Инопланетяне рядом с нами!

В обсуждении последних колонок раз за разом всплывала тема панспермии. Речь идёт о переносе живых организмов или, по крайней мере, ключевых биологических молекул через космос.

Идея это старая. Ещё в V веке до нашей эры Анаксагор утверждал, что жизнь возникает из семян, которые существуют "всегда и везде". В 1865 году Герман Рихтер высказал догадку, что жизнь занесена на Землю метеоритами или космической пылью. В 1884 году Сванте Аррениус, создатель теории электролитической диссоциации, предположил, что перенос спор бактерий между звёздами происходит благодаря давлению света.

Носят ли эти взгляды чисто теоретический характер? Нет. В 1969 году команда "Аполлона-12" нашла земные бактерии на находящемся на Луне зонде "Сервейер-3". Они перенесли космическое путешествие и остались живы! В 1996 году в найденном в Антарктике метеорите ALH84001, который, судя по всему, был выбит из поверхности Марса, обнаружили нечто, очень напоминающее остатки бактерий.

Конечно, даже если это бактерии, они уже мертвы. Но ALH84001 долго болтался в космосе. Может, некоторые куски, выбитые из поверхности Марса вместе с ним, долетели до Земли достаточно быстро и сохранили жизнеспособный биологический материал?

Иные метеориты с Марса позволяют утверждать, что там когда-то наблюдались условия, вполне напоминающие земные.

Точь-в-точь такие древовидные углеродистые образования находят в вулканических образованиях на дне океана - земного океана! Но эти фотографии сделаны на спиле выбитого с Марса метеорита Нахла, который упал в Египте в 1911 году. Можно заключить, что они образовались на дне марсианского океана!

Сохранилась ли жизнь на Марсе сейчас? Вопрос не закрыт. Марс остыл, и развитой жизни на нём не найдено. Бактериальная жизнь там весьма вероятна, и косвенных свидетельств тому получено немерено. Увы, пока большинство из них небесспорны. Что поделать: результаты экспериментов "Викингов", выполненных в 1976 году, до сих пор вызывают споры: нашли проявления жизни или нет.

Меня порадовало сообщение, что на снимках Марса, сделанных в 1997 году станцией Pathfinder, зарегистрированы спектры поглощения хлорофилла. Если это так, обнаружение жизни на Марсе - вопрос недолгого времени. Я надеюсь дожить. А узнаю ли я когда-нибудь о результатах палеонтологических раскопок на соседней планете, с описанием остатков древнемарсианской флоры и фауны? Ой, вряд ли получится. Жаль, конечно.

Фотография с марсохода Spirit, на которой, как считают энтузиасты, запечатлён марсианский "лишайник"

Характерные биомолекулы (а иногда и структуры наподобие отмерших бактерий) найдены и в метеоритах, не связанных с Марсом. Так, в 1969 году на австралийский посёлок Мёрчисон (Murchison) обрушился (повредив здание) метеорит, весьма богатый органикой. Что самое интересное, смесь аминокислот в этом углистом хондрите не является оптически нейтральной: левовращающие аминокислоты в нём преобладают над правовращающими.

Мы ещё не обсуждали толком эту любимую креационистами тему: хиральную несимметричность молекул в составе организмов. Соединения, в которых с одним атомом углерода связано четыре различных радикала, могут существовать в двух зеркально симметричных формах, соотносящихся как правая и левая рука. Любители вычисления головокружительных невероятностей не раз развлекались, оценивая шансы на то, что все аминокислоты в одном белке случайно окажутся левовращающими.

Понятно, дело тут вовсе не в случайности. Сейчас известен целый ряд процессов, сдвигающих равновесие лево- и правовращающих изомеров в одну сторону. Это и облучение поляризованным светом, и физико-химические феномены, происходящие на разделе сред. Та из форм, которая получила преимущество, должна была обеспечить преимущественное использование соответствующих биокатализаторов и со временем практически вытеснить "конкурентов".

