Знание-сила, 2004 № 11 (929)

Как подчеркнул в интервью «Известиям» ученый секретарь Института космических исследований РАИ Александр Захаров,"изучение Титана очень важно. Возможно, полученные данные приблизят нас к ответу на вопрос о происхождении жизни на Земле". По некоторым предположениям, на Титане можно даже найти простейшие органические молекулы.

Другие барьеры для возникающей жизни нашел московский ученый Леонид Ксанфомалити. Он указал на критическую роль наклона плоскости орбиты — например, на нашем Уране этот наклон так велик, что каждое его полушарие целых полгода охвачено полярной ночью. А ведь растениям для фотосинтеза нужна энергия также и ночью. Слишком эксцентрическая орбита тоже влечет за собой затяжные сезоны. Как полагают некоторые ученые, жизнь возникает вблизи горячих источников на дне океанов, и это значит, что ее необходимой предпосылкой является активный подводный вулканизм.

Заметим, впрочем, что в этом вопросе, как и во многих других, относящихся к внесолнечным планетам, представления очень быстро меняются. Скажем, большая масса не всегда противопоказана жизни, даже планеты с массой в шесть — восемь раз больше Земли могут оказаться ее колыбелью, потому что именно такие планеты имеют большой шанс стать сплошными "водными мирами", то есть быть целиком покрытыми стокилометровой глубины океанами. Этот пример учит, что в таких плохо изученных пока вопросах нужно прежде всего избегать слишком категорических суждений, они могут оказаться слишком поспешными.

Самую главную опасность для существования жизни составляет выход из узкой, как шель, "зоны обитаемости". И опасность эта — двояка. Во- первых, малая планета может возникнуть слишком далеко или слишком близко от звезды. А во-вторых, малая планета, даже родившись, по везению, в "подходящем" месте, может быть впоследствии выброшена оттуда блуждающим по системе гигантом — вспомним судьбу Плутона и всех миллионов несостоявшихся планеток "Пояса Койпера". Вот почему среди множества компьютерных расчетов, производимых в последние годы теоретиками, "обсчитывающими" новооткрытые планетные системы около других звезд, значительная доля работ посвящена вычислению того, существуют ли в той или иной системе устойчивые орбиты малых планет, находящиеся в "зоне обитаемости" и не поддающиеся динамическому воздействию гигантов.

По мере роста наших знаний о внесолнечных планетах число таких расчетов и их точность растет, и нет сомнения, что в ближайшем будущем мы будем гораздо лучше понимать, при каких обстоятельствах, в каких именно звездных системах могут существовать землеподобные планеты, находящиеся на устойчивых орбитах внутри зоны обитаемости, то есть внутри "полосы жизни". Но означает ли это, что в таких системах может существовать жизнь, подобная нашей?

Попробуем дерзнуть. Встанем на место Творца и попытаемся создать жизнь. Что нам для этого нужно?

Строительные кирпичи нам известны. Биохимики давно установили, что все белки, необходимые для жизнедеятельности, состоят из простейших кирпичиков, так называемых аминокислот. А все длинные, как цепи, молекулы ДНК и РНК, необходимые для передачи генетической информации по наследству от поколения к поколению, тоже состоят из простейших кирпичиков — нуклеотидов. Известно также химическое строение самих аминокислот и нуклеотидов. Так что, вперед? За дело?

Приготовим для начала аминокислоты. Для этого соберем в сосуде нужные составные части. Воду? Разумеется. Добавим еще смесь тех газов, которые скорее всего составляли первичную атмосферу Земли, — метан, аммиак, водород. Кислород? Ни в коем случае! Он — энергичный окислитель, который жадно разрушает большинство органических (то есть построенных на углероде) молекул. Нет, нам нужна не окислительная, а восстановительная атмосфера, не кислород, а водород, углерод, азот. Вся органика состоит из этих элементов.

Собрали? Теперь пропустим через всю эту смесь электрический разряд (в атмосфере молодой Земли мощные грозы — это будничное явление). Смотрите: в сосуде действительно появились аминокислоты! Ай да мы!

Так, наверно, потирал руки Творец, предвкушая долгий, интересный и радостный путь от аминокислот к человеку; так, наверно, потирали руки великий биохимик Гарольд Ури и его аспирант Стенли Миллер, первыми "сотворившие" искусственные аминокислоты во время своего знаменитого эксперимента 1953 года.

Только потирать нам рановато: аминокислоты — это еще не белки. Молекулы белков состоят из длинных цепочек аминокислот, расположенных друг за другом в определенной (для каждого белка своей) последовательности. Указания, какой аминокислоте на какое место стать, будущий белок получает от носителя генетической информации, молекулы ДНК, и переносчика этой информации, молекулы РНК. Значит, мы поспешили. Сначала нужно сотворить молекулы ДНК и РНК, а уже потом заниматься белками.

Берем другой сосуд, помещаем туда воду (без нее никуда) и нуклеотиды (помните: те химические кирпичики, из которых состоят ДНК и РНК). Теперь разряд и...

Не получается. Меняем, добавляем, перемешиваем, даже чуть солим — никак! В чем дело? Стыдливо, украдкой заглядываем в справочник. Ах, вот оно что! Оказывается, чтобы собрать нуклеотиды в молекулярную цепь, нужны ускорители реакции, иначе говоря — ферменты, то бишь специальные белки.

Выходит, чтобы создать белки, нужно сначала иметь ДНК и РНК, а чтобы создать ДНК и РНК, нужно сначала иметь белки. Но это же неразрешимая задача. А что написано в "Книге Бытия"? Едва успел Творец отделить свет от тьмы и создать землю и воду, буквально на следующий день появилась жизнь. Как это? Не могло этого быть!

Правильно там написано. Именно так оно и было. Если верить Шопфу, выдающемуся исследователю бактериальных остатков в древнейших земных скалах, жизнь на Земле появилась более чем 3,5 миллиарда лет назад. Земля в ее окончательном виде насчитывает всего 4,5 миллиарда лет. Это означает, что первая жизнь зародилась на Земле всего через 500 миллионов лет после ее, Земли, образования, буквально "сразу же", если считать в геологических масштабах времени.

Нужно еще учесть, что в эти первые полмиллиарда лет молодая Земля пережила многосотмиллионную бомбардировку кометами и метеоритами (остатками неизрасходованного газопылевого облака), множество соударений с планетозималями и даже отдельными планетами (одно из них такое могучее, что вырвало из Земли будущую Луну), что все это время молодое Солнце светило на 10 процентов тусклее, чем сейчас. И вот, несмотря на все эти препятствия, жизнь не только зародилась (мы так и не знаем пока, кто был первым — РНК, ДНК или белки), но и успела усложниться от уровня молекул до уровня бактерий со всеми их генами, белками, мембранами и всей внутренней машинерией жизнедеятельности. Можно было бы сказать, что жизнь — это рекордсмен выживания, когда б это не казалось тавтологией.