Джордж и сокровища Вселенной

Вселенная: руководство пользователя

Марс – колыбель жизни?

Где – и когда – зародилась жизнь в том виде, в каком мы её знаем? На Земле? А может быть, она пришла к нам с Марса?

Всего пару веков назад мало кто сомневался, что люди и другие виды живых существ находятся на Земле с самого её сотворения. Считалось, что Земля – это и есть весь материальный мир, а её сотворение описывалось как событие внезапное – наподобие Большого взрыва, в который верит большинство современных учёных. Именно такая точка зрения изложена в различных повествованиях о сотворении мира, например в Книге Бытия – первой книге Библии. В других мировых культурах тоже есть сходные истории, согласно которым мир был создан очень быстро и за один раз.

Хотя некоторые астрономы и в прежние времена задумывались о безмерности космоса, настоящее изучение его началось лишь тогда, когда Галилео Галилей (1564–1642) создал один из первых телескопов. Открытия Галилея показали, что во Вселенной есть множество миров и некоторые из них, подобно нашей планете, вполне могут оказаться обитаемыми. Теперь-то мы понимаем, что Вселенная необъятна, и есть доказательства, что возникла она задолго до появления человечества; но тогда эти идеи казались чем-то невероятным. Распространяться это знание стало гораздо позже, в период, который принято называть эпохой Просвещения. Это был XVIII век, эпоха многочисленных изобретений, среди которых – воздушный шар, наполненный водородом, а также, что особенно важно, паровая машина. Эти изобретения дали толчок промышленной революции следующего, XIX века. В тот век великих открытий геологи пришли к пониманию того, что горные породы образуются путём отложения осадков в мелководных морях и происходит это очень долго – не тысячи и даже не миллионы, а миллиарды лет.

В наши дни геофизики полагают, что планета Земля и вся Солнечная система сформировались примерно 4,6 миллиарда лет назад, когда Вселенной, возраст которой ныне оценивают примерно в 14 миллиардов лет, было всего 9 миллиардов лет. Современное человечество, по-видимому, расселилось из Африки по всему миру 50 тысяч лет назад. Однако, как ясно показывают современные археологические раскопки, признаки цивилизации – то есть уклад жизни, при котором люди обмениваются разными видами товаров, – появились в первобытном обществе всего около 6 тысяч лет назад.

Очень важный фактор любой цивилизации – обмен не только товарами, но и информацией. Но как хранить и распространять информацию? Для этого требовались механизмы записи.

До изобретения бумаги и чернил одним из способов записи было выдавливание знаков на глиняных табличках, дальних предках современных микросхем памяти. Сбор информации, особенно той, которую мы сегодня называем научной, и обмен ею сами по себе стали важной целью человечества.

Развитие цивилизации было невозможно, пока не возникла так называемая разумная жизнь, то есть пока не появились существа с уровнем самосознания, достаточным для того, чтобы узнавать себя в зеркале. На нашей с вами планете известно несколько примеров таких существ: это слоны, дельфины и, конечно, антропоиды – группа, в которую входят шимпанзе и другие человекообразные обезьяны, неандертальцы и современные люди, такие как мы с вами. До сих пор нигде в других местах Вселенной признаков разумной жизни обнаружено не было.

Но как эти разумные формы жизни появились на самой Земле? Судя по окаменелым останкам, можно предположить, что современные растения и животные произошли от других форм жизни, существовавших на Земле ранее. Но люди всё равно не понимали, каким образом столь разные виды живых существ сумели так хорошо приспособиться к окружающим условиям, если всё это не было спланировано заранее. Идея непрерывной эволюции стала общепринятой только после того, как в 1859 году Дарвин сформулировал принцип естественного отбора. А конкретный механизм действия этого принципа стал известен много позже, в середине XX века, когда Уотсон и Крик открыли структуру ДНК.

Современное, основанное на ДНК понимание эволюционного процесса подтверждается палеонтологическими данными – в той мере, в какой они сохранились. Проблема в том, что палеонтологическая летопись уходит в прошлое менее чем на миллиард лет, а ведь Земля гораздо, гораздо старше.

Ранние, простые формы жизни появились ещё до так называемого кембрийского периода. А за последние 500 миллионов лет от них произошли формы жизни, которые мы считаем разумными. Мы уже знаем, как это произошло (хотя и не вполне ясно понимаем, почему). Но у нас нет точных сведений о том, как возникли докембрийские формы жизни.

Дело в том, что только в кембрийскую эпоху появились большие животные, обладавшие скелетом, и скелеты эти впоследствии легко окаменевали. Самыми крупными предшественниками таких существ были, наверное, бесскелетные животные (вроде современных медуз); а ещё раньше существовала, скорее всего, только одна форма жизни – микроскопические одноклеточные организмы, не оставившие заметного следа в летописи окаменелостей.