Так или иначе, на мёрчисоновском метеорите преобладает нужная форма аминокислот. Это долго объясняли загрязнением земными веществами, пока химики не показали, что и состав аминокислот в этом метеорите, и их изотопные особенности не соответствуют земной жизни. Две "мёрчисоновские" аминокислоты практически не встречаются на Земле и не могут быть местными загрязениями!

Так или иначе, идея переноса с планеты на планету биоматериала, даже жизнеспособного, не кажется невероятной. Но принципиально ли она меняет наши представления о земной жизни? Как ни странно, нет.

Видимо, в эпоху возникновения жизни на Земле процессы на ней и на Марсе шли параллельно. Обмен между этими планетами мог быть фактором ранней эволюции их жизни. Но даже доказательство такого обмена не означает, что мы - марсиане. Вероятно, на Марсе не было ничего, чего бы не было на Земле, но марсианской жизни вёе-таки нужно было перенести космический перелёт.

Спасает ли ситуацию представление о переносах вещества между звёздными системами? Не очень. Тут нужны особые транспортные средства (кометы, например), тут требуются перелёты колоссальной продолжительности, тут попадание космических путешественников в подходящую мишень становится крайне маловероятным. Объяснят ли эти предположения происхождение жизни?

Парадоксальным для меня образом идея панспермии в представлениях многих людей оказалась связана с креационизмом. Самый активный комментатор моих последних колонок считает, что если жизнь прилетела из другого места, то это другое место мы можем считать Богом (почему, ума не приложу). Фред Хойл и Чандра Викрамасингхе, отметившиеся в бесплодном вычислении вероятности "спрыгивания" молекул в клетки, считали, что происхождение жизни объясняет именно панспермия. Викрамасингхе подчёркивал, что масса комет несравнимо больше массы океана пра-Земли, и значит, появление жизни там вероятнее.

С моей точки зрения, тут спрятана логическая ошибка. Вероятность происхождения жизни вследствие случайной самосборки, не направляемой отбором, космически мала. Ни увеличение массы первичного вещества, ни растягивание времени на повторные попытки не спасёт эту безнадёжную идею. Научное объяснение происхождения жизни может заключаться лишь в описании факторов, обеспечивающих преимущественное воспроизведение всё более близких к ней процессов. Путь к такому объяснению коротко описан в двух предыдущих колонках, о добиологическом отборе и о преджизни.

Сторонники кометного происхождения жизни настаивают на том, что на кометах немало органики, что там есть зоны с разными температурами и что там тоже есть периодические изменения условий. Так-то оно так, но между периодическими сменами условий на планете и на комете есть принципиальные отличия. На планете переход от реакций синтеза к реакциям распада может быть связан со сменой времени суток; типичная планета может просуществовать очень большое количество дней. Периодические изменения условий на кометах связаны с их вращением вокруг звезды. Кометный год может быть очень большим, но в жизни каждой кометы таких годов может быть не столь уж много.

Итак, мне кажется, что происхождение жизни на планете более вероятно, чем в кометном веществе. Но это ещё не самая большая сложность кометной теории. Хорошо, представим себе, что на комете возникла жизнь. Допустим, что она попала на Землю. Выживет ли она в принципиально новых для себя условиях?

Приспособленность наблюдаемой нами жизни - следствие эволюции. В каждой детали строения живых организмов "зашиты" знание естественных законов и учёт особенностей земных местообитаний. Если не апеллировать к чудесам, объяснить этот феномен можно только эволюцией в соответствующих условиях.

Викрамасингхе пытается объяснить динамику эпидемий гриппа тем, что Земля проходит через хвосты комет, содержащие вирусы. Как в таком случае этот астроном объясняет, почему эволюция вирусов гриппа отражает эволюцию иммунитета их земных хозяев, мне неизвестно.

Небиологам часто кажется, что свойства организмов достаточно случайны. Чтобы понимать, что паразит - зеркало своего хозяина, нужно внимательнее присмотреться к их взаимодействию.

