Возраст Земли, определенный различными методами, насчитывает 6–7 млрд, лет, и за это невообразимо огромное время у природы была возможность «испробовать» самые экзотические и маловероятные способы заселить Землю различными организмами – в том числе и экскретами. Рассмотрим этот вопрос более подробно.
В настоящее время высказано несколько гипотез о происхождении жизни на Земле [16,37,42,45,46]. Каждая из них, имея вполне убедительные логические построения, тем не менее требует точных научных доказательств, которыми человечество владеет ещё недостаточно.
Автотрофная гипотеза происхождения жизни на Земле полагает, что организм такого типа мог бы быть исходной формой жизни. Автотрофные организмы, или автотрофы, – организмы, источником питания которых, осуществляемого фотосинтезом или хемосинтезом, служат неорганические вещества. Такими организмами могли бы быть зелёные растения и некоторые микроорганизмы. Первые автотрофы должны были бы быть с самого начала очень сложными организмами, а согласно теории эволюции, сложные организмы развиваются в течение длительного времени из менее сложных, постепенно усложняясь. К настоящему времени доказательств в пользу этой гипотезы почти нет, хотя теоретически автотрофный путь развития жизни вполне возможен.
В настоящее время наибольшее количество доказательств получено в пользу гетеротрофной гипотезы происхождения жизни. Гетеротрофные организмы – организмы, использующие для питания органические вещества (паразитарные высшие растения, грибы, многие микроорганизмы, все животные и человек).
Впервые современная гипотеза о происхождении жизни была опубликована советским биохимиком А.И.Опариным в 1924 г. Несколько позже, в 1929 г., к тем же представлениям пришёл английский учёный Джон Холдейн. Эта гипотеза была подтверждена последующими научными исследованиями в разных областях биологии и химии. Согласно этой гипотезе, первым этапом на пути возникновения жизни на Земле стал абиогенный (небиологический) синтез органических молекул из неорганических.
Наиболее убедительной, с нашей точки зрения, является теория привнесения жизни извне – из Космоса, где жизнь является неотъемлемым свойством материи подобно гравитации, излучениям, вибрациям.
Что касается возникновения жизни на нашей планете, то её также можно связать с экскретами – выделенными и отторгнутыми природой организмами, структурами или образованиями, способными после пребывания в неблагоприятных условиях Космоса вновь породить живую материю. Согласно космогонической теории (гипотеза о вечности жизни или “панспермии”), зародыши жизни в виде спор растений и микроорганизмов рассеяны в космическом пространстве и переносятся с планеты на планету, а на Землю попадают с метеоритами и пылью. Горячим сторонником этой гипотезы был выдающийся ученый конца XIX века физик и химик С.Аррениус. Эту же точку зрения разделял виднейший биогеохимик академик В.И.Вернадский.
Поскольку считается [47], что споры микроорганизмов рассеяны в пространстве по всей Вселенной, то можно сделать вывод, что не только Земля, но и вообще любая планета, где бы она ни находилась, обязательно должна быть обитаемой. Теория эта любопытна ещё и тем, что споры микроорганизмов (экскреты), подобно квантам света, присутствуют везде, а значит, можно назвать Вселенную просто живой и насыщенной экскретами.
На сегодняшний день у этого утверждения нашлись ярые сторонники из числа учёных, придерживающихся нетрадиционных взглядов на вещи. Знаменитый Ф.Крик, лауреат Нобелевской премии, расшифровавший генетический код живых организмов и показавший, что ДНК имеет форму двойной спирали, не только поддерживает, но и развивает теорию космического «заражения» Земли жизнью.
Некий разум, – считает Ф.Крик, – «рассылает» по всей Вселенной «посылки» в виде капсул, начинённых определёнными сортами микроорганизмов. Попадая по адресу, эта «посылка» включает механизм «распаковывания», и её содержимое начинает действовать в соответствии с теми условиями, для которых предназначено. «Самыми подходящими для этого, – пишет Ф.Крик, – оказались бы бактерии. Их размеры очень малы, поэтому рассеивать их можно в огромных количествах. Бактерии остаются жизнеспособными при очень низких температурах, значит, имеют шанс сохраниться и размножиться в „бульоне“ первичного океана. И видимо, не случайно самые древние ископаемые организмы, которые мы обнаруживаем до сих пор, принадлежат именно к этой разновидности».
Основная идея панспермии состоит в предположении, что рассеянные в мировом пространстве зародыши жизни (например, споры микроорганизмов) переносятся с одного небесного тела на другое с метеоритами [37] или под действием давления света. С помощью панспермии объясняется и возможное появление жизни на Земле. Полученные в 2006 году результаты миссии Deep Impact по исследованию кометного вещества неопровержимо доказывают наличие в кометном веществе воды и простейших органических соединений. Это указывает на кометы как на один из возможных переносчиков жизни во Вселенной.
Приверженцы этой гипотезы предполагают наличие жизни на многих других планетах, причём живые организмы способны переместиться на них и на Землю без повреждений. Конечно же, эти экскреты могут быть убиты из-за воздействия ультрафиолетовых лучей, интенсивность которых в Космосе очень велика, и низкой температурой космического пространства, и наконец, сгореть в верхних слоях атмосферы. Однако, при огромном количестве таких «путешествий» «зародыши и фрагменты жизни» в виде экскретов имеют шанс на благополучное приземление. Проверить эту гипотезу очень трудно, но она не противоречит ни каким физическим законам и поэтому имеет право на существование.
В печати активно обсуждается эта тема, пока не получившая убедительного научного подтверждения [39–42], но и не опровергнутая. Так в научном мире известен Мурчисонский метеорит; в составе этого камня, упавшего на Землю в 1969 году, нашли около 14 тысяч органических соединений. Статья учёных об этом опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences [ссылка в издании].
