Занесение жизни из космоса на Землю. (Панспермия).

Панспермия: развитие идеи.

Если попытаться кратко охарактеризовать панспермию, суть ее можно свести к следующему: существуют зародыши жизни, рассеянные по всей Вселенной и в принципе способные заселить любую планету, если условия на ней окажутся пригодными для развития жизни. Было бы крайне заманчиво объяснить происхождение жизни и на Земле именно таким образом-заражением нашей планеты микроорганизмами, либо случайно попавшими в момент наибольшего сближения с какой-то другой планетой или залетевшими с метеоритными частицами, либо специально посланными высокоразвитой цивилизацией. Идею панспермии высказывали еще Аристотель, а позднее Г. Лейбниц, но только в начале XX столетия от общефилософских рассуждений перешли к конкретным научным моделям. Но все-таки гипотеза панспермии не может, судя по всему, служить серьезным научным обоснованием происхождения жизни на Земле. Однако она может быть полезной для осуществления идей К. Э. Циолковского, связанных с расселением людей по планетам Солнечной системы.

Радиационная панспермия.

В 1908 году известный шведский физико-химик С. Аррениус разработал концепцию одной из разновидностей панспермии, названную радиационной панспермией. По мысли ученого, в результате миграции по Вселенной, вызванной давлением солнечного света (или давлением света другой звезды), споры бактерий в итоге достигали и Земли. Аррениус предполагал, что споры термостойких бактерий, к примеру, могли попасть на Землю с Венеры в момент наибольшего сближения этих планет. Незадолго до этого известный русский физик П. Н. Лебедев экспериментально доказал наличие светового давления и продемонстрировал его действие на спорах плауна (ликоподий).

Сторонниками радиационной панспермии были такие ученые, как Ферд. Кон, Ю. Либих, Г. Гельмгольц, Дж. Томсон и др. В настоящее время эту идею возрождают английские астрофизики Ф. Хойл и С. Викремасинг. Радиационную панспермию критиковали (К. Саган, И. С. Шкловский и др.) на том основании, что при длительной миграции по космосу споры бактерий должны получать дозы космических излучений, заведомо губительные для них. Сам же космический вакуум, как считалось, не препятствует пребыванию спор бактерий при температуре, близкой к абсолютному нулю, ибо в этих условиях они находятся в состоянии заторможенной жизнедеятельности (анабиоза) и оживают, лишь попав на Землю.

Хойл и Викремасинг пытаются ныне доказать, будто межзвездные пылинки не что иное, как бактерии, вирусы и водоросли, высушенные в естественных условиях (!). Правда, они не указывают, где именно в космосе такой процесс мог бы протекать. Между тем автор этой статьи вместе с микробиологом С. В. Лысенко недавно получили доказательства того, что космический вакуум также служит серьезным препятствием для миграции спор и клеток бактерий во Вселенной. Лабораторные исследования наглядно показали; в вакууме клетка взрывается, поскольку часть свободной внутриклеточной воды начинает испаряться необычайно быстро. Клеточная оболочка-мембрана" состоит в основном из веществ, не пропускающих пары воды в вакуум. Поэтому внутри клетки, помещенной в вакуум, создается разрушающее ее избыточное давление, величина которого определяется только температурой клетки. А уже в начальной" стадии космической миграции на орбите планеты клетки бактерий и их споры будут нагреваться излучением Солнца (звезды), что приведет к большим внутриклеточным давлениям, достаточным для разрушения" даже жестких оболочек бактериальных спор.

По мнению большинства ученых, радиационная панспермия не может служить обоснованием происхождения жизни на Земле. ЛИТОПАНСПЕРМИЯ (от греческого litos - камень) - это разновидность панспермии. Ее автор М. Кальвин предположил, что биологический материал мог попасть на Землю с метеоритными частицами. (Скажем, мельчайшая бактерия размером около 0,2 мкм могла бы попасть на Землю внутри микрометеорита, имеющего размер 0,6 мкм.) Изучением следов жизни в метеоритах занимались многократно. Но до сих пор никаких следов или останков живого в них достоверно не зафиксировано. Из биологически значимых обнаружили только ароматические вещества и жирные кислоты, а также другие серо- и хлоросодержащие органические вещества и различные аминокислоты. На внеземное происхождение обнаруженных аминокислот указывает тот факт, что у метеоритов Муррей и Мурчисон они состояли из равных долей аминокислот с левой и правой оптической асимметриями; у метеоритов Оргейль и Ивунни - главным образом с правой. Аминокислоты, входящие в состав всего живого на Земле, имеют только левую оптическую асимметрию. Причина такого однообразия до сих пор не разгадана, хотя именно она дала толчок возрождению старых идей панспермии. Но о возрождении чуть позже.

