Выше мы рассмотрели падение метеоритов на Землю. Но это были метеориты, состоящие из неорганического вещества. Истинную же сенсацию вызвали небесные тела, падающие на Землю, которые богаты углеводородными составляющими. Это органика. Следовательно, жизнь во Вселенной реальна.
Все началось примерно 200 лет назад. Происшедшее описано так: «Примерно в 5 час. 30 мин. дня 15 марта 1806 г. человек по имени Ребуль и его сын Мезель, рабочие местного землевладельца, работали в поле неподалеку от деревни Валанс, на юге Франции. Они вдруг услышали как бы пушечный выстрел. Наполеоновские войска находились далеко на востоке, так как битва при Аустерлице произошла всего три месяца назад. Кроме того, казалось, что звук долетает с неба и сопровождается каким-то страшным грохотом. За ним, в свою очередь, следовал звук, который, как говорили мужчины впоследствии, был похож на скрип вращающегося вурота у колодца, когда его отпустили, позволив ведру устремиться вниз.
В следующий момент они увидели какой-то предмет, летящий по небу к ним. Он врезался в землю в пятнадцати шагах от Ребуля, который осторожно приблизился к нему и увидел кусок черного вещества размером с детскую голову, который раскололся на три обломка.
В то же время на расстоянии нескольких километров от того места с другими людьми в поле произошло подобное событие. Горожанам, приехавшим из соседнего города Алэ для исследования случившегося, эти люди сказали, что увидели темный предмет, который вылетел из облаков и упал рядом с ними, разорвавшись на куски и вырыв неглубокую яму».
Ребуля и его сына уговорили расстаться с одним из трех обломков. Второй осколок был взят из другой группы обломков. Обломками, прилетевшими из космоса, занялись специалисты. Стало ясно, что на Землю упал особый метеорит, который был назван Алэ.
Серьезные исследования метеорита были проведены только спустя 28 лет. Их провел знаменитый шведский химик Якоб Берцелиус. Ученый усомнился, что к нему попал метеорит — он был слишком рыхлым и таял в воде. До этого момента были известны три типа метеоритов: железные (с примесью никеля), каменные и железные с каменными включениями, подобно кексу с изюмом. Ученый провел химический анализ небесного тела и установил, что оно богато углеродными составляющими. По внешнему виду создавалось впечатление, что небесное вещество содержит перегной, что-то вроде смеси разложившихся растительных и животных веществ, которыми богата почва. Ясно, что вставал вопрос о присутствии живых организмов на внеземных телах.
Так было зафиксировано впервые падение на Землю ме-теорита — углистого хондрита. Такое падение происходит очень редко. Но, тем не менее, прошло еще 130 лет, прежде чем специалисты определились с небесным телом. Точнее, не определились, а разошлись в своих определениях. Еще первый исследователь углистого хондрита Берцелиус не допускал мысли, что попавшее к нему небесное тело свидетельствует о присутствии живых организмов в космосе. Он доказывал, что хотя углеродные соединения в метеорите очень сходныс со-единениями почвы, это» не является доказательством присутствия организмов в первоначальном источнике» (это слова самого ученого). Исследователь считал, чтокамень, оторвав-шийся от родительского тела, должен был превратиться в «землю» с помощьюкакого-то неизвестного процесса.
Но загадочные» камни» с неба продолжали падать. Так, через четыре года после вердикта ученого упал еще один метеорит — углистый хондрит, как будто специально, чтобы опровергнуть мнение знаменитости. Падение зафиксиро-вали в Южной Африке, в районе гор Колд- Бок к вельд. Еще через какое-то время в 1857 году был найден еще один (третий) небесный объект в Кабе, около венгерского города Дебрецен. Последними двумя образцами занялся ученик Бер-целиуса Фридрих Велер. Он работал в Германии, в городе Геттинген и был достойным учеником своего учителя. Ведь он был первым, кто синтезировал в лаборатории органическое соединение — мочевину. Велер из предоставленно-го ему метеорита выделил маслянистое вещество «с силь-ным битуминозным запахом”. Ученый доказал, что метеорит содержит органическое вещество. Он писал: «Если опираться на современный уровень знаний, то надо признать, что такие вещества могут образовываться только живыми организмами».
