По сути, история жизни на Земле во многом это история жизни микроорганизмов.
“Вы, конечно, можете управлять миром без динозавров и людей, но вы не можете этого сделать без микробов, – говорит Гарвардский профессор естественной истории Фишера и профессор наук о Земле и планетах Эндрю Х. Нолл. – В течение долгого времени бактерии и другие одноклеточные организмы были единственной формой жизни на Земле. Если взять отрезок времени от эпохи динозавров до наших дней, то это составит всего 5 процентов от всей истории жизни на нашей планете”.
“Когда мы думаем об истории жизни, мы вспоминаем о динозаврах или, если вы более продвинуты, то о трилобитах. Но это только маленькая верхушка айсберга, – объясняет Нолл, – Микробы были не только первыми живыми существами на Земле, но и сыграли решающую роль в ее преобразовании. Рост фотосинтезирующих бактерий, называемых цианобактериями, был решающим шагом начала эволюции, потому что эти бактерии поглощали углекислый газ и выделяли кислород”.
Содержание
Самые старые живые создания Земли
В декабре 2018 года Обсерватория Deep Carbon обнаружила поразительный факт. Они выяснили, что масса микробов, живущих под поверхностью Земли, составляет от 15 до 23 миллиардов тонн углеродной массы, а это примерно в 245-385 раз превышает углеродную массу всех людей планеты! Самые старые из ныне живущих в мире созданий могут быть не корявыми древними соснами, а микробами, запертыми в километровой каменной толщей под поверхностью. И есть подозрение, что не плодятся и не умирают, а просто существуют вечно.
“Мы не знаем, размножаются ли микробы в этих подземных средах с такими медленными темпами оборота биомассы, – написали исследователи Фредерик Колвелл и Стивен Д’Хондт в обзоре “Природа и масштабы глубинной биосферы”, – или они живут без размножения от миллионов до десятков миллионов лет”.
Похороненные, но не мертвые
Микробы, похороненные глубоко под поверхностью Земли, защищены от космического излучения – основной причины преждевременного старения – толстыми слоями воды и километрами скальных пород. Поэтому их ДНК не мутирует от этого излучения, в отличие от живущих на поверхности Земли.
Проблема инопланетной жизни – как мы узнаем, что это жизнь
Удивительная встреча произошла в феврале 2015 года в Сан-Хосе, штат Калифорния, когда ученые встретились, чтобы обсудить один смелый вопрос: Если бы мы столкнулись с инопланетной жизнью, как бы определили, что это жизнь?
Такой вопрос был задан на ежегодном собрании AAAS (Американская ассоциация содействия развитию науки) на основании наблюдаемого факта, что вся известная жизнь на Земле соответствует определенной форме.
Но “если у нас есть другие организмы, которые будут действовать немного иначе, мы попросту не определить, что перед нами другая форма жизни”, – сказала участникам геобиолог Виктория Орфан из Калифорнийского технологического института, имея в виду стандартный протокол Земли, известный как “Центральная догма молекулярной биологии”, – Который использует ДНК и РНК для хранения генетической информации и перевода ее в белки. Все живые существа на Земле зависят от одной и той же горстки химических элементов. Поэтому при поиске жизни в отдаленных или экстремальных условиях ученые обычно ищут признаки того вида жизни, с которым мы знакомы”.
Пришельцы Земли
Биологи предположили существование на Земле “теневой биосферы” – неоткрытой группы живых существ с биохимией, отличной от той, к которой мы привыкли. Самая большая часть разнообразия жизни на нашей планете слишком микроскопична и по сути это чужая форма жизни. А ведь этот микромир нашей планеты и есть наиболее вероятное место где стоит искать новые, еще неизвестные нам, формы жизни.
Последние открытия уже поколебали наши представления о жизни. Недавно обнаруженные гигантские вирусы, инфицирующие амебы, стирают грань между живым и неживым – хотя им необходим хозяин-носитель для выполнения основных биологических функций, но вирусы размером с бактерии имеют сложный геном. “Такие неожиданные открытия предполагают, что в поиске жизни мы не должны полагаться только на те формы, которые мы знаем.”, – сказала Орфан.
Признаки неисправности окружающей среды
Ученый-планетолог НАСА Кэролин Порко из Института космических наук в Боулдере, штат Колорадо, предложила поискать систему, которая не находится в равновесии, что является признаком неисправности окружающей среды и, возможно, жизни. Порко замечает, что жизнь поглощает и использует энергию, изменяя при этом окружающую среду, как на Земле. Ведь без жизни наша планета не имела бы богатой кислородом атмосферы (помните – цианобактерии?).
Химик Дэвид Линн из Университета Эмори предположил, что “неправильно свернутые белки – например, те, которые участвуют в нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, – демонстрируют некоторое сходство с жизнью в том, что они могут генерировать разнообразие различными способами, которыми они свертываются, и могут подвергаться химической эволюции в организме человека. Эти свернутые белки отбираются не генетически, а химически. Получается, что такие прекурсоры могут образовывать сложные химические сети, которые могут стать основой радикально иной жизни в других частях Вселенной”.