Разновидность литопанспермии - гипотеза пометного происхождения жизни на Земле - изложена, например, в книгах Ф. Хойла и С. Викремасинга "Облако жизни" и "Болезни из космоса", опубликованных в 1978-1979 годах. Авторы доказывают, что многие земные глобальные эпидемии вирусного происхождения-пандемии (например, пандемия гриппа в 1918 году) наиболее убедительно объясняются, если допустить их космическое (кометное) происхождение. Бактерии и вирусы, образовавшиеся внутри комет, попадали (и, как полагают авторы, продолжают попадать) на Землю внутри микрометеоритов кометного происхождения.

Против кометного происхождения вирусов и бактерий много возражений. Так, Д. Тайлер, руководитель отделения Клинического исследовательского центра (Гарроу, Англия), в рецензии на книгу Ф. Хойла и С. Викремасинга пишет в журнале "Nature", что эпидемия "гонконгского" гриппа гораздо лучше объясняется индивидуальной способностью человека передавать вирус другим людям, чем рассеянием вирусов из космоса. К сожалению, литопанспермия не позволяет объяснить, каким образом Солнечная система захватывала метеоритное вещество из планетных систем других звезд (если такие имеются). Таким образом, литопанспермия фактически ограничивает масштабы миграции биологического материала размерами Солнечной системы.

Другая разновидность панспермии.

Она связана с гипотезой, по которой Земля образовалась путем аккумуляции холодной космической пыли, в силу чего поверхность планеты не претерпевала значительного нагревания. Л. Берг, в частности, высказал предположение, что Земля "могла получить в наследство зародыши жизни или, быть может, уже готовый комплекс первичных организмов из космической пыли". Однако Л. М. Мухин и М. В. Герасимов в журнале "Доклады АН СССР" (1978 г.) убедительно показали недавно, что образование в космосе и транспортировка на Землю сложных органических молекул неповрежденными практически невероятны.

Направленная панспермия.

В 1973 году известный английский физик Ф. Крик и американский биохимик Л. Оргел выдвинули предположение, что происхождение жизни на Земле - следствие целенаправленной деятельности внеземной цивилизации, существовавшей задолго до образования нашей планеты и с помощью космического аппарата пославшей на Землю "семена" жизни (Земля и Вселенная, 1979, № 1, с. 41- 45.- Ред.). По их мнению, один из аргументов в пользу космического происхождения земной жизни - наличие во всех ее формах редких для Земли металлов (в частности, молибдена). Как справедливо указал Л. М. Мухин (Земля и Вселенная, 1979, № 1, с. 41-45.- Ред.), этот аргумент ошибочен, ибо по концентрациям в земной коре или морской воде молибден не занимает никакого привилегированного положения среди других химических элементов, В качестве другого аргумента использована универсальность генетического кода для всего живого на Земле. Поскольку теории, объясняющей возникновение генетического кода, еще не существует, авторы постулировали происхождение всех форм жизни от одного-единственного микроорганизма, привезенного на Землю из космоса. Однако серьезных доводов в пользу посещений Земли инопланетянами в настоящее время нет. Вот почему ни доказать, ни опровергнуть эту теорию пока практически нельзя.

Обратная направленная панспермия.