Вскоре, 14 мая 1864 года произошло новое явление космического гостя. Его наблюдали крестьяне на юге Франции. «По небу пронеслось огненное тело величиной с полную луну, но ярче солнца. Оно было слегка вытянутой формы, как слеза, и пронеслось по небу с шумом железнодорожного экспресса, прерываемым раскатами грома. Во всей Аквитании было видно, как огненный шар раскололся на куски, которые быстро потемнели. За ним тянулся широкий светящийся след, переходящий в белый дым, который медленно рассеивался. Когда рассвело, то обнаружились многочисленные осколки метеоритного дождя, выпавшего в районе деревни Оргейль. Ученые, приехавшие из соседнего города Монтобан, собрали двадцать кусков, некоторые размером с голову, но большинство были меньше кулака. Они обнаружили, что образцы можно резать ножом и ими можно было писать, как карандашом». Так описал эти события Салливан.
Ученые тут же исследовали небесное вещество. Оказалось, что частицы вещества были скреплены друг с другом «солью», которая растворялась в воде. Поэтому в воде такой космический комок практически рассыпался, так как цементирующий его раствор водой уничтожался. Оказалось, что углерод, водород и кислород, которые находились в этом веществе, были очень похожи на эти же вещества, которые имеются в торфе или буром угле. Поэтому ученый Клец, который проводил эти анализы, пришел к выводу, что эти космические вещества «могут указывать на существование организованной материи на небесных телах». Другими словами, исследователь сделал вывод о том, что и на других космических телах имеется жизнь.
Но прошло около ста лет, а решение проблемы так и не продвинулось. К 1964 году было зафиксировано более чем 1500 метеоритов. Только 20 из них имели указанные выше свойства. Когда падают метеориты, то они рассыпаются на множество кусков. Так, метеорит, упавший в Польше в 1868 году (в районе Пуастука), рассыпался на сто тысяч каменных обломков. После Сихотэ-Алиньского метеорита было собрано 37 тонн железа. Он упал 12 февраля 1947 года и осыпал железным дождем огромную площадь.
Большинство метеоритов являются каменными (92 %). Но наиболее заметны и привлекательны железные метеориты (рис. 43). Поэтому их чаще находят, хотя они составляют всего 6 % от общего числа метеоритов. Примерно 2 % метеоритов состоят как из железа, так и из камня. Эти промежуточные метеориты называют «железокаменными». Каменные метеориты менее стойкие и при падении сильно дробятся. Поэтому хотя железных метеоритов намного меньше по количеству, но по их общей массе они преобладают.
Рис. 43. Полированный разрез железного метеорита. Видны видманштет-теновы фигуры. Метеорит Роутон из Отдела естественной истории Британского музея.
Для рассматриваемой нами проблемы жизни во Вселенной представляют интерес те метеориты, которые богаты углеродом. Для них характерна рыхлая структура. Одно из последних падений такого метеорита, которое наблюдалось 9 сентября 1961 года, описано так: «Был субботний вечер, и открытые кинотеатры были переполнены народом. Вдруг кадры исчезли с экрана из-за ослепительного света, как будто из-за горизонта вновь поднялось солнце. Те, кто в этот момент посмотрел вверх, увидели огненный шар, летящий прямо над головами». Этот метеорит был действительно огромным. Его вес был не менее нескольких тонн. Но ему не повезло. Вскоре в этих местах прошел ливень, вызванный ураганом, и осколки метеорита растворились. Удалось собрать не более 300 граммов небесного вещества. Но этому веществу не было цены. Оно очень сильно напоминало земную почву и наводило на мысль о том, что жизнь во Вселенной бесконечна и мы не одни.
Эти метеориты называют углистыми хондритами. Углистыми потому, что они содержат углерод. Хондритами потому, что содержат маленькие шарики, которые называются хондрами (рис. 44). Собственно, эти шарики-хондры содержат 14 из каждых 15 каменных метеоритов. В земных горных породах не обнаружено ничего похожего на такие шарики из железо-магниевых силикатов.
Важно понять, как образовались эти шарики-хондры и как они связаны с метеоритами. Очень информативным оказалось строение метеоритов. Их структура поразительно разнообразна и красива. Иногда метеорит одного типа полностью вделан в метеорит совершенно другого типа. Более того, нередки случаи, когда вещество внутри одного метеоритного образца представляет, пять «поколений»
Рис. 44. Хондрит (каменный метеорит) в разрезе. Метеорит Беддгелерт из Отдела естественной истории Британского музея
метеоритов. Одни разрушались, и их осколки входили в состав вновь образующихся метеоритов.
