Загадки космоса. Планеты и экзопланеты

Для начала нам стоит договориться о том, что мы считаем жизнью. Ведь действительно, если мы попадем на другую планету, как мы узнаем, что эта зловонная дергающаяся субстанция и есть первая внеземная жизнь, обнаруженная людьми? Было бы здорово иметь ясное определение, с которым согласились бы все. Да, было бы здорово, но его нет. Вселенная – слишком интересное место, чтобы разбрасываться простыми ответами. Хотя мне лично нравится другая мысль, высказанная, к сожалению, неизвестным мне человеком: «Природа проста. Вся сложность от нашего непонимания».

В древности верили, что что-то является живым благодаря наличию у этого чего-то некой нематериальной субстанции – души. С XVII века под эти представления неоднократно пытались подвести научную основу. Однако корень непонимания явления жизни состоит в том, что жизнь нельзя измерить – приписать ей какую-то числовую характеристику. Жизнь – это процесс, протекающий в материальных объектах. Она подобна огню. И как бы ни было сложно дать определение огню, дать определение жизни еще сложнее.

Какими свойствами, как мы ожидаем, должно обладать нечто, чтобы мы посчитали это нечто живым? Во-первых, живой организм отделен от внешней среды. Наименьшей структурной единицей организма является клетка – изолированный кусочек пространства, окруженный мембраной и заполненный содержимым клетки – цитоплазмой. Мембрана делит весь мир клетки на две неравные части, на свое и чужое. Это главное предназначение мембраны. То, что является своим, работает на благо всей клетки, «тащит» все ее содержимое из прошлого в будущее, не позволяет распасться. С чужим надо как-то взаимодействовать: получать от него энергию или защищаться. Каких бы примитивных существ мы ни рассматривали, мы неизменно обнаруживаем клеточную структуру.

Во-вторых, живой организм преобразовывает один вид энергии в другой. Клетки вашего организма поглощают кислород, который вступает в окислительную реакцию с глюкозой в митохондриях ваших клеток, и в результате образуется кислота АТФ – основной источник энергии для всех внутриклеточных биохимических процессов.

Третье свойство любых живых организмов состоит в том, что они способны воспроизводить свои копии или потомков, похожих на себя. Было бы ошибочным считать, что воспроизводство себе подобных – цель любого живого организма. Просто так сложилось, что те, кто делали это, дожили до наших дней, а остальные нет.

Чтобы выживать в постоянно меняющейся среде, у живых организмов должен быть механизм, позволяющий их потомкам приспосабливаться к окружающим условиями. Эту задачу природа решила, придумав половое и бесполое размножение. При бесполом размножении клетка делится на две части – точные копии исходной клетки. Иногда, в результате какого-то сбоя, эти новые клетки могут отличаться от исходной клетки. При половом размножении потомки наследуют случайные признаки обоих родителей, что создает уникальных организм. Если определенный признак дает живому организму преимущество, у него больше шансов оставить потомство, нежели у тех, у кого этого признака нет. Изменчивость организмов – краеугольный камень естественного отбора, пресловутого закона, согласно которому выживает наиболее приспособленный. Подверженность отбору и есть четвертое и последнее свойство живого организма.

Первое и второе из выделенных свойств имеют непосредственное отношение к метаболизму, процессу индивидуального существования живого организма, а третье и четвертое свойства – к истории коллективов организмов.

Если однажды исследователи найдут нечто инопланетное, обладающее метаболизмом, использующее внешние источники энергии и вещества для борьбы с беспорядком, контролирующее и управляющее потоками энергии и веществ внутри себя на благо самого себя и при этом проявляющее способность к эволюции, адаптации к внешним условиям, то бесспорно, мы вправе будем назвать это инопланетное нечто живым организмом.

В качестве отступления замечу, что, перечислив свойства живого организма, я неявно предположил наличие на обитаемой планете трех обязательных компонентов: источника энергии для метаболизма, жидкого растворителя, чтобы поддерживать химию метаболизма, и набора питательных веществ, необходимых для наращивания биомассы¹¹⁰. Источником энергии могут быть звезды или геотермальные источники; растворителем, скорее всего, является вода (с одной стороны, в силу распространенности во Вселенной, а с другой – благодаря уникальным свойствам, которые мы обсудим чуть позже); питательные вещества и минералы могут поступать из недр планеты, с метеоритами или производиться другими организмами на более низкой ступени пищевой цепочки. Эти неявные предположения полезно держать в уме, рассуждая о разных экзотических формах жизни.