Ученые обнаружили в образцах грунта астероида Рюгу витамин В3 и урацил — важнейшие вещества для любых живых организмов. Еще в 2020 году крошечные образцы реголита были доставлены на Землю и с тех пор тщательно изучались — периодически ученые докладывают об обнаружении в них органических веществ. На самом деле сообщения о том, что «в космосе нашли кирпичики жизни», или «следы жизни», поступают нередко. Например, много шума наделало обнаружение фосфина в атмосфере Венеры или спирта в молекулярных облаках по соседству с центром Галактики. Но являются ли эти находки доказательством того, что жизнь на Землю была занесена из космоса?
Чтобы не пропускать главные материалы «Холода», подпишитесь на наш инстаграм и телеграм.
На космических телах находят органические вещества. Что в этом такого?
Если коротко — в этом видят намеки на решение двух фундаментальных загадок: о том, есть ли жизнь за пределами Земли, и о происхождении жизни вообще.
Вплоть до эпохи космических полетов ученые считали почти само собой разумеющимся, что если не разум, то жизнь во Вселенной распространена широко. Еще в 1940–50-е годы советские ученые были настолько уверены в этом, что создали науку астроботанику и предполагали, что листья марсианских растений должны быть очень темными, поскольку в суровом климате им надо сохранять больше тепла.
Затем космические аппараты достигли Марса и Венеры, собрали данные о климате на их поверхности, и сейчас нам ясно, что предмета для изучения у астроботаников может не появиться и в ближайшие тысячи лет.
Сегодня даже оптимисты соглашаются, что если жизнь в Солнечной системе и существует где-то, кроме Земли, то в виде разве что одноклеточных организмов, спрятанных где-то глубоко в подледных океанах Европы или Энцелада.
Также ученые все еще надеются найти следы жизни на Марсе. Обжегшись на первых экспериментах по ее прямому поиску, которые проводили «Викинги» — космические аппараты программы НАСА по изучению Марса — сейчас специалисты занимаются поиском ниш, где марсианские микроорганизмы могли существовать в прошлом. НАСА выбрало стратегию «следуй за водой», то есть американские посадочные зонды и марсоходы ищут, где на Марсе могла существовать жидкая вода, и только потом планируют изучать, были ли там микроорганизмы. Минералов, сформировавшихся в присутствии воды, найдено уже много, но следов жизни пока нет.
Микропутешественники сквозь космос
Пока самое популярное направление астробиологии — изучение земных бактерий, обитающих в экстремальных условиях. Ученые ставят эксперименты, в ходе которых проверяют, могут ли микроорганизмы выжить в условиях, подобных марсианским.
Инженеры и ученые, которые занимаются межпланетными миссиями, должны решать задачу планетарной защиты. Речь идет не об обороне Земли от инопланетных захватчиков, а о защите других планет от загрязнения земной жизнью, микроорганизмами, которые вместе с нашими космическими аппаратами могут попасть за пределы Земли. Ученые не столько стремятся защитить инопланетные микробы от потенциальных конкурентов, сколько стараются облегчить себе жизнь: если потом они найдут живые организмы на других планетах, откуда им знать, что они не были занесены с Земли?
Впрочем, возможно, все их усилия напрасны — в том случае, если верна гипотеза о вездесущности жизни, то есть панспермии.
Теория панспермии: жизнь во Вселенной была всегда?
Теория панспермии, оформившаяся в конце XIX века, гласит, что жизнь во Вселенной существовала всегда. Вселенная тогда считалась бесконечной и во времени, и в пространстве, поэтому вопрос о происхождении жизни как таковой лишался смысла: миры рождаются и умирают, семена жизни переносятся сквозь пространство (например, под давлением солнечного света) и прорастают на подходящих планетах.
Спустя век мы знаем, что у Вселенной есть конечный возраст, а значит, вопрос о происхождении жизни все-таки актуален. Однако гипотезу о переносе жизни сквозь космическое пространство продолжают изучать.
Литопанспермия. Жизнь залетела с метеоритом?
Один из самых популярных сценариев такого переноса — литопанспермия — описывается так: при падении на планету крупного космического тела фрагменты породы могут быть «выбиты» в космос, а затем, спустя годы странствий по Солнечной системе, упасть на другой планете. Если в этой породе были живые организмы, то, возможно, они выживут и смогут продолжить существование на новой планете.