Что же касается шариков-хондров, то они обладают очень интересными свойствами. Например, они настолько равномерно распределены внутри некоторых образцов, что это поражает воображение. Чем это обусловлено, мы так и не знаем. Предлагались различные объяснения. Например, было высказано предположение, что эти шарики — застывшие капельки когда-то расплавленной породы. Но при вулканических извержениях на Земле никаких шариков не образуется. Можно, конечно, предположить, что на других небесных телах все происходит по-иному и какая-то расплавленная порода образует шарики, располагающиеся в определенном порядке. Полагают также, что шарики образовались внутри горной породы при столкновении метеоритов с поверхностью Земли. Но и это только гипотеза. Соблазнительно было предположить, что шарики-хондры представляют собой застывшие капли вещества, которое испарилось в результате взрыва при столкновении. Это испарение могло гипотетически превратиться в капельки вещества. Так мог образоваться горячий дождь. Это вещество могло сконденсироваться из газов, которые были выброшены из Солнца в период его образования. Такие выбросы могли быть возможными из-за быстрого вращения Солнца. Поэтому не исключено, что метеориты несут в себе информацию о первых мгновениях Солнечной системы.
Если хондры считать свидетельством наличия жизни во Вселенной, то надо, чтобы родительское тело имело достаточные размеры. Другими словами, метеориты с хондрами должны происходить от небесного тела, которое не меньше Луны. Но этого недостаточно. В метеоритах были обнаружены алмазы. Опыты на Земле подтвердили, что превращение углерода в алмаз происходит только при очень высоком давлении. Значит, на родительском теле должна была существовать первоначальная газовая оболочка, которая могла бы обеспечить такое высокое давление. Было высказано и другое мнение, что алмазы образовались из углерода при ударе метеоритов о поверхность Земли. Исключить такой процесс нельзя. Некоторые специалисты полагают, что родительское тело не обязательно было большим. Если небесное тело большое, то метеоритные образцы не смогли бы удержать газы, которые образуются внутри них в результате радиоактивного распада в течение последних 4миллиардов лет. Полагают, что метеориты накапливали газы со времени молодости Солнечной системы. А это означает, что родительское небесное тело охлаждалось быстро. Пока метеориты были горячими, в них не могли накапливаться газы. Если же тела охлаждались давно, то они должны быть значительно меньше Луны. Мнений много. Некоторые специалисты полагают, что метеориты образовались вследствие крушения одной или нескольких планет. Но и это только гипотеза. Гипотез много, а проблема остается нерешенной. Но она решается. Так, с 1959 года начали появляться обнадеживающие результаты. Ученые исследовали кусок углистого хондрита и сопоставили с результатами опытов с «первородными» газами. Результаты работы ученые изложили в докладе «Внеземная жизнь. Некоторые органические составляющие метеоритов и их значение для возможной биологической эволюции вне Земли». К своим коллегам исследователи обратились со словами: «Сам факт, что проблему внеземной жизни сочли достаточно серьезной для включения ее в повестку дня, в достаточной степени свидетельствует о том, что интерес людей к возможности существования жизни на небесных телах, которые они видят над собой, еще жив, как было и в те времена, когда люди впервые посмотрели на эти тела и стали размышлять о них». О метеоритах авторы доклада сказали так: «Это дар небес, если можно так выразиться, который мы не должны упускать». Ученые не сомневались в том, что «в космическом пространстве кружатся вокруг Солнца довольно сложные соединения углерода».
В ходе экспериментов ученые из образцов метеоритов выпаривали летучие вещества. Затем эти вещества они исследовали с помощью прибора, позволяющего определить химический состав вещества. Такой прибор называется масс-спектрометром. Так ученые определяли относительные массы молекул вещества метеорита. Превращая молекулы в заряженные частицы-ионы и прилагая внешнее магнитное поле, исследователи смогли определить, сколько имеется в веществе молекул с разными массами. В этом и состоит суть метода масс-спектрометрии.
