Продолжаем публикацию статей на тему возникновения жизни во вселенной. На этот раз рассмотрим вопрос панспермии, т.е. занесению жизни на Землю и другие планеты из космоса. Статья впервые была опубликована в журнале "Земля и Вселенная" в №6 за 1981 год. Электронная редакция - сайт "Галактика".
Панспермия: развитие идеи.
Если попытаться кратко охарактеризовать панспермию, суть ее можно свести к следующему: существуют зародыши жизни, рассеянные по всей Вселенной и в принципе способные заселить любую планету, если условия на ней окажутся пригодными для развития жизни. Было бы крайне заманчиво объяснить происхождение жизни и на Земле именно таким образом-заражением нашей планеты микроорганизмами, либо случайно попавшими в момент наибольшего сближения с какой-то другой планетой или залетевшими с метеоритными частицами, либо специально посланными высокоразвитой цивилизацией. Идею панспермии высказывали еще Аристотель, а позднее Г. Лейбниц, но только в начале XX столетия от общефилософских рассуждений перешли к конкретным научным моделям. Но все-таки гипотеза панспермии не может, судя по всему, служить серьезным научным обоснованием происхождения жизни на Земле. Однако она может быть полезной для осуществления идей К. Э. Циолковского, связанных с расселением людей по планетам Солнечной системы.
В 1908 году известный шведский физико-химик С. Аррениус разработал концепцию одной из разновидностей панспермии, названную радиационной панспермией. По мысли ученого, в результате миграции по Вселенной, вызванной давлением солнечного света (или давлением света другой звезды), споры бактерий в итоге достигали и Земли. Аррениус предполагал, что споры термостойких бактерий, к примеру, могли попасть на Землю с Венеры в момент наибольшего сближения этих планет. Незадолго до этого известный русский физик П. Н. Лебедев экспериментально доказал наличие светового давления и продемонстрировал его действие на спорах плауна (ликоподий).
Сторонниками радиационной панспермии были такие ученые, как Ферд. Кон, Ю. Либих, Г. Гельмгольц, Дж. Томсон и др. В настоящее время эту идею возрождают английские астрофизики Ф. Хойл и С. Викремасинг.
Радиационную панспермию критиковали (К. Саган, И. С. Шкловский и др.) на том основании, что при длительной миграции по космосу споры бактерий должны получать дозы космических излучений, заведомо губительные для них. Сам же космический вакуум, как считалось, не препятствует пребыванию спор бактерий при температуре, близкой к абсолютному нулю, ибо в этих условиях они находятся в состоянии заторможенной жизнедеятельности (анабиоза) и оживают, лишь попав на Землю. Хойл и Викремасинг пытаются ныне доказать, будто межзвездные пылинки не что иное, как бактерии, вирусы и водоросли, высушенные в естественных условиях (!). Правда, они не указывают, где именно в космосе такой процесс мог бы протекать. Между тем автор этой статьи вместе с микробиологом С. В. Лысенко недавно получили доказательства того, что космический вакуум также служит серьезным препятствием для миграции спор и клеток бактерий во Вселенной. Лабораторные исследования наглядно показали; в вакууме клетка взрывается, поскольку часть свободной внутриклеточной воды начинает испаряться необычайно быстро. Клеточная оболочка-мембрана" состоит в основном из веществ, не пропускающих пары воды в вакуум. Поэтому внутри клетки, помещенной в вакуум, создается разрушающее ее избыточное давление, величина которого определяется только температурой клетки. А уже в начальной" стадии космической миграции на орбите планеты клетки бактерий и их споры будут нагреваться излучением Солнца (звезды), что приведет к большим внутриклеточным давлениям, достаточным для разрушения" даже жестких оболочек бактериальных спор. По мнению большинства ученых, радиационная панспермия не может служить обоснованием происхождения жизни на Земле. ЛИТОПАНСПЕРМИЯ (от греческого litos - камень) - это разновидность панспермии. Ее автор М. Кальвин предположил, что биологиче" ский материал мог попасть на Землю с метеоритными частицами. (Скажем, мельчайшая бактерия размером около 0,2 мкм могла бы попасть на Землю внутри микрометеорита, имеющего размер 0,6 мкм.) Изучением следов жизни в метеоритах занимались многократно. Но до сих пор никаких следов или останков живого в них достоверно не зафиксировано. Из биологически значимых обнаружили только ароматические вещества и жирные кислоты, а также другие серо- и хлоросодержа-щие органические вещества и различные аминокислоты. На внеземное происхождение обнаруженных аминокислот указывает тот факт, что у метеоритов Муррей и Мурчисон они состояли из равных долей аминокислот с левой и правой оптической асимметриями; у метеоритов Оргейль и Ивунни - главным образом с правой. Аминокислоты, входящие в состав всего живого на Земле, имеют только левую оптическую асимметрию. Причина такого однообразия до сих пор не разгадана, хотя именно она дала толчок возрождению старых идей панспермии. Но о возрождении чуть позже. Разновидность литопанспермии - гипотеза пометного происхождения жизни на Земле - изложена, например, в книгах Ф. Хойла и С. Викремасинга "Облако жизни" и "Болезни из космоса", опубликованных в 1978-1979 годах. Авторы доказывают, что многие земные глобальные эпидемии вирусного происхождения-пандемии (например, пандемия гриппа в 1918 году) наиболее убедительно объясняются, если допустить их космическое (кометное) происхождение. Бактерии и вирусы, образовавшиеся внутри комет, попадали (и, как полагают авторы, продолжают попадать) на Землю внутри микрометеоритов кометного происхождения. Против кометного происхождения вирусов и бактерий много возражений. Так, Д. Тайлер, руководитель отделения Клинического исследовательского центра (Гарроу, Англия), в рецензии на книгу Ф. Хойла и С. Викремасинга пишет в журнале "Nature", что эпидемия "гонконгского" гриппа гораздо лучше объясняется индивидуальной способностью человека передавать вирус другим людям, чем рассеянием вирусов из космоса. К сожалению, литопанспермия не позволяет объяснить, каким образом Солнечная система захватывала метеоритное вещество из планетных систем других звезд (если такие имеются). Таким образом, литопанспермия фактически ограничивает масштабы миграции биологического материала размерами Солнечной системы.
