Инопланетяне глазами науки (ЛП)

Когда мы задаёмся вопросом о внеземной жизни, то для того, чтобы узнать об условиях, которые могут поддерживать жизнь в других местах, полезно взглянуть на наш собственный мир. Хотя разнообразные среды обитания Земли не являются микрокосмами планетарных местообитаний изо всей Вселенной, в последние несколько лет стало ясно, что земная жизнь может выживать и даже процветать в таких условиях окружающей среды, которые кажутся совершенно инопланетными.

В экстремальных условиях хозяевами жизни являются микроскопические организмы вроде бактерий и грибов, хотя выживать в удивительно неблагоприятных условиях способны и более крупные существа (например, насекомые и ракообразные). Поскольку у наземной жизни водная основа, многие приспособления к суровым условиям связаны с высыханием, устойчивостью к замораживанию или предотвращением разрушения структуры белков при высоких температурах. Некоторые организмы могут процветать в условиях, которые крайне токсичны для большинства других форм жизни, — вроде присутствия тяжёлых металлов. В качестве лишь одного примера скажу, что в 1997 году Стивен Зиндер из Корнельского университета обнаружил бактерии, которые процветают в перхлорэтилене (ПХЭ) и трихлорэтилене (ТХЭ). Такие растворители обычно используются для чистки одежды, машин и электронных компонентов.

Земные формы жизни, которые процветают в экстремальных условиях окружающей среды, известны как экстремофилы. Разумеется, термин «экстремофил» отражает предвзятость: инопланетяне, живущие в экстремальных условиях окружающей среды, подумали бы, что экстремофилы — это мы, потому что, с их точки зрения, именно мы живём в экстремальных условиях. Например, формы жизни, живущие в космическом вакууме, такие как Звёздные семена и Внешние из книги Ларри Нивена «Известный космос», считают поверхность Земли — с её «сокрушительной» гравитацией, плотной «едкой» атмосферой и отсутствием радиации, экстремальной. С учётом этого предостережения, думаю, самые странные земные экстремофилы — это те, которые живут вблизи горячих глубоководных гидротермальных источников — трещин на морском дне, из которых изливается горячая морская вода, насыщенная сульфидами и металлами. В этой уникальной среде организмы существуют при полном отсутствии света, рядом с нагретыми магмой струями жидкости, температура которых превышает 752 градуса по Фаренгейту (400 градусов по Цельсию). Бактерии из этих сред культивировались при температуре 248 градусов по Фаренгейту (120 градусов по Цельсию), а максимальная температура роста может достигать выше 302 градусов по Фаренгейту (150 градусов по Цельсию). Для сравнения, вода закипает при температуре 212 градусов по Фаренгейту (100 градусов по Цельсию), а бумага загорается при температуре около 415 градусов по Фаренгейту (213 градусов по Цельсию).

Давайте начнём наше обсуждение экстремофилов с беспозвоночных — с животных, у которых отсутствует позвоночный столб. Свыше 90 процентов ныне живущих животных — это беспозвоночные. Они распространены по всему миру и варьируют по размеру от мельчайших простейших до гигантских кальмаров. Из 22 групп беспозвоночных, известных как типы, как минимум, 9 представлены в горячих источниках. Некоторые из этих животных, как правило, обитают в более прохладных водах, окружающих жерла горячих источников, где им приходится выдерживать чрезвычайно высокие концентрации тяжёлых металлов и серосодержащих соединений. И если большинство земных животных в конечном счёте зависит от световой энергии, улавливаемой растениями, животные из горячих источников зависят от бактериальных химических реакций с использованием сульфидов. Например, крупные черви из океанских впадин, живущие на слишком большой глубине, чтобы туда проникал солнечный свет, используют энергию, получаемую из смертоносных смесей сернистых газов (то есть «смертоносных» для других форм жизни). Эти черви длиной 10 футов (3 м), живущие под слоем воды толщиной 8000 футов (2400 м), куда более странные, чем нечто из голливудского научно-фантастического фильма. У гигантских червей нет ртов. Они не могут есть.

Пищеварительная система червей кишит красноватыми бактериями, которые добывают энергию для червей, переваривая сероводород из жерл горячих источников. В этой кислотной среде черви вырастают на 0,08 дюйма (2 мм) в день, что делает их самыми быстрорастущими морскими беспозвоночными на планете. Трудно поверить, что на Земле обитают существа вроде этих. Вообще, когда мне приходится создавать образы инопланетян для своих научно-фантастических романов, я черпаю идеи из фотографий земных беспозвоночных. На нашей планете нет ничего страннее их.

В дополнение к безротым червям из горячих источников есть ещё и гигантские моллюски, красные от присутствия подобных бактерий, которые процветают в воде, нагретой до 680 градусов по Фаренгейту (360 градусов по Цельсию) — значительно выше температуры, при которой воспламеняется бумага.