Инопланетяне глазами науки (ЛП)

Несмотря на эти предостережения, жизнь теоретически может возникнуть не только в жидком аммиаке при температурах около -58 градусов по Фаренгейту (-50 градусов по Цельсию) — с более слабыми связями, в образовании которых участвует азот, преобладающий в обменных процессах, — но и в углеводородах,{40} где в качестве растворителя, растворяющего или диспергирующего агента работает смесь углеводородов. (По всей видимости, большинству земных организмов на одном из этапов их жизненного цикла требуется хотя бы незначительное количество растворителя, чтобы они могли жить и здравствовать.) Например, мне нравится представлять себе маленьких существ, живущих в нефти. Восстановительные реакции — это такие реакции, в которых донор электронов вроде водорода передает электрон другому участнику реакции. Такие реакции, например, гидрирование, можно было бы использовать в качестве источника энергии. Это не настолько маловероятно, как может показаться. Многие экстремофилы на Земле процветают в органических растворителях, токсичных для большинства других форм жизни. Например, некоторые микробы превосходно чувствуют себя в толуоле, бензоле, циклогексане и керосине, иногда при концентрации растворителя до 50 процентов (остальные 50 процентов составляет вода). Эти микробы можно обнаружить в почве и глубоководных илах, и они разлагают сырую нефть и полиароматические{41} углеводороды. Эти виды микробов могут быть полезны в качестве биоразлагающих агентов, уменьшающих количество токсичных отходов.

Углерод действительно обладает некоторыми уникальными свойствами, которые делают его идеальным кандидатом для перехода к жизни. Он может соединяться сам с собой в длинные цепочки и может образовывать связи с четырьмя другими атомами одновременно. Теоретически это допускает существование огромного количества различных соединений. Заметим, однако, что жизнь могла бы основываться и на менее универсальных атомах. Например, атому нет необходимости образовывать связи самому с собой, чтобы строить длинные цепочки. Вообще, цепочки могли бы состоять из двух или более видов атомов, чередующихся друг с другом. Физики Джеральд Фейнберг и Роберт Шапиро предположили, что жизнь могла бы возникнуть на основе альтернативной химии, возможности которой не столь обширны, как у углерода. Например, если английский язык можно передать и сохранить, используя 26 букв, его также можно столь же успешно, хотя и не столь компактно, закодировать с помощью единиц и нулей — двоичного кода, используемого компьютерами. Точно так же менее сложная химия с большим количеством компонентов, нужных в каждой молекуле или клетке, могла бы послужить генетической основой жизни.

Что такое жизнь?

Мы обсуждали химическую эволюцию жизни и различные химические вещества, которые, как предполагается, могут создавать жизнь. Недавно химик Массачусетского технологического института Джулиус Ребек создал органическую молекулу, которая воспроизводит сама себя, — молекулу, которую Ребек считает примитивной формой жизни. Независимо от того, действительно ли она живая или нет, это определённо не та жизнь, какой мы её знаем. Например, J-образная молекула Ребека связана воедино некоторыми из тех же химических связей, что и белки, ДНК и РНК, но размножается молекула в растворе хлороформа. Тем из вас, кто разбирается в химии, скажу, что эта примитивная форма жизни состоит из «трёхкислотного сложного эфира аминоаденозина».{42} В растворе хлороформа молекулы Ребека могут копировать себя со скоростью, доходящей до головокружительного миллиона раз в секунду.

Благодаря исследованиям Ребека мы должны расширить наши представления о том, какое сырьё необходимо для приготовления внеземных органических первичных бульонов. И пусть эксперименты Ребека и других учёных не говорят нам о том, что на самом деле происходило миллиарды лет назад на Земле, они могут дать нам ключ к пониманию того, что могло бы произойти в этом или в каком-то другом мире во Вселенной.

Разумеется, все эти разговоры о других формах, которые принимает жизнь, не затрагивают вопрос «Что такое жизнь?» Фактически, само рассмотрение инопланетных форм жизни начинается именно с этого вопроса. Одни люди могли бы определить как жизнь всё, что поглощает, осуществляет обмен веществ и выделяет, но это описание можно применить к автомобилю, ржавчине или пламени свечи. Другие определяют жизнь как отклонение от термодинамического равновесия, но значительная часть природы (например, молния и озоновый слой) находится вне состояния равновесия и, таким образом, хотя и соответствует этому определению, жизнью не является. Определения жизни, отталкивающиеся от биохимии и требующие наличия белков или нуклеиновых кислот, представляются ограничительными. Например, если бы мы нашли инопланетного червя, который мог бы делать всё, что может делать червь на Земле, но состоял бы из других молекул, мы бы наверняка не признали его «неживым». В конце концов, многие из определений могут оказаться неприменимыми к инопланетным мирам.