Если заглянуть ещё дальше в прошлое, станет ясно, что эволюция шла очень медленно. И с большим трудом. Даже если бы во Вселенной было полно планет с благоприятными условиями для жизни, шансы появления и эволюции высокоразвитой жизни на любой из них были бы крайне низки. А значит, жизнь могла бы появиться на чрезвычайно малом числе планет. Та планета, на которой мы находимся, – одно из таких редчайших исключений. Но и на ней в любой момент всё могло пойти не так. Астрофизики выдвинули гипотезу совпадения с возрастом Солнца. Согласно ей, за время, пока на Земле путем эволюции развилась разумная жизнь, Солнце израсходовало большую часть своих запасов водородного топлива. То есть, если бы жизнь эволюционировала чуть-чуть медленнее, человечество просто не успело бы появиться – к тому времени Солнце уже сожгло бы всё своё горючее!

Какие этапы эволюции оказались самими сложными за историю Земли?

Одним из них было появление так называемых эукариот – организмов, в клетках которых есть ядро и рибосомы. К эукариотам относятся крупные многоклеточные животные, такие как мы, и одноклеточные животные, такие как амеба. Палеонтологические данные указывают, что первые эукариоты появились на Земле в начале протерозойской эры, около двух миллиардов лет назад, когда Земля была вдвое моложе, чем сейчас. Считается, что до того на Земле были широко распространены более примитивные организмы – прокариоты, такие как бактерии. У прокариот небольшие клетки, в которых нет ядра. Прокариоты господствовали в архейскую эру, начавшуюся, когда Земле было меньше миллиарда лет.

Есть данные о том, что эти организмы существовали уже в самом начале архейской эры, – и тогда мы сталкиваемся с загадкой: получается, что жизнь на нашей планете возникла до этого, а именно в древнейший период земной истории – в катархейскую эру.

В чем же тут загадка? Да в том, что катархейская эра была, конечно, достаточно длинной – почти миллиард лет, однако условия на Земле в это время были невыносимыми. Именно тогда появились лунные кратеры – следы столкнувшихся с Луной обломков, которые возникли при образовании Солнечной системы. А на Земле, чьи масса и сила притяжения гораздо больше, чем у Луны, кратеров должно было быть еще больше. Из-за этой бомбардировки поверхность Земли должна была то и дело нагреваться. Поразительно, что едва зародившиеся формы жизни вообще уцелели!

А вот планета Марс обладает меньшей массой, чем Земля, и расположена дальше от Солнца. Поэтому, как предположили недавно учёные, «бомбардировки» обломками Солнечной системы закончились на Марсе раньше, чем на Земле. Возможно даже, что некоторые обломки отскакивали от Марса и падали на Землю.

А это означает, что жизнь могла зародиться на Марсе ещё в те времена, когда на Земле шансов у неё не было.

Изучив с помощью электронного микроскопа метеорит, попавший на Землю с Марса (метеорит ALH 84001), учёные обнаружили на нём структуры, похожие на окаменелые микроорганизмы. Можно предположить, что окаменелые организмы в какой-то момент попали с Марса на Землю, но это не объясняет, каким образом на нашей планете могла появиться жизнь. ведь для этого межпланетное путешествие на метеороиде должны были бы совершить не только окаменелые, но и живые микроорганизмы! Этот вопрос в наши дни вызывает жаркие споры.

Ещё более интересный вопрос – могла ли примитивная жизнь вообще существовать в условиях тогдашнего Марса (в «филлоцейский» период, примерно совпадавший с катархейской эрой на Земле)?

В наши дни условия на Марсе явно неблагоприятны – во всяком случае на поверхности планеты: холодная сухая пустыня, почти без атмосферы, если не считать незначительного количества углекислого газа. Исследования поверхности планеты с помощью зондов показали, что на полюсах Марса присутствуют большие скопления воды в виде льда. Вдобавок к этому на поверхности планеты хорошо видны результаты деятельности речных потоков и морского прибоя. Это значит, что на каком-то этапе на Марсе была жидкая вода и её было достаточно для зарождения жизни – такой же, какая существует на Земле. Возможно, в то время на Марсе был даже целый океан воды, поначалу очень глубокий, несколько километров глубиной; а центр его был там, где сейчас находится северный полюс Марса.

Таким образом, жизнь могла зародиться на раннем этапе марсианской истории на краю этого океана.

Против этой теории имеется пара возражений. Первое состоит в том, что марсианская атмосфера не могла содержать кислород. Однако и на Земле примитивные формы жизни предположительно существовали в атмосфере с крайне низким содержанием кислорода.

Второе возражение: древний марсианский океан был слишком солёным для наземных форм жизни. Но ведь жизнь на Марсе могла изначально быть приспособлена к условиям высокой солёности; а может быть, она, напротив, зародилась в пресных озёрах.

Итак, вполне вероятно, что жизнь зародилась на Марсе, на краю огромного океана, а затем на метеороиде проникла на Землю. Так что не исключено, что мы с вами – потомки марсиан!

Брендон