В древнем метеорите найдены тысячи органических соединений. Фрагмент метеорита Мурчисон. Фото из метеоритной коллекции РАН[Лента. ру от 16.02.2010 г.]
Исследования Мурчисонского метеорита, названного так по имени австралийского городка, рядом с которым он упал, ведутся с момента падения. Однако до сих пор учёные искали в составе камня только интересующие их соединения. Авторы новой работы провели крупномасштабный поиск, позволяющий выявить огромное число органических веществ. Основным методом, который использовали учёные, была масс-спектрометрия.
Среди идентифицированных органических веществ авторы обнаружили 70 аминокислот – молекул, часть из которых входит в состав земных белков. Исследователи не исключают, что в будущем в составе этого «небесного камня» будет найдено в сотни раз больше химических компонентов. Обнаружить их все в ходе проведенного исследования не позволили ограничения метода. В 2008 году учёные показали, что нуклеиновые кислоты метеорита имеют внеземное происхождение.
По оценкам специалистов, возраст Мурчисонского метеорита составляет приблизительно 4,65 миллиарда лет. Считается, что Солнце сформировалось на 150 миллионов лет позже. Учёные предполагают, что это небесное тело пролетело сквозь формирующуюся Солнечную систему и "собрало на себя" содержавшиеся в ней вещества. Анализ химического состава Мурчисонского метеорита дал учёным весомые данные для обоснования теории панспермии.
Жизнь на Земле могла образоваться также благодаря попавшим на неё из Космоса погибшим организмам с других планет. Такую идею, получившую название гипотезы некропанспермии, разработал канадский астроном [38], статья которого опубликована в журнале Space Science Reviews.
По мнению автора этой работы для появления жизни на Земле не требовалось, чтобы на неё были занесены живые микроорганизмы. Для развития живых существ достаточно, чтобы на планету попало некоторое количество наследственной информации; в случае земных организмов она закодирована в форме дизорибонуклеиновой кислоты (ДНК) или рибонуклеиновой кислоты (РНК). Живые существа содержат в своих генах огромное количество информации – по оценкам автора, в клетке кишечной палочки хранится 6 миллионов бит информации. В то же время случайное перемешивание молекул даст только 194 бита за 500 миллионов лет (при появления жизни в ходе постепенного синтеза всё более и более сложных молекул по сценарию наиболее популярной на сегодняшний день гипотезы) [38].
Мёртвые организмы (экскреты) также несут в себе информацию, несмотря на то, что она не может быть непосредственно реализована.
Кроме того, "спрятанные" внутри клеток молекулы нуклеиновых кислот будут меньше повреждаться неблагоприятными воздействиями. Учёный полагает, что оптимальными "перевозчиками" информации могут выступать вирусы, которые состоят из ДНК или РНК, упакованные в оболочки из белков, иногда дополненные липидами или полисахаридами.
Канадский астроном Пол Уэссон (Paul S. Wesson) полагает, что с заселением Земли живыми организмами вполне справилась бы и некая "космическая падаль" – то есть, мёртвые организмы [38]. Учёный доказывает, что для этого достаточно было занести, например, на Землю наследственную информацию, а именно наборы ДНК или РНК.
Вход метеорита в плотные слои атмосферы
Эта новая гипотеза вызвала неоднозначную реакцию в научном мире. Скептики отмечают, что во время пребывания в Космосе нуклеиновые кислоты могут разрушиться очень существенно несмотря на защиту оболочек. Кроме того, положения некропанспермии (впрочем, как и остальных гипотез, объясняющих происхождение жизни) затруднительно проверить экспериментально.
В заключение этого раздела напомним, что пока нет ни одного убедительного и общепризнанного свидетельства существования жизни вне нашей планеты. Не то что разумной, а просто жизни – на уровне каких-нибудь бактерий или хотя бы водорослей. Поэтому, все рассуждения о том, что необъятная Вселенная должна изобиловать обитаемыми мирами, выглядят всего лишь теоретическими. Приведём высказывание Еськова К.Ю. [37] на этот счёт:
«Все попытки обнаружить живые существа (или их ископаемые остатки) вне Земли, и прежде всего – в составе метеоритного вещества, так и не дали положительного результата. Неоднократно появлявшиеся сообщения о находках следов жизни на метеоритах основаны или на ошибочной интерпретации некоторых бактериоподобных неорганических включений, или на загрязнении "небесных камней" земными микроорганизмами. Метеоритное вещество оказалось достаточно богатым органикой, однако вся она, как уже было сказано, не обладает хиральной (поляризационной) чистотой; это последнее обстоятельство – весьма сильный довод против принципиальной возможности существования "межзвездной жизни". Таким образом, по крайней мере положение, касающееся повсеместности распространения жизни во Вселенной, не нашло подтверждения. Это заставляет сделать грустный вывод, что панспермия, так же как и абиогенез, не даёт удовлетворительного ответа на вопрос о возникновении жизни на Земле».
В отличие от недоказанных теорий происхождения и развития жизни на Земле существует вполне реальная идея о возможности занесения представителей земной жизни в другие миры и планеты. На основе этой теории зародилось понятие «техногенной (земной) панспермии». Её суть в возможности занесения с космическими аппаратами, отправляемыми с Земли к другим космическим объектам, экскретов – погибших при катастрофах тел или их фрагментов, а также земных микроорганизмов. Земные микроорганизмы могут представлять смертельную опасность для местной флоры и фауны. Ранее считавшиеся совершенно безобидными бактерии под действием космической радиации могут претерпеть непредвиденные изменения и стать опасными в результате мутаций.
Кроме того, доставляя с других космических объектов на Землю частицы грунта и пробы газовой оболочки, можно занести на Землю опасные для земных существ микроорганизмы.