Из метеоритов выделяли различные вещества с помощью растворителей. Среди растворителей была води и четыреххло-ристый углерод. Затем эти выделенные вещества исследовались по поглощению ими инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. В результате в веществе были обнаружены металлы и метилены. По отношению количеств этих соединений было определено количество молекул, построенных из цепочек, в которые входят 15 или более атомов углерода. Исследовались как инфракрасные спектры экстракта четыреххлористого углерода, так и ультрафиолетовые спектры водных экстрактов. Изучались изменения этих спектров при разной кислотности. Результаты показали, что полученные характеристики являются типичными для цитодина, который является одним из четырех оснований — носителей «кода жизни» в молекуле ДНК. Нельзя было утверждать, что это вещество было цитодином. Но оно имело свойства, типичные для цитодина.
Принципиальным результатом было то, что в метеоритах имеется только ограниченное число сложных веществ, которые подобны цитодину. Загадкой для ученых было то, что в метеоритах отсутствовали другие важнейшие предбио-логические соединения — аминокислоты.
В углистых метеоритах были обнаружены углеводороды, смесь которых была похожа по составу на парафин или нефть. При этом все соединения им отождествить не удалось.
Через некоторое время другие исследователи продвинулись значительно вперед в решении проблемы углистых метеоритов. Они исследовали кусочек метеорита с помощью методов, которые они применяли при изучении нефтяных продуктов. Из образца метеорита они выделяли углеводороды путем сухой перегонки. Затем их исследовали с помощью масс-спектрометра. При этом они установили, что некоторые углеводороды содержат цепочки из 29 атомов углерода. При этом они обнаруживали поразительное сходство с парафинами и другими углеводородами, которые присутствуют в живой материи. Их назвали «биологическими» углеводородами. Они преимущественно имеют цепочки из нечетного числа атомов углерода (цепочки из 21 атома, из 23 атомов и т. д.). Исследователи обнаружили, что набор парафинов в изучаемом ими метеорите напоминает те парафины, которые входят в состав масла и молодых осадочных пород, содержащих остатки живых организмов. Более того, они склонны утверждать, что одна составляющая вещества метеорита родственна холестерину, который содержится в крови. Ученые были абсолютно уверены в том, что метеорит свидетельствовал о жизни. Один из них сказал: «Мы уверены, что где бы ни возник этот метеорит, там было что-то живое».
Один из исследователей углистых хондритов Сислер писал следующее: «Я обнаружил или следы органической жизни, или микроорганизмы — или то, что кажется микроорганизмами, живыми или мертвыми, — почти во всем, что я исследовал». За этими словами был огромный, кропотливый труд. Ученый исследовал два образца метеорита Мюррей. Прежде всего он проводил стерилизацию поверхности метеоритов. Для этого он облучал метеориты интенсивным ультрафиолетовым излучением в течение 10–12 часов. Причем каждый образец облучался со всех сторон. Затем образец очищали от загрязнения, которое могло быть на его поверхности. Для этого образец погружали в перекись водорода. Но и это не все. После этого образец в течение некоторого времени держали над пламенем и опускали в стерилизующий раствор. Наконец, образец помещали в стерильную камеру.
К камере предъявлялись очень серьезные требования. Внутри камеры все, включая даже воздух, должно было быть абсолютно стерильным. В камере жили мыши. Это делалось для контроля опытов. Мыши были лишены микрофлоры и даже безвредных кишечных бактерий, которые живут в организме человека. Если же в камеру попадало какое-либо загрязнение, то оно сразу проявлялось в содержимом их кишечников. К стенкам каждой камеры (бака) были прикреплены резиновые перчатки. Это позволяло работать внутри камеры, не вступая в непосредственный контакт с ее стерильным содержимым.
Образцы метеорита ученый измельчал в ступке. Затем он вводил в организм нескольких мышей экстракт вещества из внутренних частей образца. На самих мышей это не действовало. Но когда это вещество было помещено в прозрачную жидкость, которая была богата питательными веществами, то эта жидкость иногда становилась мутной. Часто это происходило только через несколько месяцев. Поэтому ученый сделал вывод, что искры жизни, которые содержались в метеоритах, каким-то образом повреждаются и на их восстановление требуется много времени. Бактерии под микроскопом напоминали короткий штопор. Их не удавалось отождествить с каким-нибудь из видов земных бактерий, но ученый не сделал вывода, что они не похожи ни на что, на Земле.
