РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Инопланетяне среди нас: мог ли Марс быть колыбелью земной жизни

Гипотезу о том, что жизнь зародилась на Марсе и лишь оттуда была занесена на Землю, можно назвать необычной, но вовсе не невероятной.
Тэги:
Инопланетяне среди нас: мог ли Марс быть колыбелью земной жизни

Несколько недель назад знаменитый американский популяризатор науки, глава Планетарного общества Билл Най выступил в поддержку дополнительного финансирования перспективного проекта NASA по доставке образцов с марсианской поверхности на Землю. «Если жизнь сперва началась на Марсе, будет странно, но не так уж безумно узнать, что и вы, и я – потомки марсиан, – сказал он. – На то, чтобы в корне изменить нашу историю, денег требуется не так уж много». В самом деле, гипотеза о том, что жизнь зародилась на соседней планете, и лишь затем совершила эпохальный перелет на Землю, звучит странной лишь на первый взгляд. Давайте рассуждать логически.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Нехватка времени

Жизнь на Земле не могла появиться раньше, чем появилась сама планета. Это произошло около 4,5 млрд лет назад, однако уже вскоре молодая Земля испытала столкновение с крупным небесным телом, и выброшенные ударом обломки образовали Луну. Лишь около 4,4 млрд лет назад планета более или менее остыла, у нее появилась стабильная кора и даже океаны. Однако просуществовали они недолго – да и были далеко не так велики, как сегодняшние. Большая часть воды появилась на Земле между 4,1 и 3,8 млрд лет назад, когда планета пережила бурный период Поздней тяжелой бомбардировки.

Океан
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Массированный удар ледяных и каменных небесных тел снова расплавил поверхность, так что если жизнь и пробовала появиться до этого периода, то она, скорее всего, полностью погибла. Завершение астероидной бомбардировки устанавливает самую дальнюю границу времени появления жизни. А на ближнюю указывают прямые палеонтологические находки – следы первых организмов, сохранившиеся в окаменелостях. Самые надежные из таких находок были сделаны на западе Австралии и датированы возрастом примерно 3,5 млрд лет.
Таким образом, мы получаем приблизительное время появления земной жизни из неживой материи – абиогенеза.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Удивительнее всего, что на весь процесс остаются лишь считанные сотни миллионов лет. Этого оказалось достаточно для превращения полностью стерильной Земли в планету, на которой жизнь уже образовала достаточно сложные сообщества «биоматов»: в австралийских окаменелостях ученые различили более десятка различных видов клеток бактерий и архей. И это только первая проблема.

Дефицит микроэлементов

Умеренно высокая температура, водная среда, большое количество органики и отсутствие кислорода, микроэлементы и приток энергии – в классических представлениях, это и формирует «первичный бульон», в котором мало-помалу возникает жизнь. Однако если мы попробуем воспроизвести этот процесс самостоятельно, то никаких прото-клеток не получим, сколько ни будем варить такую смесь. Мы найдем «в пробирке» отдельные более сложные органические соединения, которые в конечном итоге образуют смолистую смесь, похожую скорее на асфальт, чем на живую биомассу.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Марс

К этой проблеме обратился Стивен Беннер (Steven Benner) – весьма авторитетный геохимик, бывший гарвардский профессор, а ныне – глава собственного Научно-технического института Вестхаймера. В 2013 г., выступая на Гольдшмидтовской конференции, он отметил, что «правильные» абиогенные реакции требуют достаточного количества определенных минералов – прежде всего, соединений бора и молибдена, необходимых для стабилизации образующихся молекул РНК.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

К сходным результатам пришла и команда Элизабет Хосрэт (Elisabeth Hausrath) из Университета Невады. В своем исследовании, представленном в журнале Nature Geoscience, ученые отметили, что фосфор – ключевой химический элемент, необходимый для образования молекул РНК и ДНК, – в земной коре находится, в основном, в форме плохо растворимых минералов. Они вряд ли могли насытить молодой океан достаточным для нужных реакций количеством фосфора.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Вместе с тем, фосфаты, идентифицированные на поверхности Красной планеты, растворяются куда легче. В лабораторных экспериментах геохимики показали, что в воде они расходятся в 45 раз быстрее. Это позволило подсчитать, что концентрации фосфора в водной среде молодого Марса могли быть в разы выше, чем на Земле. То же касается и молибдена, и бора: анализ марсианских метеоритов показывает, что около 3 млрд лет назад океаны соседней планеты были куда богаче ими, нежели земные. Кстати, об океанах.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Марс

Изобилие воды

Современный Марс практически лишен атмосферы, а его поверхность представляет собой ледяную, поливаемую космической радиацией каменистую пустыню. Текущий период геологической истории планеты называется Амазонийским, и начался он около 3 млрд лет назад, с катастрофических перемен, которыми завершились Гесперийский (3,0 – 3,7 млрд лет назад) и Нойский (3,7 – 4,1 млрд лет назад) периоды, в течение которых Марс отличался высокой геологической активностью, плотной атмосферой, изобилием воды и, возможно, достаточно комфортной температурой.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Океан и тепло, минералы и органика – все это было на соседней планете задолго до Земли, давая жизни еще пару сотен миллионов лет на развитие. По некоторым данным, даже Позднюю метеоритную бомбардировку Марса пережил куда легче, и массивные астероиды прекратили «утюжить» его поверхность раньше, чем на нашей планете. В 2019 г., изучив состав марсианских метеоритов, ученые выяснили, что условия здесь могли стать подходящими для развития жизни еще в Пре-Нойский период, около 4,48 млрд лет назад – то есть, более чем на 500 млн лет раньше Земли. Кстати, о метеоритах.

