Айзек Азимов - Загадки мироздания

Биохимия, в основе которой лежит такая связка, должна радикально отличаться от всего, что мы знаем. Наши белки, достаточно активные для того, чтобы участвовать в реакциях жизнедеятельности при обычных для Земли температурах, при температурах жидкого аммиака становятся инертными — скорее всего, слишком инертными для того, чтобы соответствовать требованиям, предъявляемым к живой материи. Однако известно, что существуют химические вещества, при температуре жидкой воды слишком активные и слишком нестабильные, чтобы просуществовать дольше секунды. В условиях более низкой температуры они могут оказаться ровно настолько стабильными, чтобы послужить практической основой жизни.

И еще — земные организмы потребляют пищу, содержащую сложные молекулы, богатые атомами углерода и водорода (растения такой пищи не поедают, они сами изготавливают эти сложные молекулы, используя для этого солнечную энергию). Атомы водорода вступают в соединение с атомами кислорода, и высвобождаемая при этом энергия поддерживает жизнь.

Но на холодных планетах кислорода в атмосфере нет. Вместо него есть водород. Возможно, что пищей «аммиачных» существ смогут служить сложные молекулы, богатые углеродом и кислородом, — молекулы такого типа были бы слишком нестабильны, чтобы существовать в условиях земного диапазона температур. Тогда атомы кислорода, содержащиеся в пище, могли бы вступать в соединение с атомами водорода, получаемыми из атмосферы. Энергия при этом высвобождалась бы точно таким же образом, как и при нашем обмене веществ.

Даже если планета слишком холодна для того, чтобы аммиак на ней не замерзал (а именно такие температуры властвуют на самых далеких планетах нашей Солнечной системы, Уране и Нептуне), это не полностью отнимает у нее возможность стать колыбелью жизни. Остается еще метан, представляющий собой здесь, на Земле, основной компонент так называемого «природного газа», используемого для приготовления пищи и обогрева жилья. Метан еще тяжелее расплавить, чем аммиак; он становится жидким только при температурах ниже -184 °С.

Однако химические свойства метана полностью отличаются от свойств воды или аммиака. В отличие от двух последних жидкостей обычные белки не растворяются в метане. Зато растворяются некоторые жирные вещества, и, возможно, на очень холодных планетах место белков могут занять сложные жиры. Такие сложные жиры существуют на самом деле, и некоторые их них по сложности не уступают белкам; так что нет ничего принципиально невозможного в зарождении метаново-жировой жизни.

А что же планеты, наоборот, горячие, более близкие к Солнцу? Они должны быть маленькими и не иметь атмосферы в обычном понимании. На них могут лишь в небольших количествах удерживаться малопригодные для обмена веществ газы, например, газообразная сера или ртуть. Воды на таких планетах точно нет; если даже когда-то она и была, то давным-давно выкипела.

Возможно, жизнь может зародиться на основе веществ, которые имеют при высоких температурах жидкую форму. Сера, по химическим свойствам несколько напоминающая кислород, находится в жидком состоянии при температурах от 112°С до 437°С. Возможна ли жизнь на серной основе?

Если и да, то белковой она быть не может. Белки при таких высоких температурах совершенно нестабильны. Обычные белки, как и все остальные сложные молекулы живой ткани, в том числе — правящие бал нуклеиновые кислоты, состоят по большей части из атомов углерода и водорода с небольшими вкраплениями кислорода, азота, серы и фосфора.

Иными словами, молекулы наших организмов — производные от углеводов.

Однако во время Второй мировой войны в ходе работы над созданием атомной бомбы химики обнаружили, что атомы водорода в такого рода молекулах можно заменить атомами фтора (фтор — это очень едкий ядовитый газ). Получающиеся в результате фтороуглеводные соединения имеют те же свойства, что и углеводы, но являются гораздо более стабильными. Сложные химические вещества, состоящие из производных фтороуглеводных соединений, слишком стабильны для обеспечения гибкости, необходимой для живой ткани, но при температурах жидкой серы они могут стать в достаточной степени нестабильными. «Могут», потому что очень трудно судить по простым молекулам определенного типа, какими свойствами будут обладать сложные молекулы того же типа. Вот пример: искусственно синтезированная человеком молекула нейлона по строению сходна с молекулой белка. Если бы стабильный и инертный нейлон был единственным веществом своего типа, доступным для анализа, то кто мог бы предсказать на основе его изучения существование сложных, нестабильных белковых молекул со всей их гибкостью и химической активностью?

Есть еще один вид молекул, способных образовывать сложные структуры, возможно стабильные при высоких температурах. Речь идет о кремниевых соединениях. Они состоят в основном из цепочек атомов кремния и кислорода, в качестве примера можно привести земные камни. Однако к этим цепочкам могут присоединяться и углеводные (или, возможно, фтороводородные) группы, придавая молекулам необходимую гибкость.

Такого рода кремниевые соединения были разработаны в лабораториях здесь, на Земле, за последние несколько десятков лет. Помимо прочего, твердые кремниевые соединения служат в качестве искусственной резины, а жидкие — в качестве гидравлических жидкостей. Так что можно представить себе горячие планеты населенными живущими в лужах жидкой серы существами с резиновыми тканями, по жилам которых текут гидравлические жидкости.

На горячих планетах живым существам не обязательно использовать химические реакции для получения энергии. Имея под рукой солнце, размером и яркостью десятикратно превышающее наше, эти существа, будь они хоть фтороуглеродными, хоть кремниевыми, смогут впитывать солнечную энергию напрямую.

Встретимся ли мы в будущем с чем-либо подобным на самом деле?

Даже если нам никогда не суждено добраться до других звезд, то долететь до других планет нашей Солнечной системы смогут уже наши внуки. А все эти планеты, за исключением Марса с, может быть, проживающими на нем простейшими растениями, совершенно не похожи на нашу Землю. Что обнаружится на такой горячей планете, как Меркурий? Ничего, кроме мертвого камня и дымящейся серы? А на холодных мирах, таких, как крупнейший спутник Сатурна Титан? Ничего, кроме твердокаменного льда и леденящего метанового ветра?

Нельзя быть уверенными до конца.

Мы уже приняли на веру одно важное допущение, поверив, что Земля может быть не единственным населенным миром во Вселенной, а может быть — и не единственным миром, населенным разумными существами. Может быть, когда-нибудь нам придется еще больше расширить горизонты сознания и поверить, что и с химической точки зрения наш вариант развития не единственный?