Н Хоровиц - Поиски жизни в Солнечной системе

Введение этого дополнительного цикла измерении в про грамме ГО дало удивительный результат. При инкубации с парами воды из грунта выделились четыре газа: азот. аргон. углекислый газ и кислород. Первые три присутствовали в относительно небольших количествах, так что их появление можно было объяснить вытеснением газов, абсорбирован ных в пробах грунта парами воды. Однако повышение давления кислорода нельзя было объяснить простои де сорбцией. Например, в первом же эксперименте (на Равнине Хриса) менее чем через два сола (марсианские сутки) после увлажнения камеры давление кислорода увеличилось почти в 200 раз Как указывали Ояма и Вердал [14], столь резкое изменение давления означает, что газообразный кислород выделяется в результате химическоэй реакции между парами воды и каким-то веществом, содержащимся в грунте. Таким веществом вполне могли быть богатые кислородом оксиды, супероксиды и озониды. Эти соединения имеют общую формулу М^О,, МО^ и МОз соответственно, где М означает водород либо металл. В присутствии воды все они быстро разлагаются с выделением килорода. Наличие таких сильных окислителей в поверхностном слое грунта Марса, вероятно, объясняет не только выделение кислорода, но и отсутствие органического вещества в грунте. Ранее предполагалось, что эти вещества могут существовать на Марсе и их количество

* В группу входили Гарольд П. Клейн, Джошуа Ледерберг, Джилберт В. Левайн, Вэнс Ояма, Александр Рич и автор.

там значительно больше, чем это показали исследования "Викингов".

После семи солов увлажнения парами воды первая проба марсианского грунта смачивалась путем введения в камеру большего количества водного питательного раствора. Те

перь эксперимент по газообмену проходил в том виде, как быд задуман первоначально. Влажный грунт инкубировали в течение 196 солов (6,7 месяца); как полагали исследователи, марсианские организмы должны были обнаружить свое при сутствие, выделяя или поглощая газы. Ничего подобного не произошло. Единственным значительным изменением, ко торое удалось зарегистрировать за эти месяцы, была убыль кислорода; это объяснялось тем, что он вступал в реакцию с аскорбиновой кислотой (витамином С) питательного раствора.

Во втором эксперименте камера была освобождена от газа и среды, высушена, после чего в нее загрузили новую порцию поверхностного материала. Образец нагревали на протяжении 3,5 ч при температуре 145 С, охлаждали и затем опять увлажняли. Снова наблюдалось выделение кислорода, в количестве, примерно вдвое меньшем, чем в первом экспе рименте, но этого было достаточно, чтобы подтвердилась необиологическая природа процесса. Эксперименты по газо обмену, проведенные спускаемым аппаратом "Викинга-2" на Равнине Утопия, дали сходные результаты, хотя и меньшие по масштабам. Таким образом, эксперименты по газообмену показали, что марсианская поверхность является химически активной вследствие присутствия в грунте разных районов планеты соединений типа пероксидов.

Эксперимент по выделению радиоактивной метки. Джил берт Левайн, разрабатывая эксперимент с выделением ра диоактивной метки (ВРМ), исходил из предположения, что марсианские микроорганизмы, находясь в водном растворе питательных веществ, будут выделять газ. Однако этот эксперимент отличался от описанного ранее эксперимента по газообмену некоторыми существенными деталями. Прежде всего, использовавшаяся в нем питательная смесь состояла всего из семи более простых и универсальных соединений. Это растворенные в воде муравьиная, гликолевая и мо лочная кислоты (в виде их натриевых или кальциевых солей), а также аминокислоты глицин и аланин; аланин и молочная кислота присутствовали в форме оптических изомеров. Все эти молекулы могут образоваться абиогенно в реакции Миллера с искровым разрядом; все они были обнаружены в метеоритах или в межзвездных газово-пылевых облаках, что позволяло предположить, что организмы, где бы они ни существовали, смогут усвоить в процессе обмена веществ хотя бы одно из этих соединений. Эксперимент ВРМ отли чался также тем, что в питательном растворе использовались

вещества, меченные радиоактивным углеродом. Поэтому образование любого газа, содержащего углерод (преиму щественно СОд), можно было зарегистрировать, измеряя уровень радиоактивности. Это существенно повышало чувст вительность измерения. Сочетая в себе универсальность и высокую чувствительность, данный эксперимент был почти идеальным для выявления признаков жизни на планете, имеющей воду.

Эксперимент начинался с добавления приблизительно 0,1 см^ радиоактивной среды к 0,5 см^ марсианского грунта. Чтобы предотвратить кипение среды при температуре ка меры (около 10 С), в камеру продували гелий. Объем введен ной среды был рассчитан так, чтобы увлажнялась только какая-то часть образца марсианского грунта. Почти сразу после инъекции среды началось сильное выделение радиоак тивного газа. Постепенно уменьшаясь, оно в конце концов достигало уровня, при котором в радиоактивную кислоту превращалось только '/^ часть атомов углерода из смеси органических веществ. Наиболее вероятно, что источником радиоактивного газа была муравьиная кислота-соединение с одним атомом углерода в молекуле, которое легко окисляется пероксидами до СО^.

Когда выделение радиоактивного газа почти полностью прекращалось, вновь вводился питательный раствор. Если бы выделение радиоактивного газа вызывалось действием на грунт пероксидов, то новая порция питательного раствора не приводила бы к его дальнейшему образованию, поскольку пары воды из первой порции раствора должны были бы разрушить пероксид даже в той части образца грунта, которая непосредственно не соприкасалась с питательным раствором. Но если бы радиоактивный газ выделяли микро организмы, содержащиеся в грунте, то добавление свежей питательной среды только усилило бы выделение газа. Под твердилось первое предположение: газ больше не выделялся. Аналогичный результат был получен и с остальными иссле дованными образцами марсианского грунта.

На следующем этапе эксперимента по выделению радио активной метки повторялся тот же анализ, но с нагретой пробой грунта. В опыте по газообмену при нагревании образца грунта до 145 С в течение 3,5 ч выделение кислорода уменьшалось примерно вдвое. Однако в экспериментах ВРМ при нагревании образца марсианского грунта до 160 С в течение 3 ч активность полностью прекращалась. Различие в режимах инкубации по продолжительности времени и вели

чине температуры в этих двух экспериментах несущественно. Наиболее важно, по-видимому, как позже отметил Ояма, различие в методике проведения эксперимента. Ведь в экспе риментах по газообмену камера при нагревании была откры та, и через нее продувался гелий, тогда как в опыте по выделению радиоактивности камера была все время за крыта. Анализ, проведенный с использованием ГХМС, по казал, что при нагревании образцов грунта до температуры 500 С около 1 % их массы выделяется в виде воды, а какая-то часть воды выделяется даже при нагревании до 200"С. Несомненно, что эта вода образуется из гидратированных минералов, а не в результате испарения ее свободной формы. Анализы ГХМС не проводились при температуре 160 С, но длительное пребывание образца марсианского грунта при этой температуре в ходе эксперимента ВРМ вполне могло привести к образованию достаточного количества воды, которая и разрушила вещество-окислитель, ответственное за возникновение СОд. Возможно и другое объяснение. Быть может, на Марсе существуют термостабильные и термола бильные пероксиды, вызывающие окисление, и те из них, которые были обнаружены в эксперименте по' выделе нию радиоактивности, принадлежали именно к последнему классу.