Массовый обмен

Обмен веществом между планетами внутренней Солнечной системы происходит на протяжении всей их истории – и до сих пор. Обломки, выбитые ударами метеоритов или выброшенные мощными вулканическими выбросами, спустя многие тысячи, а иногда и миллионы лет, падают на поверхности соседних массивных тел. Так, из 63,7 тыс. метеоритов, найденных и изученных геологами на настоящий момент, не менее 266 имеют марсианское происхождение. На таких «ковчегах», укрытая слоями льда и камня, ранняя жизнь вполне могла перебраться с умирающего Марса на соседнюю планету и продолжить развитие здесь.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Планеты Солнечной системы
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Косвенно на это указывают и некоторые исследования самих метеоритов. Самый знаменитый пример этому дает ALH 84001, который вылетел с Марса около 4 млрд лет назад, а в 1984 г. был найден в Антарктиде. В 1996-м исследователь из NASA Дэвид Маккей (David McKay) опубликовал в Science статью, демонстрируя, что под электронным микроскопом в ALH 84001 можно различить структуры, весьма напоминающие окаменелые клетки микроорганизмов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

С сообщением о грандиозной находке собирался выступить даже тогдашний президент США Билл Клинтон, однако большинство специалистов отнеслись к ней скептически, так что и выступление было отменено. Стоит сказать, что дискуссии вокруг подобных свидетельств не прекращаются, и Маккей со своими сторонниками сдаваться пока не намерены. Тем более что в их пользу говорят и некоторые биологические эксперименты.

Немного биологии

Условия, существовавшие на древнем Марсе, можно найти и в некоторых укромных уголках современной Земли. Натали Каброль (Nathalie Cabrol) из Института SETI и ее коллеги исследовали такие экологические ниши в рамках проекта High Lakes, который был реализован при поддержке NASA. Ученые провели несколько экспедиций к высокогорным вулканическим озерам в Андах: атмосфера здесь уже далеко не такая плотная и пропускает изрядное количество ультрафиолета. На глубине кислорода практически нет, зато имеется масса растворенных солей, что делает такие озера весьма экстремальным местом для жизни.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Вулканические озера в Андах

Неудивительно, что эти водоемы не отличаются цветущими и разнообразными экосистемами. Тем не менее, во всех из них ученые обнаружили микроорганизмы-экстермофилы, сумевшие адаптироваться к подобным условиям и научившихся даже процветать. Некоторые из этих микробов выдерживают рекордно высокие дозы ультрафиолетового излучения, смертельные для всех прочих клеток, и переносят радиацию с УФ-индексом до 43 (для сравнения, УФ-индекс 6-7 считается высоким для человека, а больше 11 – экстремально высоким). Все это увеличивает шансы на существование жизни и на древнем Марсе.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Не меньшую устойчивость демонстрируют некоторые организмы и в космическом полете, и даже при экстремальных температурах и давлении, которые возникают в момент падения астероида. Анализ марсианских метеоритов показывает, что их минералы могли кратковременно испытывать давление до 50 ГПа, нагревание до 1000 К и ускорение до 3000 км/с2. Однако биологи не раз демонстрировали, что включенные в некоторые минералы микробы вполне способны пережить и резкое нагревание, и удар, а затем – и межпланетный перелет сквозь космическое пространство. Сложнее дело обстоит с последним этапом путешествия – входом в плотную земную атмосферу.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Марс

Трудности приземления

Эксперименты с прохождением «начиненных» микробами метеоритов сквозь атмосферу – пожалуй, самые простые в этом ряду. Для этого  образцы поднимают в стратосферу и сбрасывают, после чего проверяют, выжили ли клетки в порах породы. Такие опыты показывают, что передняя сторона образца, которая раскаляется сильнее всего, становится полностью стерильной, однако бактериальные споры, оказавшиеся по бокам этого снаряда, сохраняются. Так что путешествие микробов с планеты на планету можно признать крайне сложным, – но отнюдь не невероятным.

Такая идея является разновидностью гипотезы панспермии – о возможности естественного переноса живых организмов через космическое пространство. Литопанспермия предполагает, что этот перенос может происходить и между литосферами не слишком далеких планет, включая Землю и Марс.

В связи с этим астрофизик из Кентского университета Дина Гаврилюк-Пасини (Dina Gavrilyuk-Pasini), выступая на конференции EPSC 2013, заключила: «Все это ставит ряд новых вопросов. Так, если мы найдем жизнь на другой планете, будет ли она полностью иной, или будет родственна нашей? А если родственна, то – она предшествовала нам, или мы предшествовали ей? Пока что ответить на них мы не можем. Но мы уже и не так далеки от ответов, как может показаться».

Загрузка статьи...