А если мы говорим об организмах, приспособленных к неизвестной нам среде, их не всегда опознает и биолог. Со времён Герберта Уэллса пришествие инопланетной жизни принято представлять как наступление ужасающих треножников, сеющих смерть. Увы (или к счастью?), более вероятные контакты с инопланетной жизнью будут не столь драматичны.

Самой большой цитатой, которую мы с Мариной Кравченко вставили в наш учебник экологии, стал кусок из "Космоса" Карла Сагана, посвящённый юпитерианской жизни, привыкшей парить в плотной метано-аммиачной смеси. Представьте себе, что какой-то процесс заносит покоящиеся стадии синкеров, флоатеров и хантеров с Юпитера на Землю. Да что там! Пусть это будут даже ассоциированные с ними образцы микрофлоры. И...

И ничего. Упадут на поверхность, вступят в химические реакции и погибнут. Всё. И чем больше разница между экосистемой вылета и экосистемой посадки, тем вероятнее именно такой исход. Кстати, а случалось ли подобное на нашей памяти?

Я до сих пор не сложил окончательного мнения об истории... Ой, а втисну ли я всё, что необходимо читателям, чтобы сформировать отношение к этой загадке, в эту и без того переполненную колонку? Лучше оставлю интересный рассказ на следующий раз.

А для концовки - сухой остаток на сегодня:

• похоже, живые организмы и сложные биологические молекулы могут выдержать путешествие между планетами одной звёздной системы; перемещения от окрестностей одной звезды к окрестностям другой представляются намного менее вероятными;
• исследования метеоритов дают свидетельства того, что наличие сложных органических веществ и даже жизни - не прерогатива нашей планеты;
• если условия экосистемы отбытия и экосистемы прибытия сильно отличаются, космический путешественник попадёт в совершенно не подходящие для него условия; эффективным может быть обмен лишь между подобными планетарными (кометными etc) экосистемами;
• изучение живых организмов и их фрагментов в материале из космоса даёт интересный материал для понимания закономерностей происхождения жизни, но вряд ли объяснит её наличие на Земле.

...и всё же на небо нужно смотреть с осторожностию..

В июле 2001 года над штатом Керала в Южной Индии пролились странные "цветные" дожди. Дождевая вода, которая проливалась на землю, имела красный цвет (а иногда – зеленоватый и серый). Окрашенные дожди продолжились до сентября.

"Кровавая" вода обычно лилась с неба относительно недолго и часто выпадала пятнами; иногда участки, где с неба лилась нормальная и окрашенная вода, разделяло совсем небольшое расстояние.

Загрязнённую воду собирали во многих местах; исследование показало, что на литр воды приходилось около 0,1 г твёрдых частиц. Местное население было встревожено: кровавые дожди ничего хорошего не предвещают...

Район выпадения красного дождя в Керале

Казалось бы, чего проще: извлечь загрязнения из пробы воды и установить их природу.

Рассматривалась версия о том, что ветер принёс в Кералу пыль из Аравии. Государственные инстанции Индии, ссылаясь на исследования местных ботаников, сообщили, что дождь окрасили споры зелёной водоросли Trentepohlia, часто входящие в состав лишайников. Эти водоросли действительно могут иметь оранжево-бурый цвет, поскольку содержат пигмент гематохром из группы каротиноидов. Исследования показали массовое распространение лишайников, содержащих трентеполию, в районе выпадения красного дождя. Вопрос закрыт? Нет.

Годфри Льюис, физик из университета Махатмы Ганди, считает, что дождь окрасили частицы внеземного происхождения. Льюис указывает, что начало "кровавых" дождей сопровождалось явлениями, которые можно трактовать как взрыв болида: вспышкой света и громовым ударом.

Льюис даже оценил массу выпавших загрязнений – около 50 тонн. Его оппоненты обоснованно подвергают такую оценку сомнению – уж больно сложно оценить площадь выпадения дождя и количество окрашенных осадков.