Она связана с гипотезой, по которой Земля образовалась путем аккумуляции холодной космической пыли, в силу чего поверхность планеты не претерпевала значительного нагревания. Л. Берг, в частности, высказал предположение, что Земля "могла получить в наследство зародыши жизни или, быть может, уже готовый комплекс первичных организмов из космической пыли". Однако Л. М. Мухин и М. В. Герасимов в журнале "Доклады АН СССР" (1978 г.) убедительно показали недавно, что образование в космосе и транспортировка на Землю сложных органических молекул неповрежденными практически невероятны.
Проект освоения Марса базируется на предпосылках, в корне отличающихся от пессимистических предсказаний М. Меотнера и Дж. Матт-лоффа. Наряду с проектами 0"Нейла (Земля и Вселенная, 1977, № 3, с. 66- 74.-Ред.) он представляет собой дальнейшее развитие идей К. Э. Циолковского о неизбежной колонизации человеком планет Солнечной системы. Начало реализации такого проекта можно было бы приурочить к завершению биологических исследований Марса в том случае, конечно, если они окончательно подтвердят, что Марс - безжизненная планета. Этот этап может наступить уже к концу XX - началу XXI века. По мнению американского ученого М. Авернера и других, синезеленые водоросли или штамм, сочетающий необходимые характеристики нескольких видов водорослей, могли €ы, вероятно, успешно размножаться на Марсе. Подготовительная стадия "исправления" климата на Марсе с помощью земных микроорганизмов схематически представляется в следующем виде. Сначала на Марс должны быть направлены такие микроорганизмы, которые, питаясь неорганическими веществами грунта и обосновавшись в его подповерхностном слое, способствовали бы созданию органической биомассы. Вслед за ними на Марс будут доставлены микроорганизмы, чья жизнедеятельность обеспечит выработку аммиака и других малых газовых добавок к атмосфере планеты. Все это должно привести к усилению "парникового" эффекта в атмосфере и повышению температуры до плюсовой, при которой вода на поверхности планеты сможет устойчиво существовать в жидком состоянии.
Когда в результате жизнедеятельности микроорганизмов условия на планете приблизятся к земным, на Марс можно будет направить сине-зеленые водоросли, лишайники и те растения, которые помогут сформировать кислород, а затем и защитный озонный слой в атмосфере. В число посылаемых микроорганизмов, пожалуй, стоит включить арктические и антарктические микроорганизмы, привыкшие к наиболее суровым условиям существования. Это приведет в конце концов к тому, что климат станет более благоприятным для обитания человека. В случае дефицита углеродных соединений, используемых микроорганизмами для питания, можно, по-видимому, организовать доставку сжиженного углекислого газа из атмосферы Венеры.
Сейчас трудно, конечно, точно оценить продолжительность такого подготовительного периода и стоимость проекта. Ясно одно: период этот будет весьма продолжительным (по земным меркам) - от ста до тысячи лет. Произведем сугубо ориентировочную оценку. Как показали К. Саган и Дж. Муллен, для того, чтобы аммиак оказывал "парниковое" действие, он должен составлять 10^ -5 объема атмосферы. Объем современной марсианской атмосферы равен 3,6*10^ 21 cм 3 . Следовательно, необходимая доставка аммиака в атмосферу составит 3,6*10^ 16 см 3 , которые будут иметь массу 2,5*10^ 13 г. Известно: производительность одного микроорганизма, вырабатывающего аммиак в земных условиях, равна примерно 10^ -12 г/ч, или 3*10^ -16 г/с. Следовательно, чтобы произвести заданное количество аммиака за 100 лет, необходимо послать на Марс 10^ 20 микроорганизмов; иными словами, общая масса посылок составит около 10^ 6 кг (1000 посылок в год, то есть три посылки в день). Реально этот срок, по всей видимости, растянется на 1000 лет. Кроме того, следует учитывать нелинейный эффект возрастания температуры при увеличении содержания аммиака в атмосфере, что может привести к сокращению необходимого времени. Для ускорения и удешевления проекта целесообразно международное сотрудничество. Но вплотную приступить к разработке отдельных вопросов следует уже теперь. Современный уровень научно-технических знаний позволяет в лабораторных модельных опытах изучить некоторые детали, необходимые для дальнейшей реализации проекта.