Биохимик Джон Чапут из Университета штата Аризона предположил, что “жизнь специально не выбирала ДНК или РНК из некоей химической необходимости. Возможно, было много альтернативных путей эволюции жизни, просто в нашем случае выбор пал на эти кислоты”.
Приведем пример космолога, физика-теоретика и астробиолога из Университета штата Аризона Пола Дэвиса, который в 2018 году в своей книге “Жуткое молчание” написал, что “За время моей карьеры мнение о происхождении жизни изменилось с того, что “это странная случайность, уникальность Вселенной (“почти чудо”по словам Фрэнсиса Крика), к вере в то, что Вселенная просто изобилует жизнью (“космический императив” по словам Кристиана де Дюва)”, – сказал Дэвис, – Как мы можем разрешить этот вопрос? Не знаю. Но в течение нескольких десятилетий астрономы вглядывались в небо с помощью радиотелескопов, надеясь наткнуться на сообщение от инопланетян. Но пока их встречает лишь “жуткое молчание”.
Фантомная биосфера
“Тем временем астробиологи рассмотрели, что признаки микробной жизни могут быть обнаружены в Солнечной системе или в атмосферах планет из других звездных систем, – добавил Дэвис, – Если жизнь действительно легко формируется в земных условиях, то она должна была зародиться много раз и в различных формах прямо здесь, на Земле. Поэтому нам надо пробовать искать ”теневую биосферу” жизни, но не в том привычном виде, в каком мы ее знаем.
И на мой взгляд, наиболее многообещающее место для поиска второго генезиса находится на нашей планете. Если жизнь действительно развивается легко и многовариантно, как искренне верят многие ученые, то, несомненно, она должна была зарождаться на Земле много раз и в различных формах. Но чтобы доказать или опровергнуть это – надо искать, изменив критерии поиска. Жизнь возможна не только на основе РНК и ДНК.”
Скрытое 1-е, 2-е, 3-е Бытие?
Когда эпоха ранних метеоритных бомбардировок Земли окончательно утихла, на нашей планете, возможно, были десятки независимо сформированных организмов. На форуме Дэвис задал очень интересный вопрос: “Мог ли хотя бы один из этих вариантов жизни, которую мы не знаем, сохраниться до наших дней?
Практически вся жизнь на Земле состоит из микробов, и вы не можете сказать, все ли они представители нашей привычной формы жизни. Вы должны вникнуть в их молекулярные внутренности. Ведь вполне возможно, представители этой “другой” жизни за миллионы и миллионы лет смешались с микробами, представляющими “нашу” форму жизни. А значит, это уже поистине чужая жизнь в том смысле, что она имеет совершенно другое происхождение”.
Существование чужеродной микробной популяции было названо ученым “теневой биосферой”.
“Можно ограничить диапазон химической сложности, но как определить в линии молекул от аминокислот и сахаров до рибосом и белков что можно назвать жизнью, а что нет? – спрашивает Дэвис, – Возможно ли вообще идентифицировать жизнь только по химическому отпечатку?”
Дэвис предполагает, что случай играл лишь второстепенную роль в зарождении жизни, и что этот процесс был более “закономерным, более императивным”, как выразился де Дюв. Он спрашивает, возможно ли, что план жизни каким-то образом встроен в законы физики и является ожидаемым результатом биологически чистой Вселенной? Возможно.
Но проблема, пишет Дэвис, в том, что “эти размышления философские, а не научные. Какой закон подразумевает, что жизнь возникает более или менее автоматически, когда позволяют условия? В законах физики нет ничего, что выделяло бы “жизнь” как привилегированное состояние или конечный результат. Все законы физики и химии, открытые до сих пор, являются “слепыми по отношению к жизни” – это универсальные законы, которые не заботятся о биологических состояниях материи, в отличие от небиологических состояний. Если в природе и действует какой-то “жизненный принцип”, то его еще только предстоит открыть”.
Всего лишь один-единственный микроб жизни, которого мы не знаем
Все, что нужно для решения вопроса “одиноки ли мы во Вселенной”, – заключает Дэвис, – это открытие одного микроба. Всего одного – который представляет жизнь, но не в том виде, в каком мы ее знаем. Если бы у нас в руках (или, скорее, под микроскопом) был бы организм, биохимия которого настолько отличалась от нашей, что независимый генезис был неизбежен, то у нас были бы неоспоримые доводы в пользу плодородной Вселенной. Пока их нет”.
Дэвис предполагает, что если жизнь может появиться двумя разными способами, то она может появиться и миллионами вариантов. “И этот единственный чужеродный микроб не обязательно должен быть на какой-то далекой планете; он может быть здесь, на нашей Земле. Он может быть обнаружен в любое время, что кардинально изменит наше видение космоса и места человечества в нем и значительно повысит вероятность того, что разумная жизнь где-то действительно существует”.
Ну а пока лишь “жуткое молчание”.
Читайте также: Разумная жизнь. Мы фактически одни во Вселенной