Опыты показали, что метеоритные бактерии могут расти как в отсутствие кислорода, так и при его наличии. Так ведут себя и некоторые земные бактерии. Их называют анаэробами.
Надо отдать должное работам, которые провел с метеоритами еще в 1932 году Липман. Он работал в США, но был выходцем из России. Он занимал должность профессора физиологии растений в Калифорнийском университете в Беркли. Липман из распыленных обломков каменных метеоритов культивировал различные бактерии. Это были кокки, цепочки кокков, цепочки палочек и цепочки сосискообраз-ных бактерий. Ученый признавал, что они напоминают земные бактерии. Но он не исключал того, что они могли быть занесены из космоса.
При полете метеорита через земную атмосферу повышается его температура. Многие считали, что она становится настолько высокой, что все живое в метеорите должно быть убито. Но на самом деле нагревается не весь метеорит, а только его тонкий наружный слой. Внутри он остается холодным. Так, когда в Колби, штат Висконсин, в летнюю жару упал каменный метеорит, то на его поверхности образовался иней.
На основании проведенных исследований Липман сделал вывод, что каменные метеориты «приносят вместе с собой откуда-то из космического пространства некоторое количество живых бактерий, возможно в спорах». Но с выводами Липмана согласились далеко не все. Как всегда громче всех критиковали ученого те, кто меньше всего в этом понимал.
Видимо, Сислер учел печальный опыт нападок на Липмана, хотя с тех пор и прошло более тридцати лет. Сислер поступал мудро. Он обезоруживал противников собственными сомнениями. Он выказывался в том плане, что нельзя исключить возможность загрязнения. Он также признавал, что необходимо провести большое число опытов, для того чтобы установить статистически, действительно ли организмы, имеющиеся внутри метеорита, являются результатом заражения. Но сам он верил в то, что метеориты содержали в себе жизнь.
Мы уже говорили о том, что метеориты исследовали специалисты по нефти. Оставался нерешенным вопрос, как образовались «минеральные масла». Еще в начале прошлого века была высказана мысль, что они могли образоваться каким-то путем под действием высокой температуры и давления. Полагалось, что на большой глубине, под землей это было реальным. Но как именно это произошло, оставалось неясным. Правда, в наше время считают, что нефть образовалась каким-то образом из осадочных пород, богатых остатками морских организмов.
Очень любопытно, что в вопросах происхождения нефти ученые дошли до полного абсурда. Так, директор Ботанического сада штата Миссури ботаник, член Национальной академии наук доказывал, что голубая дымка смоляных испарений, которые выделяют растения, и особенно хвойные деревья и полынь, поднимается достаточно высоко для того, чтобы там видоизменяться под действием солнечного ультрафиолетового излучения и затем вместе с дождем выпадать на землю. Так в отложениях в устьях рек должна бы скапливаться нефть. Это, конечно, смело, но нереально.
В Новой Зеландии ученые тщательно обследовали метеорит, который ранее упал в Мокойе. Они обнаружили в нем наличие пуринов. Это важно потому, что два пурина — аденин и гуанин — служат для переноса кода жизни. Ученые не обнаружили аминокислот, которые являются вездесущими веществами жизни. Это доказывало, что образец не был заражен на земле.
На основании проведенного анализа ученые пришли к выводу, что соединения, которые были обнаружены в метеорите Мокойя, или были продуктами разложения угасшей жизни или образовались небиологическим путем. Было высказано предположение, что ядро комет при столкновении с Землей могли обогащать земную поверхность на ранней стадии развития Земли различными химическими соединениями. Дело в том, что орбиты комет пересекают пояс астероидов, который заполнен веществом. Поэтому столкновение комет с этим веществом происходят часто. Так астероиды могут пополняться веществом из комет.