Дизайн, обработка и выкладка на сайт - Кременчуцкий А. Copyright © 2002-2012 "Галактика" сайт. Все права защищены. При копировании ссылка на источник обязательна. Выпущено сайтом "Галактика" 04.10.2003. На Главную
Теория креационизма.
Согласно этой теории, жизнь возникла в результате некоего сверхъестественного события в прошлом, что чаще всего означает божественное творение. В 1650 году ирландский епископ Ашер рассчитал, что Земля возникла в октябре 4004 года до н.э. Существует множество других подобных "вычислений".
1. Самопроизвольное зарождение жизни из неживого вещества.
Теория очень древняя, распространенная еще в Китае, Египте и Вавилоне. В Греции она нашла проявление в учении Эмпедокла об органической эволюции. Ее же придерживался и Аристотель. Аристотель связывал все организмы в непрерывный ряд- “лестницу природы” (scala naturae): “Ибо природа совершает переход от безжизненных объектов к животным с такой плавностью поместив между ними существа, которые живут, не будучи при этом животными, что между соседними группами, благодаря их тесной близости, едва можно заметить различия”. Согласно Аристотелю, определенные частицы вещества несут в себе "активное начало", способное в подходящих условиях создать живой организм. Это "начало", по мнению Аристотеля, можно обнаружить в оплодотворенном яйце, гниющем мясе, тине и солнечном свете:
"Таковы факты - живое может возникать не только в результате спаривания животных, но и разложения почвы... Некоторые растения развиваются из семян, а другие самозарождаются под действием сил природы из разлагающейся земли или определенных частей растений..."
2. Вечное существование жизни.
Все живое - из живого. Биогенез.
На рубеже XVI-XVIIв.в. Ван Гельмонт описал эксперимент, в котором ему удалось из грязного белья и пшеницы, помещенных в темный шкаф, получить мышей. Активным началом зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот. В 1688 году флорентийский биолог и врач Франческо Реди провел более строгий эксперимент: в сосуды было помещено мясо, рыба, змеи, часть сосудов была запечатана, часть оставалась открытой. Выяснилось, что в запечатанных сосудах никакого зарождения не произошло, в открытых же завелись личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждавшие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза). Ученый сформулировал свой знаменитый принцип (принцип Реди)-Omne vivum e vivo (все живое из живого). Но это означает, что жизнь -вечна.
В 1765 году Ладзардо Спалланцани подвергнул мясные и овощные отвары кипячению и сразу же запечатал их. Через несколько дней он исследовал отвары и не обнаружил никаких признаков жизни. Из этого он заключил, что высокая температура уничтожила все живое, и ничего нового уже не могло возникнуть. Окончательно теория самозарождения была повержена в опытах Луи Пастера, доказавшего справедливость теории биогенеза, т.е. происхождения жизни из предшествующей жизни.
Теория биогенеза порождает проблему. “Если для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда взялся самый первый живой организм?”
Данная теория не предлагает никакого механизма возникновения жизни, просто выдвигая постулат о внеземном ее происхождении. Швед А.Аррениус: “семена жизни” могли быть заброшены на Землю с других планет. Утверждается, что жизнь могла возникать неоднократно в различное время и в разных местах Вселенной. При изучении метеоритных материалов действительно были обнаружены некоторые вещества - предшественники живого, а также структуры, похожие на простейшие микроорганизмы. Однако труднообъяснить, как микроорганизмы способны сохранить свою жизнеспособность при столь длительных путешествиях, будучи не защищенными от ультрафиолетового излучения. Вероятно, они могли сыграть свою роль в зарождении или разнообразии земной жизни.
Но остается нерешенным вопрос- как зародилась жизнь на другом космическом теле, с которого "эмигрировали" эти споры.
4. Биохимические теории зарождения жизни.
Исторически эта теория связывается с именем замечательного русского ученого А.И. Опарина: в 1924 Л.И.Опарин опубликовал работы: “От разрозненных элементов к органическим соединениям” и “От органического вещества к живому существу”. Опарин высказал мнение, что в условиях первичной атмосферы Земли, значительно отличающейся от нынешней, мог происходить синтез всех необходимых для зарождения жизни веществ-предшественников. В далекие геологические эпохи условия на поверхности Земли резко отличались от современных.
Считается, что первичная атмосфера состояла преимущественно из аммиака, воды, метана, окиси и двуокиси углерода. Отсутствие кислорода придавало ей восстановительные свойства. В таких условиях органические вещества (Органические соединения - это химические соединения углерода с другими элементами) могли создаваться гораздо проще и могли сохраняться, не претерпевая распада длительное время. Опарин полагал, что сложные вещества могли синтезироваться из более простых в условиях океана. Через эту атмосферу легко проникала коротковолновая ультрафиолетовая часть солнечного излучения, которая сейчас задерживается в верхних слоях атмосферы озоном. Иными были и температурные условия. В насыщенной водяными парами нагретой атмосфере были нередки электрические разряды. В этих условиях мог произойти и, по-видимому, произошел абиогенный синтез ряда органических соединений. В океанах постепенно накопились органические вещества и образовался, по выражению Опарина, "первичный бульон", в котором затем возникла жизнь.
