Инопланетяне и инопланетные общества. Руководство для писателя по созданию внеземных форм жизни.

Это утверждение может показаться бескомпромиссным, однако в его пользу говорит множество свидетельств, большая часть которых обнаружилась всего лишь в последние несколько десятилетий. Какими бы разношёрстными ни выглядели мои примеры, каждый из них состоит из одной или нескольких клеток. Эти клетки демонстрируют большое сходство в своём строении и функционировании. У организмов, которые, казалось бы, совершенно не родственны друг другу, протекают одни и те же химические реакции для извлечения энергии из пищи. Когда важные молекулы существуют в двух вариантах (стереоизомерах), которые являются зеркальными отражениями друг друга, без очевидного преимущества в выборе «левого» или «правого» изомера, все организмы предпочитают использовать только один — причём один и тот же. И для хранения и передачи информации, необходимой для создания собственных копий, все они используют один и тот же тип молекулы — ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту).

Дать определение жизни нелегко, особенно когда приходится работать всего лишь с одним примером. Попытки сделать это обычно сводились к фразе «Узнаю это, когда увижу; а теперь давайте попробуем выяснить, что общего у всех вариантов, которые я узнаю». Вероятно, мы можем согласиться с тем, что живые существа, вне зависимости от их конкретного облика,

1) представляют собой высокоупорядоченные структуры;

2) черпают энергию из своего окружения и используют её для поддержания своей структуры и организованности;

3) обладают способностью к самовоспроизведению, т.е. к созданию более или менее точных рабочих копий самих себя.

К каждому из этих утверждений необходимо сделать некоторые оговорки и разъяснения (например, на самом деле не каждая особь пользуется способностью к размножению, а потомство видов, размножающихся половым путём, редко бывает идентичным своим родителям), но, принимая их во внимание, всё перечисленное — это те особенности, проявления которых мы ожидаем от любой формы жизни на Земле (и вероятно, вне её). Другие особенности, вроде способности передвигаться или учиться на собственном опыте, носят менее общий характер. От некоторых организмов мы их ожидаем (например, от потенциального партнёра по теннису), а от других — нет (например, от стебля брокколи для подачи под голландским соусом).

Земные организмы получают энергию, необходимую им для поддержания своего существования, самыми различными способами. До недавнего времени предполагалось, что все они получают свою энергию от Солнца — прямо или косвенно. Зелёные растения используют солнечный свет напрямую, а вода, минералы и углекислый газ служат им сырьём; они производят углеводы, выделяя кислород и накапливая энергию в собственных тканях. Грибы или животные получают свою энергию, поедая эти ткани и усваивая углеводы, а также выделяя углекислый газ, который может повторно использоваться растениями. Однако другие животные (плотоядные) могут питаться животными, которые поедали растения; в конечном счёте более мелкие организмы перерабатывают их тела, возвращая их обратно в почву в качестве питательных веществ для растений. В этом кратком изложении вы видите начало экологии: ни один организм не существует изолированно, но все они взаимодействуют ради поддержания циклов химических реакций, протекающих вновь и вновь; при этом химические вещества многократно используются повторно, а извне поступает лишь энергия.

Ключевым моментом здесь является «энергия», но не «солнечная» энергия. Даже в случае Земли мы больше не можем утверждать, что основу всех энергетических циклов составляет Солнце. Недавние исследования глубоководных зон океана обнаружили целые экосистемы, основанные на химическом синтезе и находящиеся на дне океана, вне досягаемости Солнца. Здесь пищевая цепочка начинается с микроорганизмов, которые напрямую усваивают сероводород и минералы из тёплой воды, просачивающейся через горячие источники из недр Земли. (См. статью Балларда и Грассла в разделе «Источники».)

Химические подробности вы можете найти в стандартных справочниках, но основные факты, о которых вам следует помнить, таковы: в биохимических реакциях участвуют сложные соединения углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы, в основном благодаря уникальной способности углерода образовывать крупные и сложные молекулы (такие, как сахара, нуклеиновые кислоты и белки). В случае земной жизни эти реакции обычно протекают в водном растворе — это жидкая среда, где химические «строительные блоки» могут свободно перемещаться и сталкиваться с другими «блоками», с которыми могут вступать в химическую реакцию.

Важность ДНК