Жизнь: зачем и как мы ее ищем, и есть ли она вне Земли?
Предметом изучения астробиологии является исследование происхождения жизни, ее эволюция и распространение во Вселенной. Астробиология улучшает фундаментальные знания о нашей жизни, обращаясь прежде всего к научным и философским вопросам. Но также имеет и более практическую ценность. Такую, например, как помощь в правильном использовании биологических процессов в ходе промышленного производства. А также других видов деятельности человека на Земле. Астробиологические исследования также помогают подготовиться к будущим миссиям по исследованию Вселенной с помощью роботов и человека. И еще они способствуют деятельности в деле планетарной защиты.
Ученые всего мира ведут исследования, что бы получить ответ на несколько ключевых вопросов о внеземной жизни:
- Какие формы она может принимать? Возникла ли она на ранней Земле? Или была принесена на Землю «готовой» на метеоритах?
- Есть ли признаки жизни на других планетах и телах в Солнечной системе? И если да, как мы о них узнаем,
если они отличаются от жизни на Земле? - Сможет земная жизнь адаптироваться к условиям на других планетах?
- Какая последовательность событий произвела органические строительные блоки, составляющие жизнь? И что собой представляет процесс, в результате которого живое возникает из неживого?
Астробиология использует знания многих научных дисциплин. Таких как биология (в том числе микробиология, ботаника, клеточная биология и радиационная биология), химия (в том числе биохимия, фотохимия и органическая химия) палеонтология, геология, физика атмосферы, планетарная физика, астрономия и астрофизика, чтобы попытаться узнать, как и почему зародилась жизнь. До сих пор мы знаем только одно место, где она существует – на нашей Земле.
Жизнестойкость земных организмов
Эта характеристика живых организмов была проверена в ходе различных астробиологических экспериментов. У ученых сейчас есть информация о способности земных организмов к адаптации и выживании в условиях космоса – и данные говорят о том, что организм вполне может выжить в открытом космосе, чтобы вновь начать развиваться в лучших условиях. Поэтому вполне возможно, что жизнь может путешествовать через космос от одной планеты к другой.
Как возникла жизнь на Земле?
Существует множество различных теорий о том, как жизнь появилась на ранней Земле, когда атмосфера планеты была совсем другой. Температуры тогда были более экстремальные. В атмосфере почти не было кислорода. А уровни ультрафиолетовой солнечной радиации были примерно в 1000 раз выше, чем сегодня. Одна из теорий предполагает, что ранняя жизнь зародилась вообще не на Земле, а в других местах в космосе. При совсем других, чем сейчас, условиях. Хотя никто точно не знает, какие условия могут превратить неживую материю в живую.
Называемая «панспермией» эта гипотеза утверждает, что жизнь могла быть распространена по всей Вселенной метеоритами, астероидами и кометами. Это может происходить, например, в результате ударов метеоритов об атмосферы или поверхности биологически активных тел с выбросом в космос твердых частиц, содержащих микроорганизмы, семена или споры. Которые потом переносятся от одной планеты к другой.
До сих пор внеземные организмы в метеоритах, которые упали на Земле, не обнаруживались. Однако пребиотический материал (сложные органические молекулы) в форме аминокислот был обнаружен в нескольких метеоритах. В том числе в одном из наиболее химически примитивных (Мурчисонский метеорит), который упал на Землю в 1969 году.
Мурчисонский метеорит
Этот метеорит содержит две из 21 аминокислот, которые имеют живые организмы на Земле. Это один из метеоритов, найденных на Земле, который был использован для изучения Марса, так как было доказано, что они прилетели от нашего соседа. Однако в метеоритах с Марса отсутствует основной компонент марсианской поверхности. Все марсианские метеориты являются магматическими породами. Для справки: около половины поверхности Марса состоит из осадочных пород. А ученым было бы очень интересно иметь образец с Марса, содержащий осадочные породы. Эксперимент, проведенный ЕКА говорит о том, что такой образец смог бы выдержать путешествие через космос. И через земную атмосферу. Но его было бы трудно опознать на Земле из-за последующего выветривания и воздействия воды.
Воздействие космической среды на живые организмы
Условия, при которых может произойти межпланетный перенос жизни, такие как ультрафиолетовое излучение, не могут полностью быть имитированным на Земле. Смогут ли организмы, защищенные поверхностью метеорита оставаться жизнеспособными/выжить? Или они смогут оставаться жизнеспособными даже на его поверхности в лучах солнечного ультрафиолета? И если бы они могли выдержать такие условия, как долго они могли бы их терпеть?
Астробиологи прошлых лет
Европа имеет богатую историю интереса к астробиологии. Хотя прежде эта дисциплина официально не существовала. Возможность жизни на других планетах была одновременно философским и научным вопросом. А иногда даже и религиозным.
В пятнадцатом веке кардинал Николай Кузанский обсуждал жизнь на других планетах. В конце шестнадцатого века Джордано Бруно тоже обсуждал жизнь за пределами Земли. Но за свои суждения и теории в конце концов был осужден как еретик. И сожжен на костре. В начале семнадцатого века Иоганн Кеплер расширил интерес к космосу. Его роман «Somnium» рассказывает о жизни на Луне. И часто считается первым произведением научной фантастики. В конце семнадцатого века Христиан Гюйгенс написал «Cosmotheoros», описывая требования, необходимые для существования жизни. И оценивал возможность ее существования на других планетах Солнечной системы. Работу опубликовали на латыни после его смерти. Она была переведена на другие языки. Гюйгенс писал, что вода, несомненно, необходима для жизни. А на тему энергии он размышлял, что жители Меркурия, скорее всего, думают, что Земля слишком холодна для жизни.
Так же, как мы считаем сейчас, что внешние планеты слишком далеки от Солнца и слишком холодны.
Мыслители думают
В конце девятнадцатого века несколько видных ученых занимались идеями, связанными с инопланетянами, происхождением жизни и теорией панспермии. Герман Рихтер, Герман фон Гельмгольц, микробиолог Фердинанд Кон и сам Лорд Кельвин писали или говорили о таких идеях. Шведский химик Сванте Аррениус предположил, что споры смогли бы быть унесены далеко от Земли электрическими силами и полярными сияниями.
В своей, книге 1908 года Аррениус исследовал потенциал для жизни на разных планетах в соответствии с их химическим составом. И посчитал, что будущее Земли может улучшиться при усилении парникового эффекта. Он не согласился с лордом Кельвином в его предположении, что жизнь смогла путешествовать через Солнечную систему внутри метеоров. Пояснив, что влияние событий, которые он показал, а также трение при входе в атмосферу были бы слишком враждебными. Он предпочел идею о том, что споры, не зависящие от воды и устойчивые к холоду и солнечному свету, смогли бы путешествовать самостоятельно.
Продолжение следует…