Предполагается, что это выглядело следующим образом. Главная роль принадлежала белкам - они образовывали коллоидные гидрофильные комплексы с молекулами окружающей их воды. Эти комплексы формировали своеобразные мицеллы. Слияние таких комплексов друг с другом приводило к их отделению от водной среды, что получило название коацервации. Капли-коацерваты могли обмениваться веществами с окружающей средой и накапливать различные соединения. Различие состава коацерватов открывало возможности для биохимического естественного отбора. В самих каплях происходили дальнейшие химические превращения попавших туда веществ. На границе капель с внешней средой выстраивались молекулы жиров (липиды), образуя примитивную мембрану, повышающую стабильность всей системы. При включении в коацерват или при образовании внутри него первой молекулы, способной к самовоспроизведению тем или иным путем, появлялась первая клеткоподобная структура. Коацерватные капли могли расти и даже размножаться – капли, ставшие большими, делились на две или больше частей. Такие образования А.И.Опарин называет "протобионтами", т.е. предшественниками живых организмов.
Рост размеров коацерватов и их деление, еще статистическое, могло привести к образованию идентичных копий коацерватов. Они также поглощали компоненты окружающей среды, и процесс продолжался. Таким путем мог возникнуть первый гетеротрофный организм, использовавший для питания органические вещества "первичного бульона".
В мире идеи Опарина стали известны в основном из английского перевода его книги [Опарин А.И. The Origin of Life, 2r.ded.. Dover, New "York, N. Y., 270 pp.,1938]. В 1928 г. английский биолог Холдейн (независимо от Опарина) в качестве одного из важнейших факторов он считал ультрафиолетовое излучение Солнца. Под воздействием этого вида энергии в первичной атмосфере Земли формировались самые различные органические соединения. Среди них могли быть сахара и некоторые из аминокислот, необходимые для построения белка. Впоследствии идеи Опарина и Холдейна были объединены английским физиком Берналом в книге "Физические основы жизни" , который подвел под биологические идеи прочный фундамент физики и химии.
Таким образом, из изложенного вытекает основное положение : живые организмы произошли из неживой природы (абиогенный процесс), причем биологической эволюции предшествовал длительный период химической эволюции – период образования и усложнения молекул органических соединений.
Это был естественный процесс, связанный с притоком энергии, который проходил в специфических условиях, отсутствующих сейчас на Земле.
Все изложенное требовало экспериментального подтверждения.
В 1953 г. Стенли Миллер поставил эксперимент: в камеру с "атмосферой" (смесь газообразного водорода, аммиака и метана) и водой были вмонтированы электроды для получения электрических разрядов, имитировавших молнии, – возможный источник энергии для химических реакций на первобытной Земле. Потребовалась всего неделя, чтобы в "океане" обнаружилось много различных органических соединений, в том числе аминокислот, аденин, рибозу, другие простые сахара...
В схожем опыте Орджелом были получены короткие НК (олигонуклеотиды). В результате этих исследований стало понятно, что основные органические вещества-мономеры, необходимые для возникновения полимерных молекул НК и белков, действительно могли быть химически получены в условиях пребиотического мира, т.е. мира, еще лишенного жизни. В отсутствие кислорода, который мог бы их разрушить, а также бактерий и грибов, которые использовали бы их в качестве пищи, эти вещества действительно должны были накапливаться в первобытном океане до консистенции бульона.
При нагревании сухой смеси аминокислот получают цепи аминокислот, которые были названы протеноидами (т.е. белкоподобными веществами). Некоторые протеноиды способны, подобно ферментам, катализировать определенные химические реакции; возможно, именно эта способность была главной чертой, определившей их последующую эволюцию вплоть до возникновения настоящих ферментов.
Смешанные в воде разные виды полимеров могли объединиться и образовать более крупные структуры. Чтобы превратиться в клетку, этот агрегат должен был обладать хотя бы зачатками свойств клетки: наличие липидно-белковой мембраны, отделяющей клетку от окружающей среды и осуществляющей обмен различными веществами между клеткой и средой, белков, способствующих этому обмену со средой, выполняющих роль структурных белков и катализирующих бесчисленные биохимические реакции в клетке, и нуклеиновых кислот, содержащих информацию для синтеза совершенно определенных белков. Эти агрегаты действительно обнаруживают какие-то следы всех упомянутых признаков.
Роль планеты Земля в развитии живого.
А не могла ли возникнуть жизнь в холодных газопылевых облаках в далеком космосе, ведь и там обнаружены органические соединения - синильная кислота, формальдегид, метиламин, спирты
В Галактике температура очень низка (3К), поэтому реакции образования полимеров идут очень медленно. Кроме того, сказывается отсутствие воды, которая служит катализатором реакций. На метеоритах находят аминокислоты, но опять же отсутствие воды не приводит к дальнейшей химической эволюции.
Вывод: для осуществления абиогенеза необходима планета , но не всякая, а на которой есть вода. Значит, планета должна быть теплой (температура 0-100 о С), планета должна быть в “шубе”, т.е. окружена атмосферой.