Интересное следствие направленной панспермии - теория обратной направленной панспермии, впервые также сформулированная Криком и Оргелом и получившая более полное развитие в работах американских ученых М. Меотнера и Дж. Матлоф-фа. Суть ее заключается в отправке земного генетического материала на планетные системы других звезд-мишеней. Основная предпосылка этого проекта, как считают его авторы, необходимость сохранить уникальный земной генетический материал, поскольку существует угроза термоядерной катастрофы на Земле. Согласно проекту, специализированные космические аппараты, использующие в качестве двигателей солнечный "парус", будут направляться с субсветовыми (от 10~4 до 10~1 с) скоростями к выбранным заранее звездам-мишеням и нести до 10 кг полезного груза каждый. Одна такая "посылка" будет содержать 10" различных земных микроорганизмов, находящихся во время полета в состоянии анабиоза. Если каждый микроорганизм весит около 10~12 г, то в сумме они составят 1 кг. Остальная масса пойдет на создание радиационной защиты микроорганизмов от космических излучений (пленки алюминия, хрома и других металлов толщиной 1000 А). Так как экспедиции продлятся в среднем 1 млн. лет, то из всех микроорганизмов придется выбрать только те виды, которые имеют радиационную стойкость примерно 10° рад. Кроме того, необходима будет полная герметичность посылки, чтобы исключить воздействие космического вакуума на микроорганизмы. Это, естественно, приведет к уменьшению полезной массы.

Все микроорганизмы можно расфасовать в замкнутые капсулы, содержащие по 103 микроорганизмов, причем в каждой капсуле, согласно предложению авторов проекта, должен быть использован набор различных видов. Тогда, попав на соответствующую планету у звезды-мишени, будут размножаться лишь те виды, для которых физические (экологические) условия окажутся наиболее подходящими. Для увеличения вероятности попадания микроорганизмов на планеты намечается распылять микроорганизмы в экзосфере звезды-мишени в виде сферического пояса толщиной 0,2 а. е. Этот проект, по нашему мнению, лишен актуальности и может быть отнесен лишь к разряду научной фантастики.

Ускоренная обратная панспермия.

В 1961 году К. Саган предложил посылать земные микроорганизмы (синезеленые водоросли) на Венеру и распылять их в ее атмосфере непосредственно под облачным слоем. Как он предполагал, в результате жизнедеятельности этих микроорганизмов климат на Венере кардинальным образом изменится и она сделается со временем пригодной для обитания человека. Исходя из новейших данных о климатических условиях на планетах земной группы, автору представляется более целесообразным в первую очередь послать земные микроорганизмы не на Венеру, а на Марс. Дело в том, что, согласно одной из гипотез (Земля и Вселенная, 1980, № 6, с. 57-60.- Ред.), условия на Марсе в настоящее время близки к тем, которые были на Земле, когда наша планета находилась лишь на пороге биологического этапа своей эволюции. На Марсе же, отстоящем от Солнца значительно дальше, этот порог вряд ли будет преодолен естественным путем. Поэтому, если люди хотят использовать Марс, его необходимо колонизовать.

Проект освоения Марса базируется на предпосылках, в корне отличающихся от пессимистических предсказаний М. Меотнера и Дж. Маттлоффа. Наряду с проектами О"Нейла (Земля и Вселенная, 1977, № 3, с. 66- 74.-Ред.) он представляет собой дальнейшее развитие идей К. Э. Циолковского о неизбежной колонизации человеком планет Солнечной системы. Начало реализации такого проекта можно было бы приурочить к завершению биологических исследований Марса в том случае, конечно, если они окончательно подтвердят, что Марс - безжизненная планета. Этот этап может наступить уже к концу XX - началу XXI века. По мнению американского ученого М. Авернера и других, синезеленые водоросли или штамм, сочетающий необходимые характеристики нескольких видов водорослей, могли бы, вероятно, успешно размножаться на Марсе. Подготовительная стадия "исправления" климата на Марсе с помощью земных микроорганизмов схематически представляется в следующем виде. Сначала на Марс должны быть направлены такие микроорганизмы, которые, питаясь неорганическими веществами грунта и обосновавшись в его подповерхностном слое, способствовали бы созданию органической биомассы. Вслед за ними на Марс будут доставлены микроорганизмы, чья жизнедеятельность обеспечит выработку аммиака и других малых газовых добавок к атмосфере планеты. Все это должно привести к усилению "парникового" эффекта в атмосфере и повышению температуры до плюсовой, при которой вода на поверхности планеты сможет устойчиво существовать в жидком состоянии.

