НЕРАЗГАДАННЫЕ ТАЙНЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ

НЕРАЗГАДАННЫЕ ТАЙНЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ

Наша планета полна жизни. За более чем 4 миллиарда лет своего существования она стала домом для удивительного разнообразия организмов, которые обосновались буквально повсюду. Жизнь можно найти от самых глубоких мест в океане до палящего жара вулканов, от кислотных источников до ледяных горных вершин. Везде живые существа умудрились приспособиться к окружающей среде, извлекая из неё энергию и питательные вещества, чтобы существовать, развиваться и размножаться.

И хотя между одноклеточными бактериями и человеком различий больше, чем можно представить, в чём-то они удивительно похожи. Всё живое строится из одинаковых молекул и атомов: углерод, азот, кислород, водород, фосфор и некоторые другие элементы — настоящие кирпичики жизни.

Раз Вселенная возникла из одного глобального события — горячего Большого взрыва, — было бы логично предположить, что ингредиенты для жизни существовали с самого начала. Кажется почти очевидным: жизнь просто обязана была появиться в какой-то момент, ведь «вероятность любого события — 100%, ведь оно уже произошло», как философски заметил герой фильма «Трасса-60». Но это, к сожалению, не совсем так.

Большой взрыв создал всю эту невообразимую Вселенную, но тяжёлые элементы, которые нам так нужны для жизни, тогда ещё не существовали. Ранней Вселенной “не повезло” с законами физики. Например, если бы дейтерий был чуть стабильнее, или фотонов с высокой энергией появилось бы немного меньше, то ядерные реакции могли бы начать создавать тяжёлые элементы уже в первые секунды после взрыва. Но этого не случилось. Результат: получились только водород и гелий — а для жизни этих элементов, увы, маловато.

Жизнь начала складываться только спустя сотни миллионов лет, когда появились первые звёзды. Их высокая температура и давление позволили «наплавить» углерод, кислород и другие элементы тяжёлого калибра, из которых уже потом сформировались более сложные молекулы. Без этих звёздных «химзаводов» наша собственная планета, как и вся жизнь на ней, попросту не могли бы появиться. Грустный факт для всех, кто привык ожидать мгновенного результата.

➤ От звёзд к каменистым мирам

Но и звёзд было недостаточно. Для зарождения жизни, как на Земле, требовалось время. После каждого поколения звёзд, умирающих взрывами или превращающихся в белые карлики, космос пополнялся тяжёлыми элементами. Спустя сотни миллионов лет этот галактический суп стал достаточно «наваристым», чтобы начать формировать каменистые планеты, пригодные для органической химии и первых биологических цепочек.

Интересный момент: астрономы обожают термин «металличность», подразумевая под этим всё, что тяжелее водорода и гелия. Изучая звёзды и их состав, можно определять, насколько богаты они этими элементами. Например, наше Солнце — почти что богач, с металличностью порядка 1-2%. Но даже звёзды с гораздо меньшим количеством тяжёлых элементов способны создавать условия для жизни.

За последние 20 лет астрономы открыли тысячи экзопланет — предполагаемых миров, где может быть жизнь. Однако те из них, что находятся у звёзд с низкой металличностью, пока всё же редки. Лишь небольшой процент таких систем имеет планеты, напоминающие Землю, — это явно намекает, что жизнь, возможно, возникала далеко не везде.

➤ И наконец, появляется вопрос: как?

Ну ладно, с тяжёлыми элементами вроде бы разобрались — но как, собственно, неживая материя вдруг взяла да и стала живой? Это самый сложный вопрос, и ответа на него пока нет. Однако кое-что учёным удалось выяснить.

Некоторые подсказки мы находим на астероидах и метеоритах. Эти космические гости часто несут с собой сложные органические молекулы, аминокислоты и даже компоненты ДНК и РНК. Это как бы подсказывает нам, что «заготовки» жизни могли быть повсюду в молодой Солнечной системе. Но стоит ли из этого делать вывод, что жизнь могла сама собой возникнуть из-за удачного смешивания этих «ингредиентов»? Большинство учёных считают, что такой сценарий, скорее всего, был сложнее. Кажется, что для начала всё-таки понадобился какой-то базовый метаболизм. А может, жизнь вообще пришла к нам из другого уголка космоса?

➤ А мы вообще одни?

Теория панспермии — идея о том, что жизнь могла прилететь на Землю с других миров, — звучит удивительно, но не слишком фантастично. На данный момент единственное место, где мы точно знаем, что есть жизнь, — это наша собственная планета. Однако другие кандидаты, вроде Марса, Европы или Энцелада, не дают нам уверенности. До сих пор не найдено никаких неопровержимых следов биологической активности где-либо ещё, хотя поиски продолжаются.

Кстати, сама Земля тоже не раз переживала бесконечные катаклизмы. Например, Марсоподобный объект, врезавшийся в наш мир более 4 миллиардов лет назад, не только способствовал появлению Луны, но и мог сыграть роль в стабилизации земной оси. Но бывает ли стабильность настолько критична? Учёные уже сомневаются, что «идеальные условия» настолько уж нужны для возникновении жизни в других местах Вселенной.

➤ Чему мы все обязаны своей жизнью?

Интересно, что Земля — чуть ли не единственная планета с подтверждённой тектоникой. Без движения литосферных плит давно бы исчезли многие процессы, поддерживающие экологический баланс. А вулканы? Они, кажется, одновременно наш дар и проклятие: выбрасывая углекислый газ, создают климат, благоприятный для жизни, но потенциально способны и разрушить его.

Не стоит недооценивать и Юпитер — долгие годы считалось, что его гравитация защищает нас, притягивая к себе астероиды. Правда, теперь взгляд изменился: возможно, благодаря ему на Землю однажды прилетел метеорит, который, скорее всего, уничтожил динозавров.

Что до подходящей зоны для развития жизни, то в галактике таких мест, как минимум, предостаточно. Половина Млечного Пути, вероятно, может быть пригодна для возникновения биологических процессов. Судя по всему, не так уж мы уникальны, хотя пока прямых доказательств этому нет.

➤ Что вообще считать жизнью?

Если вы думаете, что учёные до конца понимают, что такое жизнь — спешу вас расстроить: определения разнятся. От сложных биохимических моделей до простого списка требований (энергия, углерод, жидкая вода), всё ещё не ясно, какими именно свойствами обязательно должна обладать любая живая сущность. Живое это или нет, всё усложняется без твердого определения.

➤ Случайность или закономерность?

Может ли появление жизни быть закономерным? Исходя из законов термодинамики, это не так уж и фантастично. Некоторые исследователи полагают, что жизнь — результат закономерного объединения атомов в энергоэффективные структуры. Могло ли это произойти сколько угодно раз во Вселенной? Можно и поспорить.

Пожалуй, будущее исследований покажет, насколько справедливы эти гипотезы. А пока остаётся один изящный вывод: всё, что угодно, способно стать логичным следствием физических законов. Что ж, от этого жизнь выглядит чуть меньше магией — но зато становиться ещё более внушающим трепет чудом природы!