(Вспомним, что на Луне температура изменяется от +110 о С днем, -120 о С ночью). Атмосфера играет роль защитного экрана.
“Зеленая планета” - с атмосферой, гидросферой и “комфортными” условиями
Обязательно ли должна быть вода и углерод?
Живые организмы состоят из ограниченного числа химических элементов - углерода, кислорода, азота, фосфора, водорода, серы, калия, кальция и магния.
Рассмотрим альтернативные варианты:
1. С (углерод) Si (кремний)
Как известно из химии, между кремнием и углеродом есть химическое сходство, поэтому можно предположить возможную замену С на Si в химических соединениях, входящих в состав живого вещества, но соединения Si и Н (аналоги углеводородов) неустойчивы при нормальных температурах.
Поэтому делаем вывод - замена углерода на кремний маловероятна для возникновения жизни.
2. Жидко-аммиачная жизнь.
Посмотрим, что получится при замене кислорода на аминогруппу (=NH) в органической молекуле, т.е. при замене воды на жидкий аммиак (как шутят ученые, когда Бог создавал Человека, черт мог ему “подсунуть” вместо воды аммиак). Но аммиак как жидкость существует в очень узком температурном диапазоне: от -77.7 до -33.4 О С (всего 44 градуса в отличие от 100 для воды), кроме того, современные исследования показывают, что в этом случае для деятельности клеточных мембран потребуются соединения CsCl и RbCl, а элементы Cs и Rb очень редко встречаются в космосе, поэтому и возникновение таких форм жизни маловероятно.
3. Галоген-углеродная форма жизни.
Можно рассмотреть еще одну возможную замену водорода на галогены F или Cl. Но эти химические элементы также мало распространены в космосе, и наоборот, Н - основной элемент Вселенной. Поэтому галоген-углеродная форма жизни также маловероятна.
Таким образом мы приходим к тезису о водно-углеродном шовинизме в происхождении жизни.
Возвратимся к нашей Земле.
Для построения клетки - первичной единицы живого - необходимы сложные химические соединения - белки, жиры, сахара.
Белки состоят из аминокислот. При наличии атмосферы, гидросферы и Солнца на ранней Земле из водорода, метана и аммиака под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца возможно образование в воде аминокислот, оснований нуклеиновых кислот, сахаров и других биологически важных молекул.
Как долго должны существовать эти условия? Земля существует около 4.5 млрд. лет, а научные исследования показывают, что уже 3.5 млрд. лет тому назад жизнь на планете существовала. Итак, для зарождения жизни потребовался примерно 1 млрд. лет.
В 1964г. американский астрофизик К.Саган показал, что за 1 млрд. лет на 1см 2 Земли могло накопиться до сотен килограммов амино- и органических кислот, необходимых для дальнейшего производства клетки.
Существуют и проблемные вопросы, связанные с первыми этапи возникновения жизни.
Сегодня есть указания, что ранняя атмосфера Земли за счет фотохимических процессов стала окислительной, т.е. в ней появился свободный кислород. Такой состав атмосферы не очень благоприятен для синтеза аминокислот (по концепции Миллера), однако в окрестностях вулканов облака дыма и пара могли служить защитой для молекул метана и аммиака.
Поэтому ученые обратили внимание на океанские глубины. В настоящее время обнаружены в океане на больших глубинах (>2.5км) гидротермальные источники с экологическими сообществами из бактерий, червей и моллюсков. Глубже 200-300 м от поверхности океана уже слишком темно, чтобы проходил фотосинтез (т.е. превращение окиси углерода в углеводороды).
Источник энергии - соединения серы (главным образом, сероводород), выбрасываемые гидротермальными водами. Действительно, существуют бактерии, которые получают энергию за счет окисления сероводорода, а эта энергия тратится на превращение СО 2 в органические соединения.
Ряд ученых считает, что живые существа возникали и на земной поверхности и вблизи поверхности, а затем занимали и водные глубины. Разрушительные удары из космоса (падение огромных метеоритов) или ледниковые периоды могли уничтожить все живое на Земле, за исключением организмов, населяющих относительно глубоководные ареалы.
Д.Бернал (1901-1971) высказал предположение, что образование первых органических веществ могло происходить не в гидросфере Земли, а в результате конденсации газов на поверхности твердых частиц (железа и силикатной пыли)
Г.Вехтершейзер указывал, что жизнь возникла как метаболический процесс - циклическая химическая реакция, осуществляющаяся за счет притока энергии извне на поверхности твердой фазы. В качестве базового материала выступает минерал пирит (FeS 2). Поверхность кристалла пирита несет положительный электрический заряд и с ней могут связываться молекулы органических веществ; при образовании пирита из железа и серы выделяются электроны и энергия, что побуждает органические соединения реагировать друг с другом, образуя все более сложные соединения.
По мнению других ученых, твердым субстратом служили не кристаллы пирита, а кристаллические глины.
Занесение жизни из космоса на Землю - Панспермия Если попытаться кратко охарактеризовать панспермию, суть ее можно свести к следующему: существуют зародыши жизни, рассеянные по всей Вселенной и в принципе способные заселить любую планету, если условия на ней окажутся пригодными для развития жизни.
