Джон Уиллис - Все эти миры — ваши. Научные поиски внеземной жизни

Как могли эти реакции сохраниться в других, менее благоприятных для них условиях? Чтобы приводить их в действие, необходимы как набор команд, так и механизм. В современных клетках такая «инструкция» закодирована в последовательности генов, которые составляют нашу ДНК. Но ДНК — очень сложная молекула. Ее биохимическая родственница — рибонуклеиновая кислота (РНК) — проще, но тем не менее она также выполняет двойную функцию хранилища информации и самовоспроизводства. Мы не знаем, были ли первые организмы основаны на РНК или на какой-либо другой, более примитивной молекуле.

Ричард Докинз выдвинул гипотезу, что на самом начальном этапе зарождения жизни образовался «репликатор» — простая молекула, обладавшая одним замечательным свойством: она могла собирать фрагменты других молекул и создавать из них копию самой себя. Мы можем дальше рассуждать, не требовало ли возникновение такой специализированной органической молекулы небиологического каркаса или толчка на первую ступеньку лестницы жизни. Могла ли кристаллическая структура влажной глины или железного колчедана стать своеобразным каркасом, который позволил бы прикрепившимся к нему органическим молекулам приобрести свойства репликатора?

Ступая на территорию неизведанного, скрывающую в своих глубинах тайну зарождения жизни, мы можем различить в туманной дали очертания порядка, метаболизма и самовоспроизводства. Потом мы можем вернуться в наши лаборатории и сделать приблизительные наброски их биохимических контуров. Но все наши эксперименты будут не чем иным, как проверкой физической возможности осуществления того или иного события, а вовсе не доказательством того, что оно имело место в действительности. В конце концов мы сможем продемонстрировать, что последовательность каких-то физических процессов может привести к образованию примитивных организмов, похожих на те, как, согласно нашим представлениям, выглядели древнейшие обитатели Земли. Но даже в этом случае необходимо помнить, что наши представления основаны на знаниях о дальнейшей, более сложной жизни, но на деле одного и того же результата можно добиться разными путями. Поэтому пока не ясно, как наука сумеет перейти от правдоподобных гипотез относительно возникновения жизни к точному выяснению того, каким микробиологическим путем шли наши древнейшие предки.

Возможно ли, что жизнь возникала на Земле неоднократно? И могла ли в таком случае существовать независимая форма жизни с отличной от современной биохимической организацией? Сохранились ли ископаемые останки таких организмов? А может, они скрытно существуют на Земле в настоящее время — эдакая незаметная, теневая биосфера? Может показаться, что этот вопрос больше подходит для книги, посвященной жизни на Земле, а не поискам жизни на других планетах, однако было бы непростительной оплошностью сосредоточить свое внимание на дальних мирах и не разглядеть чужую жизнь «у себя под ногами».

Так возможно ли, что жизнь возникала на Земле несколько раз? На сегодняшний день у нас нет никаких достоверных данных в пользу такой гипотезы. Если другая жизнь действительно существовала, то в палеонтологической летописи могли сохраниться ее следы. Однако распознать их — непростая задача. Утверждения, что древние ископаемые останки принадлежат нашим эволюционным предкам, подвергаются тщательному научному анализу и принимаются или отвергаются на основе клеточного сравнения с современными организмами. Но как распознать совершенно иную ветвь древней жизни по окаменелым останкам, когда все наши методы основаны на поиске общих черт с современной жизнью? Такой «иголке» древних окаменелостей ничего не стоит затеряться в «стоге сена» палеонтологической летописи, и, как ни обидно, мы, скорее всего, не можем ее распознать.

Может такой изолированный тип жизни существовать сегодня на Земле? И снова я вынужден сказать твердое «да»: до тех пор пока на нашей планете имеются обширные неизведанные области — под этим я подразумеваю геохимическое строение земной коры, — есть возможность обнаружить изолированные (но, вполне возможно, процветающие) природные среды, пригодные для иных форм жизни.

Кроме того, остается интересный, но, к сожалению, не имеющий ответа вопрос: если допустить, что независимые формы примитивной жизни возникали на нашей планете в разное время и в разных местах (каждая из них — результат удачно выпавшей молекулярной комбинации), то почему выжила и сохранилась до наших дней только одна? ‹‹13››

Мы начали эту главу парой связанных между собой вопросов: что такое внеземная жизнь и что такое жизнь земная? Мы затронули немало проблем и можем подвести некоторые итоги.

Жизнь — это совокупность связанных между собой явлений, которые мы на биохимическом уровне упростили до порядка, метаболизма и самовоспроизводства. Как астробиологам нам бы стоило направить свои усилия на поиски примитивной жизни, подобной бактериям или археям, которые преобладали в истории жизни на Земле и доминируют по массе живой материи в наше время. Наши поиски жизни в значительной степени будут основываться на идентификации биологических процессов и циклов и на исключении экзотических реакций, явно небиологических, которые могут внешне выглядеть как проявления живых существ. Возможно, нам придется последовать примеру охотников за окаменелостями, которые углубляются в архейские породы, разыскивая в них остатки ранней жизни, и сосредоточиться на поиске микроскопического клеточного порядка. Разумеется, мы понимаем, что не существует научного определителя, по которому можно было бы идентифицировать внеземную жизнь. Если мы представим себе физический образец, аккуратно изъятый из инопланетной среды дистанционным зондом или человеком, каждый новый кусок породы или горсть грунта будут становиться объектом пристального исследования для тех, кто будет искать в них следы жизни.

Жизнь на Земле возникла в результате последовательности сложных химических реакций, которым способствовали сложившиеся на ранней Земле условия: наличие жидкой воды, органических соединений и энергии. Это случилось очень рано в истории нашей планеты, в конце катархея — фактически сразу, как только на ее поверхности сложились условия, пригодные для существования живых организмов. Хотя мы до сих пор точно не знаем, как именно зародилась жизнь, пробелы в наших познаниях не так велики, чтобы вместо науки обращаться к вере. Подобно Дарвину, мы можем вообразить небольшой теплый водоем на другой планете или спутнике — в Солнечной системе или за ее пределами, — где жизнь возникла по таким же принципам. Из нашей собственной истории мы знаем, что жизнь микроорганизмов превратилась в фактор планетарного масштаба и создала химически неравновесную атмосферу, богатую кислородом, присутствие которого может служить биомаркером для отдаленных наблюдателей. В последующих главах мы обсудим, насколько приблизились к тому, чтобы самим стать этими отдаленными наблюдателями, ищущими признаки жизни на планетах за пределами Солнечной системы.