Жизнь занесли на Землю из космоса?

По сюжету кинохита 2012 года «Прометей», жизнь не зародилась на Земле, а была принесена сюда высокоразвитой космической цивилизацией «инженеров». Возможно, они пытались защитить жизнь от некоей опасности, заполнив ее семенами далекие планеты, или просто решили попробовать себя в роли «садовников Вселенной». Такие мысли время от времени обсуждаются и земными учеными. И хотя наука не должна давать ответа на вопрос «зачем», она вполне готова подсказать «как».

Мысль о том, что жизнь была занесена на Землю из космоса, имеет долгую и авторитетную историю. Анаксагор высказывал ее еще в V веке до н. э., и сам термин «панспермия» — греческий. Идею развивали крупные ученые Нового времени, такие как лорд Кельвин и Сванте Аррениус, да и современные интернет-мемы с планетами, зараженными инфекцией жизни, питаются этими представлениями. Однако с началом космической эры, когда люди стали лучше понимать всю опасность и громадные размеры межзвездного пространства, многие решили, что такое путешествие не выдержит ни один живой организм.

«Как альтернативу механизмам, предложенным еще в XIX веке, мы выдвигаем теорию направленной панспермии, намеренного переноса организмов на Землю разумными существами с другой планеты», — писали в 1972 году британский химик Лесли Орджел и нобелевский лауреат Фрэнсис Крик, один из первооткрывателей структуры ДНК. Их статья в журнале Icarus появилась через два года после того, как Орджел впервые озвучил идею перед коллегами, собравшимися в Бюраканской обсерватории в СССР, на международной конференции по коммуникациям с внеземными цивилизациями. Такая мысль проговаривалась и раньше, но лишь тогда она оформилась в последовательную гипотезу. Авторы сразу подчеркнули, что весомых причин считать ее верной нет. Зато есть два довольно примечательных наблюдения.

На что надеяться?

Во-первых, это единство генетического кода всех живых организмов. Ведь в ДНК и человека, и очень далекой от него кишечной палочки аминокислоты зашифрованы одними и теми же триплетами нуклеотидов. По мысли Крика и Орджела, такая система должна была появиться лишь целиком и сразу или могла быть выбрана «садовниками». Ведь если бы она развивалась из более простого кода, то мы увидели бы расхождения в работе современных геномов. Даже человеческие языки используют очень разные способы кодирования одних и тех же слов, здесь же мы будто имеем дело с указанием на некий общий «праязык».

Другим доводом ученых стало загадочное пристрастие земных организмов к молибдену. Этого элемента крайне мало в морской воде и еще меньше — в минералах коры, а между тем он играет жизненно важную роль в клетках и кишечной палочки, и человека. Только у бактерий идентифицировано более 50 ферментов, неспособных работать без него, и даже нам молибден требуется в куда больших концентрациях, чем встречается в неживой природе. Вряд ли базовые биохимические процессы, формировавшиеся еще у первых протоклеток, могли основываться на элементе, добыть который так непросто. Возможно, условия их развития были другими — с избытком молибдена, инопланетными?..

Последующие открытия серьезно пошатнули эти позиции. Сегодня фаворитами на роль первых экосистем, где могла зарождаться земная жизнь, стали «черные курильщики». Такие геотермальные источники выбрасывают в океан горячую, насыщенную множеством солей воду, и часто весьма богаты молибденом (а также и жизнью). Впоследствии даже Лесли Орджел отказался от идеи направленной панспермии, хотя Крик продолжал поддерживать ее до конца. Как показали новые открытия, он мог быть не так уж и неправ.

Что и куда?

Сегодня существование жизни вне Земли выглядит куда более реалистичным, чем в 1970-х. Астрономические наблюдения обнаружили присутствие органических веществ, порой довольно сложных, и на кометах, и в газопылевых облаках далеких галактик. В составе метеоритов найдены все нужные предшественники биомолекул. Масса хондритов включает 2−5% углерода, и до четверти его приходится на органику. Существуют свидетельства о наличии сложных молекул на Красной планете, хотя и не вполне достоверные.

