потому что меньше всего мне бы хотелось, чтобы мои публичные высказывания интерпретировали сторонники теории разумного начала — они используют синтез АТФ как обоснование своей теории.

— Что такое синтез АТФ?

— Это небольшой роторный гидромотор, генерирующий АТФ за счет протоновых насосов. Это совершенное чудо эволюции. И я хочу подчеркнуть, что считаю это эволюцией, но его используют и религиозные фанатики, чтобы доказать, что эволюция не могла этого сделать, потому что он так прекрасно продуман.

— И как же это связано с этими двумя теориями…

— Ну, существуют религиозные фанатики, прибегающие к тому же примеру, что и я. Я использую этот пример, чтобы сказать: «Это вершина эволюции». Понимаете, три-четыре миллиарда лет назад это уже не примитивная форма жизни. Это весьма высоко эволюционировавшая жизнь. Она уже достигла высокого уровня эволюции.

— Понятно. И они утверждают, что это доказывает уникальность людей, потому что их создал Бог?

— Да. А я говорю: «Нет, потому что прошло гораздо больше времени, чем четыре миллиарда лет».

— Я думал, Вы скажете нечто противоположное о религиозном измерении, что Ваша теория не расценивает Землю как центр всего, поэтому религиозные люди не верят в нее. Зато позиция других ученых, по меньшей мере, ближе к некоторым религиозным убеждениям, потому что они расценивают Землю как начало.

— Да. Я не думаю — ну, возможно, что ортодоксальный взгляд на происхождение жизни на Земле упирается корнями в Адама и Еву. Не знаю. Возможно, у меня за всю жизнь не было ни одной религиозной мысли.

— Это шок. Насколько трудно отправить на Марс такой секвенатор? И может ли это произойти в ближайшее время?

— НАСА оказывает нам поддержку. Мы с Марией Зубер (Maria Zuber), страстной ученой, занимающейся исследованием планет, работали вместе над этим на протяжении почти 20 лет, и НАСА поддерживало наш труд. Это высокорискованное предприятие, на которое они готовы выбросить некоторую сумму, но они еще не дали добро на полет. До этого они еще не дошли. С другой стороны, если посмотреть, как НАСА самоорганизуется, это довольно интересно. Каждые десять лет они проводят так называемый опрос десятилетия, когда они ходят и разговаривают с учеными, занимающимися исследованием планет в США, Европе и мире, и спрашивают у них: «Какой проект, на ваш взгляд, самый важный?» Потом все это выливается в документ на 200 страниц, и, если вы посмотрите на их приоритеты, на то, что для них важно как для космической организации, то поиск жизни на других планетах — это приоритет номер один.

— Играет ли высокая концентрация метана какую-то роль в этой дискуссии?

— Большинство астробиологов сказали бы: «Ну, возможно, там есть метанопродуцирующие бактерии». Эти бактерии, поглощающие углекислый газ, используют водород из почвы и генерируют метан. Это метаболизм. И большинство астробиологов сказало бы: «Кстати, метан может быть связан с микробами». И таким образом, да, я думаю, большинству людей понравится идея метанопродуцирующих бактерий на Марсе.

И, вероятно, многие из них скажут: «Да, идея о наличии связи с метанопродуцирующими бактериями на Земле, возможно, не так уж безумна».

— Итак, подведем итоги для ясности. Из этой беседы я сделал следующие выводы: Вы верите в теорию разумного начала, Вы не верите в глобальное потепление и придерживаетесь безумных теорий о жизни на других планетах.

— Постойте, постойте. [Смеется.] Ой, нет, не надо. На моей карьере можно будет поставить крест.

Источник