Идею панспермии высказывали еще Аристотель, а позднее Г. Лейбниц, но только в начале XX столетия от общефилософских рассуждений перешли к конкретным научным моделям. Но все-таки гипотеза панспермии не может, судя по всему, служить серьезным научным обоснованием происхождения жизни на Земле.
Радиационная пастермия В 1908 году шведский физико-химик С. Аррениус разработал концепцию одной из разновидностей панспермии, названную радиационной панспермией. По мысли ученого, в результате миграции по Вселенной, вызванной давлением солнечного света, споры бактерий достигали Земли. Аррениус предполагал, что споры термостойких бактерий, могли попасть на Землю с Венеры в момент наибольшего сближения этих планет. Незадолго до этого русский физик П. Н. Лебедев экспериментально доказал наличие светового давления и продемонстрировал его действие на спорах плауна. Радиационную панспермию критиковали на том основании, что при длительной миграции по космосу споры бактерий должны получать дозы космических излучений, губительные для них. Сам же космический вакуум, как считалось, не препятствует пребыванию спор бактерий при температуре, близкой к нулю, ибо в этих условиях они находятся в состоянии анабиоза и оживают, лишь попав на Землю.
ЛИТОПАНСПЕРМИЯ это разновидность панспермии. Ее автор М. Кальвин предположил, что биологический материал мог попасть на Землю с метеоритными частицами. Изучением следов жизни в метеоритах занимались многократно. Но до сих пор никаких следов или останков живого в них достоверно не зафиксировано. Из биологически значимых обнаружили только ароматические вещества и жирные кислоты.
Гипотеза Ф. Хойла и С. Викремасинга Ф. Хойл и С. Викремасинг выдвинули гипотезу кометного происхождения жизни на Земле. В книгах "Облако жизни" и "Болезни из космоса « авторы доказывают, что многие земные глобальные эпидемии вирусного происхождения-пандемии наиболее убедительно объясняются, если допустить их космическое происхождение. Бактерии и вирусы, образовавшиеся внутри комет, попадали на Землю внутри микрометеоритов кометного происхождения. Против кометного происхождения вирусов и бактерий много возражений. Д. Тайлер, руководитель отделения Клинического исследовательского центра пишет, что эпидемия "гонконгского" гриппа гораздо лучше объясняется индивидуальной способностью человека передавать вирус другим людям, чем рассеянием вирусов из космоса.
Гипотеза Л. Берга Еще одна разновидность панспермии связана с гипотезой, по которой Земля образовалась путем аккумуляции холодной космической пыли, в силу чего поверхность планеты не претерпевала значительного нагревания. Л. Берг высказал предположение, что Земля "могла получить в наследство зародыши жизни или, быть может, уже готовый комплекс первичных организмов из космической пыли". Однако Л. М. Мухин и М. В. Герасимов убедительно показали, что образование в космосе и транспортировка на Землю сложных органических молекул неповрежденными практически невероятны.
направленная панспермия В 1973 году известный английский физик Ф. Крик и американский биохимик Л. Оргел выдвинули предположение, что происхождение жизни на Земле следствие целенаправленной деятельности внеземной цивилизации, существовавшей задолго до образования нашей планеты и с помощью космического аппарата пославшей на Землю "семена" жизни. По их мнению, один из аргументов в пользу космического происхождения земной жизни наличие во всех ее формах редких для Земли металлов (в частности, молибдена). Как справедливо указал Л. М. Мухин в качестве аргумента использована универсальность генетического кода для всего живого на Земле. Поскольку теории, объясняющей возникновение генетического кода, еще не существует, авторы постулировали происхождение всех форм жизни от одного-единственного микроорганизма, привезенного на Землю из космоса. Однако серьезных доводов в пользу посещений Земли инопланетянами в настоящее время нет. Вот почему ни доказать, ни опровергнуть эту теорию пока практически нельзя.
обратная направленная панспермия теория обратной направленной панспермии, впервые была сформулированна Криком и Оргелом. Суть ее заключается в отправке земного генетического материала на планетные системы других звезд. Основная предпосылка этого проекта, как считают его авторы, необходимость сохранить уникальный земной генетический материал, поскольку существует угроза термоядерной катастрофы на Земле. Согласно проекту, специализированные космические аппараты, использующие в качестве двигателей солнечный "парус", будут направляться с субсветовыми скоростями к выбранным заранее звездам-мишеням и нести до 10 кг полезного груза каждый. Одна такая "посылка" будет содержать 10 различных земных микроорганизмов, находящихся во время полета в состоянии анабиоза. Такие экспедиции продлятся в среднем 1 млн. лет, необходима будет полная герметичность посылки, чтобы исключить воздействие космического вакуума на микроорганизмы. Все микроорганизмы можно расфасовать в замкнутые капсулы, причем в каждой капсуле, должен быть использован набор различных видов. Тогда, попав на соответствующую планету у звезды-мишени, будут размножаться лишь те виды, для которых физические (экологические) условия окажутся наиболее подходящими.