При этом обмен веществом между Марсом и Землей оказался тоже впечатляющим. По современным оценкам, до сих пор на нашу планету с него падает порядка 500 кг материала в год, а раньше и того больше. И хотя почти все это количество приходится на мелкие пылинки, найдено более 30 добравшихся до нас марсианских метеоритов. В одном из них (ALH 84001) в 1996 году даже идентифицировали нечто, похожее на следы бактерий. Впрочем, не Марсом единым: в 2017 году астрономы наблюдали астероид Оумуамуа, залетевший в Солнечную систему от другой звезды. Предполагается, что каждый год нас посещают тысячи таких межзвездных странников. И почему бы одному из них не нести «споры» жизни? Благо за последние четверть века мы обнаружили тысячи далеких экзопланет.

Выяснилось, что планеты и целые планетные системы — обычное дело по всей Галактике. Открыты десятки миров, потенциально подходящих для жизни земного типа. Да и сама жизнь оказалась не так хрупка, как выглядела еще в годы публикации Крика и Орджела. За прошедшее время нашлось множество организмов, прежде всего архей, населяющих крайне экстремальные экосистемы — от тех же «черных курильщиков» до самых сухих и морозных пустынь. Эксперименты на орбите показали впечатляющие способности многих довольно сложных существ переносить космические путешествия, даже не самые кратковременные. Что уж говорить об организмах, защищенных не случайным метеоритом, а продуманным и спроектированным межзвездным зондом.

Как улететь?

Стратегию направленной панспермии еще на протяжении 1990-х разрабатывал новозеландский химик Майкл Мотнер. По его мысли, подходящими целями могли бы стать молодые протопланетные облака, расположенные не слишком далеко, в нескольких десятках световых лет. Точно рассчитанная масса и скорость зонда позволят ему оказаться в нужной области облака — там, где в будущем сформируется землеподобная планета. Движение аппарату обеспечит солнечный парус или ионная тяга, а защищенные капсулы доставят на место доли микрограмм — сотни тысяч клеток — разнообразных микробов-экстремофилов. По расчетам Мотнера, с подходящим парусом достичь соседних облаков можно будет за какие-то десятки-сотни тысяч лет, и нескольких граммов биомассы будет достаточно для «заражения».

Новое дыхание идеям ученого придал проект Genesis, предложенный немецким физиком Клаудиусом Гросом уже в 2016 году. В полном соответствии с духом времени он надеется на искусственный интеллект, который сможет обнаружить идеальные цели для направленной панспермии и подберет подходящий для этого коктейль микроорганизмов. Ученый считает, что при оптимистичном сценарии первые капсулы Genesis отправятся в полет уже через 50 лет, а при пессимистичном — через столетие. Возможно даже, что на борту они понесут не «диких» микробов, а специально спроектированные биологами клетки-полиэкстремофилы.

Скорее всего, это будут целые зародыши генно-модифицированных экосистем, в которых анаэробные (не нуждающиеся в кислороде) многоклеточные эукариоты будут ждать своего часа бок о бок с фотосинтезирующими цианобактериями, высокоустойчивыми к космической радиации. Добавим сюда некоторый набор полиэкстремофильных ГМ-клеток архей — и у нас готов комплект, теоретически способный адаптироваться и освоить даже тело, условия на котором заметно отличаются от земных. Миллиарды лет эволюции — и новые мыслящие существа на новой планете снова задумаются о своем происхождении.

Олег Гусев, заведующий лабораторией Экстремальной биологии Казанского (Приволжского) Федерального Университета и лабораторией трансляционной геномики института RIKEN (Япония)

«Стоит еще раз вспомнить киносагу про «Чужого». Все мы являемся домом для множества микробов, и даже гибель хозяина еще не означает потери жизнеспособности бактерий внутри него. Особенно если и сам хозяин не лыком шит — как устойчивые к полному обезвоживанию тихоходки или ангидробиотические личинки хирономид (комаров-звонцов). Судя по всему, путешествие внутри защищенного тела хозяина — один из реалистичных путей расселения жизни в космосе».

И все-таки зачем?

Наука не обязана отвечать на вопрос «зачем», но если мы надеемся когда-нибудь вырасти до уровня «космических инженеров», нам придется дать ответ. Хотя бы затем, что иного пути может просто не быть. Тяжело представить голую, пустынную Землю, жизнь на которой исчезла в результате катастрофы, из-за исчерпания ресурсов или естественного старения Солнца. Но еще тяжелее принять мертвую Вселенную, навсегда замолчавшую и лишенную шанса познавать себя через мыслящих существ. Возможно, мы никогда не найдем жизни на других планетах и не сможем достичь далеких звезд. И тогда за нас это сделают «споры» микроорганизмов, которые мы разошлем во все уголки космоса, заразив его жизнью.