Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете

При исследовании окаменелостей и геологических профилей было определено, что появление клеток, использовавших митохондрии, коррелирует с повышением концентрации атмосферного кислорода в диапазоне от 1 до 2 % нынешнего атмосферного уровня. Хлоропласты (органеллы, то есть специализированные структуры клетки, осуществляющие фотосинтез) появились примерно 2 миллиарда лет назад, когда уровень кислорода вырос до 5 % от современного. Около 600 миллионов лет назад, когда уровень кислорода возрос примерно до 20 % от нынешнего, многоклеточные животные ворвались на сцену с внезапностью, из-за которой их появление стали называть «кембрийским взрывом».

Значимость соотношения между уровнями атмосферного кислорода и марсианской эволюции была впервые выявлена астробиологом Крисом Маккеем в серии смелых статей, опубликованных в 1996 году [65, 66]. В этих статьях Маккей утверждал, что мы не должны воспринимать темпы эволюции на Земле как единственно возможную модель. Земле понадобились 3,2 миллиарда лет с окончания периода тяжелой астероидной бомбардировки, который начался 3,8 миллиарда лет назад, чтобы произвести многоклеточную жизнь, но так как скорость эволюции обусловлена присутствием кислорода, на Марсе этот процесс предположительно мог пойти гораздо быстрее. Теплый и влажный период юности Марса длился всего около 1 миллиарда лет, прежде чем атмосфера из CO₂ разредилась и планета потеряла свой благотворный парниковый эффект. На Земле эволюция, действуя в течение такого промежутка времени, могла только образовать бактерии. На Марсе при наличии больших количеств свободного кислорода эволюция могла бы пойти намного дальше. Она могла произвести ядерные клетки. Она даже могла произвести сложных многоклеточных животных и растения.

В 1996 году, когда Маккей предложил эти идеи, многие люди, в том числе и я, посчитали их слегка фантастичными. Но, когда Фридман продемонстрировал марсианские чувствительные к магнитному полю бактерии, взгляд на идеи Маккея изменился. Он показал, что на Марсе всего через 200 миллионов лет после окончания тяжелой бомбардировки были создания, аналогичные тем, что на Земле появились только через 1,6 миллиарда лет. Внезапно идеи Маккея показались не такими уж странными.

Марс и происхождение жизни на Земле

Происхождение жизни на Земле остается загадкой. Несмотря на столетия исследований, предпринимаемых бесчисленными учеными, так и не удалось получить хоть каких-то доказательств того, что на Земле есть или были когда-либо в прошлом любые свободно живущие микроорганизмы проще, чем бактерии. Поразительный факт: хотя о бактериях часто думают как о простейших формах жизни, на самом деле это очень сложные молекулярные машины, использующие хитроумные механизмы, чтобы обеспечить себе выживание, метаболизм, рост, размножение, мобильность и бесчисленное множество других функций. Таким образом исключено, что бактерии могут на самом деле представлять самые ранние формы жизни, которая возникла из химических соединений. Значит, был период предварительной эволюции, начавшейся с гораздо более простых форм – они развились в сложные организмы, которые мы называем бактериями. Тем не менее у нас есть хорошие окаменелые останки существовавших на Земле 3,5 миллиарда лет назад цианобактерий, по виду похожих на современные формы. То есть они появились всего через 300 миллионов лет после окончания тяжелой бомбардировки, которая делала зарождение жизни невозможным. Это чрезвычайно короткий срок, чтобы земные бактерии могли эволюционировать из химических соединений. К тому же окаменелости показывают, что в течение последующих 2 миллиардов лет темпы эволюции на нашей планете были гораздо медленнее.