Ученые все больше склоняются к гипотезе о занесении на нашу планету жизни из космоса, получившую название теория Панспермии (смесь семян - греч.). Первым обосновал эту гипотезу Герман Эбергард Рихтер в 1865 г. Она основывается на теории о том, что начало зарождению жизни на земле дали инопланетные «зародыши жизни». На протяжении миллиардов лет в верхние слои атмосферы, на земную поверхность планеты попадали из космоса тела различной формы и происхождения. Не исключено что на некоторых из них могли находиться микроорганизмы и споры, семена. Хорошим переносчиком являются метеориты. Эта теория хорошо объясняет разнообразие видов и форм жизни на планете. Но открытие имеющего негативное влияние на биологические тела космического излучения значительно ослабила теорию.
Запуск на Луну зонда Сервйер-3 доказал что микроорганизмы могут вполне переноситься небесными телами. Микроорганизмы, находящиеся на корпусе зонда, спокойно перенесли космическое путешествие. Теорию Панспермии снова начали обсуждать.
Начались исследования в этом направлении учеными разных стран. И, с 1963 года зафиксировано свыше 130 органических молекул разного типа в космосе. Американская научно-исследовательская программа Deep Impact по изучению кометного материала в 2006 году дала подтверждающие эту гипотезу результаты. В образцах комет были найдены простейшие микроорганизмы и молекулы воды. Значит, простейшие органические соединения могут транспортироваться на кометах и иных телах в космосе на большие расстояния. Таким образом, они могли попасть и на нашу планету. Следует вывод, что начало жизни на земле, как и разделение полов , может иметь космическое происхождение.
Теория панспермии получила развитие в работах русского академика А.Ю. Розанова. То, что простейшим бактериям примерно 3,8 миллиарда лет дали подтверждение раскопки в Гренландии. Согласно археологическим исследованиям на земле же жизнь зародилась примерно 4,5 млн. лет. По заключению ученого на протяжении 800 млн. лет жизнь вероятнее всего не могла появиться сама по себе.
Теория панспермии получила доказательство в том, что простейшие микроорганизмы, бактерии, микробы, споры, попав в благоприятную среду планеты после длительного путешествия просторами космоса, с высокой вероятностью могли зародить жизнь. Теория Дарвина о происхождении человека подверглась сомнению. Появилось мнение, что обезьяны результат дегенерации одной из ветвей человека, которая существовала 10 миллионов лет на Земле. Может быть, нашими предками были как раз космические споры, и мы несем в себе генетический код из Вселенной.
Достаточно экзотична. Она гласит, что жизнь на нашей планете имеет космическую природу. Ее зародыши были занесены на Землю с другого небесного тела (например кометы) или даже корабля пришельцев. Панспермия - это идея, появление которой связывают с именем античного мыслителя Аристотеля. Сторонником теории был живший в XVII-XVIII вв. Готфрид Лейбниц. Однако только в начале XX столетия панспермия перестала быть только философским рассуждением и обзавелась разными научными обоснованиями и моделями.
В 1908 году шведский ученый выдвинул концепцию, получившую название теории радиационной панспермии. Физик предположил, что первые споры бактерий оказались на Земле после миграции из дальних уголков Вселенной. Причиной этого «переселения» Аррениус считал давление солнечного света (или света другой крупной звезды).
Данная гипотеза панспермии имеет немало сторонников. Самой вероятной прародиной жизни эти ученые называют Венеру, откуда термостойкие бактерии могли попасть на Землю в тот момент, когда две планеты оказались на максимально малом расстоянии друг от друга.
Существование светового давления еще до Аррениуса экспериментально доказал русский физик Петр Лебедев. Кроме того, он проанализировал воздействие этого явления на споры ликоподия (плауна). В связи с этим в XIX веке теория панспермии поддерживалась Фердинандом Коном, Юстусом Либихом, Германом Гельмгольцем и другими именитыми учеными своего времени.
Вместе с тем в XX столетии данная концепция подвергалась критике со сторон самых разных исследователей. Среди них были Иосиф Шкловский, и многие другие. Противники опровергают доказательства панспермии на том основании, что длительная космическая миграция не может обойтись без получения губительной для спор дозы радиации.
В обобщенном панспермии гласит, что вакуум, в котором при длительном путешествии могут пребывать бактерии, не должен мешать их жизнедеятельности, так как при крайне низких температурах клетки находятся в замороженном состоянии (анабиозе). Теоретически такие гости могли «очнуться» сразу после своего прибытия на Землю, где благодаря стечению множества обстоятельств сложились комфортные климатические условия.
Вышеописанные идеи были опровергнуты современными учеными. Исследования в лабораториях показали, что в космическом вакууме клетка попросту взрывается из-за сверхбыстрого испарения собственной воды. Вследствие этого процесса микроорганизмы разрушаются избыточным внутренним давлением. Таков главный аргумент специалистов, считающих, что радиационная панспермия - это миф.
Еще одна разновидность панспермии - литопанспермия. Основатель теории Мелвин Кальвин считал, что зачатки жизни могли попасть на нашу планету вместе с метеоритом. До сих пор эта концепция панспермии так и не была подкреплена соответствующей фактурой.