С механической точки зрения этот процесс вполне возможен — и, более того, не раз реализовывался. Сейчас ученым известно более 200 метеоритов, которые когда-то были «выбиты» с поверхности Марса и в итоге падали на Землю. В 1990-е годы в одном из таких метеоритов были даже обнаружены следы микроорганизмов. Но сенсация не устояла: дальнейшие исследования не подтвердили, что эти следы имеют биологическое происхождение.
Точного ответа на вопрос, действительно ли возможен перенос жизни с метеорита (и происходило ли такое когда-нибудь), остается открытым. Чтобы ответить на него, российские ученые, например, проводили эксперимент «Метеорит»: помещали образцы живых организмов в базальтовые пластины, которые затем закрепляли на внешней поверхности спускаемого спутника «Бион». Вход в атмосферу вместе с ним должен был таким образом имитировать «посадку» микробов вместе с метеоритом. Среди «пассажиров» в итоге нашлись выжившие.
Способность микроорганизмов выживать в открытом космосе проверяют в экспериментах на МКС (результаты показывают, что некоторые «герои» действительно могут продержаться довольно долго). Кроме того, обследование внешней поверхности МКС показало, что некоторые земные бактерии способны добираться до космоса самостоятельно благодаря электрическим токам в атмосфере. Так что при некотором оптимизме можно предположить, что усилия спецов по планетарной защите напрасны и споры земных бактерий уже загрязнили Солнечную систему.
Кирпичи на экспорт
Многим исследователям более вероятным представляется другой сценарий: из космоса на планеты попадают не готовые организмы, а лишь прекурсоры, сложные органические молекулы, необходимые для формирования первых микроорганизмов, — те самые «кирпичики».
В межзвездном пространстве, в холодных молекулярных облаках могут формироваться довольно сложные органические молекулы. В их числе, например, соединения циклопентадиена, метиловый спирт и ацетальдегиды. В протопланетных облаках была найдена органическая кислота.
Сложную органику находили на планетах Солнечной системы и в метеоритах. Например, до сих остается неразгаданной загадка метана на Марсе: точно ли он есть в атмосфере, с чем связаны резкие колебания его концентрации и его происхождение, может ли этот метан быть биогенным? Примерно такие же вопросы вызывает и открытие следов фосфина в атмосфере Венеры: это вещество тоже может быть продуктом жизнедеятельности микроорганизмов.
Наконец, в метеоритах находили и азотистые основания, из которых строятся молекулы ДНК и РНК: аденин (A), тимин (T), гуанин (G), цитозин (C) и урацил (U). Поэтому находка урацила и аминокислот в образцах, доставленных зондом «Хаябуса-2» с астероида Рюгу, — это лишь подтверждение (на чистом материале, который не подвергался действию земных условий) того, что такие молекулы действительно могут формироваться в Солнечной системе под действием колебаний температуры, ультрафиолетовой радиации и космических лучей.
Зная это, ученые допускают, что элементы РНК и ДНК действительно могли попадать на раннюю Землю с метеоритами. К сожалению, это не приближает нас к ответу на вопрос, откуда эта жизнь взялась.
Простая жизнь
Возможно, самая простая «жизнь», которая существовала на Земле, — это самовоспроизводящиеся молекулы РНК. Гипотеза гласит, что «мир РНК» мог существовать до появления одноклеточных организмов с ДНК, РНК и белковыми молекулами. Однако для запуска репликации РНК необходим целый набор сложных молекулярных инструментов, и ученые пока не могут себе представить, как они могли появиться.
Биолог Евгений Кунин подсчитал, что вероятность возникновения всей этой машинерии очень низка: 10−1081 (это дробь, где после десятичной запятой идет 1081 ноль и только затем единица). Иначе говоря, это означает, что жизнь во Вселенной вполне может существовать только на Земле и нигде больше (если не рассматривать гипотезу множественности вселенных). Не все ученые с ним согласны, некоторые пытаются смоделировать другие механизмы появления цикла самовоспроизведения РНК, которые, возможно, позволят убрать несколько нулей из этой десятичной дроби.
Но, к сожалению, обнаружение любого количества новых «кирпичиков жизни» не приблизит нас к решению этой проблемы.