Окрашенная дождевая вода и найденные в ней частицы. Длина линии – 10 мкм

Но самое интересное не это. Льюис и его единомышленники считают, что дождь окрасили живые инопланетные организмы! Такое экстраординарное утверждение требует серьёзных доказательств. Представлены ли они? В общем, да, хотя их надёжность может подвергаться сомнению.

Ссылки на основные публикации, отражающие инопланетную версию дождя в Керале, есть даже в "Википедии". Это две статьи 2003 года, принадлежащие Годфри Льюису и Сантошу Кумару (первая посвящена кометному происхождению частиц дождя, вторая содержит некоторые данные о "биологии" частиц ), также статья 2010 года о росте и размножении частиц дождя, одним из авторов которой является Чандра Викрамасингхе, упоминавшийся в предыдущей колонке.

Уже в 2003 году исследователи установили следующее:

• из дождевой воды Кералы, собранной на открытом месте, извлечены частицы, которые рассматриваются как живые организмы;
• изученные частицы (авторы используют слово "клетки") не содержат ДНК, но содержат белки;
• они способны расти и размножаться на разных средах, от воды до трансформаторного масла, причем оптимальными для них являются условия высокой температуры и повышенного давления;
• частицы дождя хорошо растут в присутствии самых разных веществ (например, агрессивного окислителя перманганата калия), но не могут расти в присутствии поваренной соли;
• оптимальным для размножения частиц было их выращивание в воде с примесью кедрового масла при температуре 300°С и соответствующем давлении;
• верхний температурный предел чувствительности частиц установить не удалось из-за отсутствия технических возможностей удержания жидкой воды при высоком давлении; по крайней мере, ясно, что температура 380°С для этих частиц не чрезмерна;
• описан сложный жизненный цикл частиц; постулируется два варианта репродуктивного цикла и один тип цикла спорообразования;
• в ходе размножения частиц новые возникают не путём деления прежних, а внутри них!

На основании сделанных наблюдений авторы заявляют, что обнаружили представителей протоцарства экстремофилов, и все три царства земных организмов (бактерии, археи и эукариоты) должны были произойти от организмов, подобных частицам дождя Кералы.

Со времени прорыва в 2003 году изучение частиц дождя продолжилось. Льюис и Кумар регулярно выступают на конференциях, посвящённых астробиологии. Их данные в общем-то никто не опровергает, однако они остаются на периферии научного внимания. К 2010 году улучшились технологии выращивания частиц, появились качественные электронные микрофотографии и данные флуоресцентных исследований. Общие выводы остались теми же.

Ну и какой из версий поверить – водорослевой или космической? Индийским ботаникам, которые нашли множество лишайников, содержащих трентеполию, нет оснований не верить. Возможно, в образцах дождевой воды были споры этой водоросли, хорошо известной ботаникам. Но как трактовать данные Льюиса и его соавторов? В версию, что это обман, мне не верится. Судя по всему, Льюис искренне верит в то, что излагает. Версия добросовестного заблуждения тоже не очень-то убедительна. Так что же?

Я допускаю, что Льюис и его соавторы действительно работают с ранее не изученной формой жизни. Является ли она внеземной? Почему бы и нет?

Впрочем, данные изотопного изучения углерода из частиц дождя вроде бы не подтверждают версию о его внеземном происхождении...

Почему же результаты исследования частиц дождя из Кералы не привели к научной революции? В научные заговоры я не верю. Более вероятная причина коренится в последствиях специализации современных учёных.

Можно я объясню свою логику на значительно более близком к нам примере? Он тоже связан с некой загадкой, хотя для её объяснения и не нужны ссылки на инопланетян.

Мой коллега Александр Акулов занимается систематикой грибов. Для него важны микроскопические исследования плодовых тел этих грибов; в ходе пробоподготовки может проводиться размачивание материала в щелочи. Вот он помещает в щелочной раствор некий гриб, собранный в Карпатах.

Просматривая, видит странное животное. Фотографирует (чтоб показать зоологам и полюбоваться самому). Через некоторое время животное оказывается разрушенным...