Когда в результате жизнедеятельности микроорганизмов условия на планете приблизятся к земным, на Марс можно будет направить сине-зеленые водоросли, лишайники и те растения, которые помогут сформировать кислород, а затем и защитный озонный слой в атмосфере. В число посылаемых микроорганизмов, пожалуй, стоит включить арктические и антарктические микроорганизмы, привыкшие к наиболее суровым условиям существования. Это приведет в конце концов к тому, что климат станет более благоприятным для обитания человека. В случае дефицита углеродных соединений, используемых микроорганизмами для питания, можно, по-видимому, организовать доставку сжиженного углекислого газа из атмосферы Венеры. Сейчас трудно, конечно, точно оценить продолжительность такого подготовительного периода и стоимость проекта. Ясно одно: период этот будет весьма продолжительным (по земным меркам) - от ста до тысячи лет. Произведем сугубо ориентировочную оценку. Как показали К. Саган и Дж. Муллен, для того, чтобы аммиак оказывал "парниковое" действие, он должен составлять 10 -5 объема атмосферы. Объем современной марсианской атмосферы равен 3,6*10 21 cм3. Следовательно, необходимая доставка аммиака в атмосферу составит 3,6*10 16 см3, которые будут иметь массу 2,5*10 13 г. Известно: производительность одного микроорганизма, вырабатывающего аммиак в земных условиях, равна примерно 10 -12 г/ч, или 3*10 -16 г/с. Следовательно, чтобы произвести заданное количество аммиака за 100 лет, необходимо послать на Марс 10 20 микроорганизмов; иными словами, общая масса посылок составит около 10 6 кг (1000 посылок в год, то есть три посылки в день). Реально этот срок, по всей видимости, растянется на 1000 лет. Кроме того, следует учитывать нелинейный эффект возрастания температуры при увеличении содержания аммиака в атмосфере, что может привести к сокращению необходимого времени.

Для ускорения и удешевления проекта целесообразно международное сотрудничество. Но вплотную приступить к разработке отдельных вопросов следует уже теперь. Современный уровень научно-технических знаний позволяет в лабораторных модельных опытах изучить некоторые детали, необходимые для дальнейшей реализации проекта.

Теория Панспермии

Ученые все больше склоняются к гипотезе о занесении на нашу планету жизни из космоса, получившую название теория Панспермии (смесь семян - греч.). Первым обосновал эту гипотезу Герман Эбергард Рихтер в 1865 г. Она основывается на теории о том, что начало зарождению жизни на земле дали инопланетные «зародыши жизни». На протяжении миллиардов лет в верхние слои атмосферы, на земную поверхность планеты попадали из космоса тела различной формы и происхождения. Не исключено что на некоторых из них могли находиться микроорганизмы и споры, семена. Хорошим переносчиком являются метеориты. Эта теория хорошо объясняет разнообразие видов и форм жизни на планете. Но открытие имеющего негативное влияние на биологические тела космического излучения значительно ослабила теорию.

Запуск на Луну зонда Сервйер-3 доказал что микроорганизмы могут вполне переноситься небесными телами. Микроорганизмы, находящиеся на корпусе зонда, спокойно перенесли космическое путешествие. Теорию Панспермии снова начали обсуждать.

Начались исследования в этом направлении учеными разных стран. И, с 1963 года зафиксировано свыше 130 органических молекул разного типа в космосе. Американская научно-исследовательская программа Deep Impact по изучению кометного материала в 2006 году дала подтверждающие эту гипотезу результаты. В образцах комет были найдены простейшие микроорганизмы и молекулы воды. Значит, простейшие органические соединения могут транспортироваться на кометах и иных телах в космосе на большие расстояния. Таким образом, они могли попасть и на нашу планету. Следует вывод, что начало жизни на земле, как и разделение полов , может иметь космическое происхождение.

Теория панспермии получила развитие в работах русского академика А.Ю. Розанова. То, что простейшим бактериям примерно 3,8 миллиарда лет дали подтверждение раскопки в Гренландии. Согласно археологическим исследованиям на земле же жизнь зародилась примерно 4,5 млн. лет. По заключению ученого на протяжении 800 млн. лет жизнь вероятнее всего не могла появиться сама по себе.

Теория панспермии получила доказательство в том, что простейшие микроорганизмы, бактерии, микробы, споры, попав в благоприятную среду планеты после длительного путешествия просторами космоса, с высокой вероятностью могли зародить жизнь. Теория Дарвина о происхождении человека подверглась сомнению. Появилось мнение, что обезьяны результат дегенерации одной из ветвей человека, которая существовала 10 миллионов лет на Земле. Может быть, нашими предками были как раз космические споры, и мы несем в себе генетический код из Вселенной.