На Землю действительно попадают крохотные остатки сгоревших в атмосфере метеоритов. Такие материалы исследовались самыми разными учеными, но никому еще не удавалось обнаружить на них или в них следы жизни. Ученые фиксировали лишь некоторые биологические вещества (например жирные кислоты и аминокислоты).
Другая гипотеза о появлении жизни на Земле, связанная с панспермией, это так называемая кометная теория, изложенная в книге Фреда Хойла «Облако жизни». В этой публикации автор попытался доказать состоятельность своей концепции на примере глобальных вирусных эпидемий (в том числе на примере испанки начала XX века). Хойл предположил, что подобные массовые заболевания (пандемии) можно объяснить их кометным происхождением. Точно так же, как вирусы, на Землю могла попасть и жизнь, утверждал автор.
Есть свои аргументы и у противников теории о кометном происхождении бактерий. Большинство вирусологов согласны в том, что, к примеру, эпидемия гриппа в Гонконге в 1968-1969 гг. гораздо логичнее объясняется передачей заразы от человека к человеку и ее эволюцией в борьбе против иммунной системы, чем идеей о ее космических корнях. Кроме того, литопансермия - это гипотеза, которая не может объяснить, как метеорит с бактериями попал в Солнечную систему из другой звездной системы, где, возможно, есть признаки жизни.
В 1970-е гг. в научном сообществе появилась еще одна смелая теория зарождения жизни на Земле - направленная панспермия. Этой гипотезы не было бы, если бы не тогдашняя популярность темы инопланетного разума. Если верить направленной панспермии, то первые зародыши жизни оказались на Земле по воле некой цивилизации, существующей где-то в глубинах космоса. Возможно, споры и бактерии были присланы на специальном аппарате, а делалось это все для создания колонии или проведения научного эксперимента.
Сторонники идеи направленной панспермии в качестве ее доказательства напоминают о том, что все земные организмы имеют в своем строении редкие для нашей планеты металлы, в том числе молибден. Другой аргумент заключается в природе генетического кода. Истоки этого феномена до сих пор до конца не изучены. Из-за множества белых пятен появляются самые невероятные предположения, в частности и гипотеза о направленной панспермии. Ее апологеты считают, что все земные организмы произошли от общего предка (микроорганизма), появившегося здесь благодаря инопланетной цивилизации. Между тем, до сих пор нет никаких внятных доказательств о существовании пришельцев и об их визитах на Землю.
Еще одна панспермическая гипотеза сводится к предположению о том, что Земля образовалась из космической пыли, уже имевшей зародыши жизни. В таком случае бактерии могли выжить только при сохранения стабильной температуры на новой планете. Однако исследования ученых показали: на ранних этапах своего существования Земля представляла собой раскаленный шар, который продолжал охлаждаться на протяжении многих миллионов лет.
Тем не менее космическая пыль в качестве носителя жизни могла попасть на нашу планету много позже. Это еще одна гипотеза, которую предлагает панспермия. Кратко говоря, данные предположения несостоятельны, что в 1970-е гг. доказал в том числе и советский ученый Лев Мухин. Любые сложные органические соединения, прежде чем оказаться на Земле, должны преодолеть плотные слои атмосферы, где они и сгорают вместе с метеоритами и другими космическими объектами.
Новые споры о космической природе земной жизни завязались в 2001 году, когда в индийском штате Керале прошел уникальный красный дождь. Исключительность этого природного явления заключалась не только в неожиданном цвете осадков. Очевидцы дождя сообщали, что перед ливнем они стали свидетелями необычайной грозы и мощных вспышек света.
Феномен красного дождя привлек внимание ученых и дилетантов со всего мира. Дальнейшие исследования показали, что истинной причиной неестественного цвета стали частицы, находившиеся в воде в виде взвеси. Виновники сенсации оказались спорами. Для сторонников панспермии этот факт стал еще одним аргументом в пользу концепции о космических истоках земной жизни.
Мог ли миллиарды лет назад над Землей пройти первый подобный дождь из спор, которых прежде на планете никогда не было? Большинство специалистов интерпретировало события в Индии иначе. Ученые выяснили, что споры, выпавшие вместе с красным дождем, принадлежали к эпифитам - распространенному виду растений, повсеместно растущему в этой части света. Таким образом, осадки оказались лишь эпизодом круговорота органических веществ в природе. Тем не менее эпизод с красным дождем в Керале продемонстрировал, как гипотетически могло бы произойти заселение Земли жизнью.
На сегодняшний день никому так и не удалось обнаружить признаки жизни вне Земли (в том числе и в метеоритном веществе, попавшем на третью планету Солнечной системы из космоса). Периодически в средствах массовой информации появляется сенсационная информация о таких находках, однако на поверку она оказывается неправильной интерпретацией фактов или намеренным враньем. Зачастую за организмы принимаются неорганические соединения, подобные бактериальным. Кроме того, попадая на Землю, космическая материя «загрязняется» земной жизнью, что еще сильнее путает наблюдателей.
Все эти доводы показывают, что панспермия - это сомнительная гипотеза, у которой нет доказательной базы. Впрочем, научный скепсис не мешает значительному числу энтузиастов продолжать поиски аргументов, подтверждающих подобные теории.