На сегодня понимания того, что же нашел Акулов, нет. Одна из версий заключается в том, что на фотографии – какая-то странная тихоходка. Тихоходки (представители родственной членистоногим группы, которую часто выделяют в отдельный тип), кстати говоря, - достаточно сложные животные, для которых показана способность переносить космические путешествия. У морских тихоходок действительно бывают выросты сложной формы по бокам. Увы, версию о тихоходках высказывают специалисты по другим группам животных, а коллега-тихоходочник её решительно отвергает. И дело не в том, что это существо не может быть морской тихоходкой (Карпаты как-никак!). Важнее то, что его ноги явно покрыты твёрдым и членистым наружным скелетом, а не эластичной кутикулой, как у тихоходок.

Другая версия относительно этого животного – что это клещ, а точнее - личинка какого-то панцирного клеща, орибатиды. Будем ждать вердикта от специалистов по этой группе...

Случай с этим микроскопическим животным демонстрирует неблагоприятные последствия специализации биологов. Акулов – высококвалифицированный миколог, который раз за разом находит новые виды грибов. Естественно, что его способ действий оптимизирован именно для изучения грибов. Не будь его находка такой красивой, Акулов даже не стал бы её фотографировать.

Относительно недавно мой коллега (тот самый, кто занимается тихоходками, Евгений Киося) увидел статью в специальном журнале с описанием неизвестного животного, найденного в морских отложениях. На иллюстрации он, к своему удивлению, опознал вполне наземное животное – бродяжку, личинку щитовки. Щитовки – это насекомые из отряда равнокрылых. Их самки во взрослом состоянии напоминают небольшую неподвижную чешуйку на поверхности растения, а расселяются они благодаря личинкам, имеющим достаточно характерную внешность. Их-то переменчивая судьба и занесла в море, в донные отложения, а оттуда – в руки морских биологов.

Морские биологи поступили правильно – опубликовали статью с изображением неизвестной им находки. Прошло какое-то время, и опознание произошло.

В принципе, так же поступил и Акулов – и я публикую его фотографию. Может, через какое-то время кто-то напишет: "Ёлки-палки, это же то-то; удивительно, насколько вы там безграмотны, что не узнали это с первого взгляда!" А может, и не напишет, и тогда эта фотография повиснет в пустоте...

А теперь сравните сложности, которые возникают при изучении разных групп земных организмов, с проблемами опознания и описания возможных образцов инопланетной жизни! Примем на минуту версию, что в руках Льюиса действительно инопланетяне. Его не объявили сумасшедшим – уже хорошо.

Он и его единомышленники не знают толком, как исследовать эти объекты? Ничего удивительного. Специалисты по другим (земным) группам игнорируют эти данные? А чего еще можно было ожидать?

С другой стороны, история красного дождя позволяет понять, с какими сложностями сталкивается идея панспермии. Если Льюис и иже с ним правы, на Землю десять лет назад приземлились 50 тонн инопланетян. Каковы последствия для биосферы Земли? Практически никаких. Версии о том, что земные организмы когда-то произошли от таких пришельцев, ничем не подтверждены. Хорошо ещё, что сколько-то образцов попало в руки энтузиастов.

Так что выпало в Керале? Кого нашёл Акулов? Я не знаю...

P.S. Написал колонку, показал жене. Она говорит:

- Не верю в инопланетное происхождение кровавого дождя.

- Почему?

- Прошло десять лет, и за это время - почти никакой биологической конкретики...

- Хорошо, представь себе: вот напечатали колонку, я послал её Льюису, а он передал сколько-то частиц. Что мы могли бы с ними сделать?

И действительно, что? Поговорили, что-то поняли. Поместить в питательной среде в открытый капилляр из тугоплавкого стекла и, то помещая в автоклав, то извлекая, проследить за судьбой отдельных частиц и их потомства. Разрушить частицы (механически, ультразвуком), попробовать провести ПЦР нуклеиновых кислот (если они там всё же есть), электрофорез белков. На самом деле, просто убедиться в том, что частицы таки растут, и искать гранты на их исследования...

А почему этого не сделал кто-то другой? Не знаю.