Ученые исследовали образцы четырех углистых хондри-тов и при этом во всех образцах обнаружили микроскопические частицы, которые были очень похожи на ископаемые водоросли. Но это не были в точности водоросли. Они не были, как говорят специалисты, идентичны водорослям. Еще в двух других образцах каменных метеоритов, которые исследовались для сравнения, таких частичек («организованной материи») обнаружено не было (рис, 45). Исследователи описали несколько типов «форм жизни», которые были ими обнаружены в образцах углистых метеоритов. Разница в этих объектах была в следующем. Объекты первого типа были маленькие и круглые. Стенки у них были двойные. Внутри этих стенок вещество окрашивалось так же, как и в некоторых видах клеток. Объекты второго вида были похожи на объекты, описанные выше, но некоторые из них были покрыты иголочками или имели какие-либо другие отростки. Объекты третьего типа были цилиндрическими. Объекты четвертого типа представляли собой шестиугольники с цилиндрическими выступами с трех сторон. Вначале был виден только один из выступов. Кстати, этот тип был более всего похож на живые бактерии.
В разных метеоритах эти типы «форм жизни» проявлялись по-разному. Так, в метеоритах Оргей и Ивуна эти формы
Рис. 45. «Организованный элемент», наблюдавшийся Клаусом и Нэджи в метеорите Оргей («Nature», 192, 595).
встречались очень часто. В метеоритах Мюррей и Миген они встречались реже. Эти формы не напоминали никаких из известных частиц минералов. Более того, были обнаружены некоторые необычные примеси — хорошо известные формы земных бактерий и водорослей. Специалисты считают, что они имеют метеоритное происхождение. За исключением единственного экземпляра пятого типа все обнаруженные формы жизни были похожи на жгутиковых — панцирных и хризомонад. Первые из них являются растениями. Но они живут в воде. Ни одна из этих форм не живет в почве. Поэтому нельзя было опасаться, что эти формы жизни могли появиться в метеорите в результате загрязнения. Кроме того, метеориты упали на земную поверхность в разных местах. Метеорит Оргей — на юге Франции, а метеорит Ивуна — в безводном тропическом районе Центральной Африки. Слишком разные внешние условия, чтобы полагать, что оба метеорита были загрязнены формами жизни абсолютно одинаковыми. Это исключалось. Поэтому исследователи сделали вывод, что эта организованная материя является «возможными остатками организмов».
После этого и другие исследователи внимательно стали изучать выявленные в метеоритах формы жизни. Так, сотрудник Британского музея в Лондоне Роберт Росс исследовал осколки метеорита Оргейль, которые хранились в музее. Росс утверждал, что в этих осколках он обнаружил формы жизни первого типа, которые были описаны выше. Ученый также сообщил, что два элемента под микроскопом имели грибовидную форму. Кроме того, Росс обнаружил объекты, которые напоминали разрушенные оболочки спор. Это был очень весомый аргумент в пользу существования жизни на других небесных телах.
Этой проблемой занимались и другие ученые. Так, аме-риканец Фрэнк Стэплин исследовал метеорит Оргей методом пыльцевого анализа. Этот метод используется при изучении образцов осадочных пород, которые извлекают из земных недр. Зернышки ископаемой пыльцы несут в себе информациюо возрасте породы, а также о том климате, который был когда произошло осаждение. Стэплин обнаружил тельца, которые по размеру, строению, и сопротивлению действию кислот внешне напоминали некоторые од-ноклеточные водоросли. Здесь пересекаются интересы тех, кто ищет жизнь во Вселенной, с интересами исследователей нефтяных месторождений. Именно последние очень дотошно исследовали зернышки пыльцы, решая проблему происхождения нефти и места нахождения нефтяных место-рождений. Они хорошо изучили зернышки пыльцы тех осаждений, которые имеют возраст менее 600 миллионов лет. Те же формы жизни, которые Стэплин обнаружил в метеоритах, отличались от ранее известных форм жизни. Поэтому исследователь выделил два совершенно новых рода растений. Кстати, и советский ученый Б В. Тимофеев, работав-ший в Ленинграде над проблемой разведки нефтяных месторождений, обнаружил ископаемуюпыльцу этого рода. Более того, Тимофеев исследовал углистый хондрит, который упал в районе Одессы в 1889 году. Это был углистый хондрит. Методика исследования заключалась в следующем. Образец метеорита помещали в центрифугу, которая позволяла разделить вещество метеорита по весу. Затем анализировались отдельно разные по весу фракции. При этом в более легкой фракции метеоритного вещества (углистого хондрита) были обнаружены круглые объекты, которые очень были похожи на самую древнюю из известных форм водорослей Profosphaeridae. Конечно, они не были одной из форм земных водорослей.