Эта теория не предагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а лишь выдвигает идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой, она просто переносит проблему в иное место во Вселенной.

Теория панспермии утверждает, что жизнь могла возникнуть однажды или несколько раз в разное время и в разных частях Галактики или даже Вселенной.

Создателем этой теории был немецкий ученый Г. Рихтер (1865). Согласно Рихтеру, жизнь на Земле не возникала из неорганических веществ, а была занесена с других планет.

Вопрос о возможности такого происхождения жизни сводился к двум основным пунктам:

С помощью каких сил может происходить перенос зародышей жизни с одной планеты на другую,

Теория панспермии содержит два утверждения:

Жизнь всегда существовала, она тесно связана с материей.

Микроорганизменные споры могут переноситься через космическое пространство.

Советские и американские исследования в космосе позволяют считать, что, вероятность обнаружить жизнь в пределах нашей Солнечной системы ничтожна, однако они не дают никаких сведений о возможной жизни вне этой системы. «Предшественники живого» - цианогены, синильная кислота и органические соединения, могли сыграть роль «семян», падавших на голую Землю.

Появился ряд сообщений о нахождении в метеоритах объектов, напоминающих примитивные формы жизни, однако аргументы в пользу их биологической природы пока не кажутся ученым убедительными.

В 2014 году панспермия получила определенные доказательства своей правоты. Российский спутник доставил в открытый космос материалы, схожие по органическим свойствам с метеоритами и астероидами, в которых были живые микроорганизмы. После возвращения на Землю и прохождения через все слои атмосферы часть бактерий осталась жива и быстро приспособилась к земным условиям.

В этом же 2014 году группа деятелей науки из Германии и Швейцарии провела эксперимент, доказывающий, что человеческая ДНК устойчива к условиям открытого космоса и выживает при передвижениях в нем, не разрушившис и при повторном прохождении через атмосферу.

В ноябре 2017 года ученые обнаружили на поверхности российского сегмента Международной космической станции (МКС) живые бактерии, прилетевшие из космоса. Об этом рассказал в интервью ТАСС российский космонавт Антон Шкаплеров.

По словам Шкаплерова, в ходе выходов в космос с борта МКС по российской программе космонавты берут ватными тампонами мазки с внешней поверхности станции. В частности, они берутся в месте скопления отходов топлива, выбрасываемых при работе двигателей, или в местах, где поверхность станции более затемнена. Затем образцы доставляются на Землю.

"И теперь выяснилось, что откуда-то на этих тампонах обнаружились бактерии, которых не было при запуске модуля МКС. То есть они откуда-то прилетели из космоса и поселились на внешней стороне обшивки. Пока они исследуются, и похоже, что никакой опасности не несут", - рассказал космонавт.

Шкаплеров также рассказал, что ряд земных бактерий также выжили на внешней поверхности станции, хотя три года были в условиях космического вакуума и перепадов температуры от минус 150 до плюс 150 градусов Цельсия. Бактерии, уточнил он, были завезены с Земли случайно на планшетах с различными материалами, которые помещаются на борт станции на длительное время для исследования поведения этих материалов в открытом космосе.

Пожалуй, все знакомы с теорией Дарвина. Её преподают в школах как научный факт происхождения человека на Земле. По мнению Чарльза Дарвина , Homo Sapiens появился в результате эволюции и естественного отбора, превратившись из обычной обезьяны в человека разумного. Однако до сих пор эта теория подвергается критике. Противники дарвинизма считают, что автор теории недостаточно убедителен в своих научных трудах.

Однако есть значительно более странные теории.

Самозарождение

Теории спонтанного зарождения жизни на Земле придерживался Аристотель . К подобному мнению также склонялись и мыслители в Древнем Китае, Египте и Вавилоне. Все они были уверены, что определённые «частицы» вещества несут в себе некое «активное начало», и именно оно в необходимых условиях может сотворить живой организм. В качестве примера приводилось куриное яйцо, солнечный свет и гниющее мясо.

Одним из приверженцев теории самозарождения был Аристотель. Фото: www.globallookpress.com

«Жизненная сила»

Учёный В. Гельмонт в XVII веке утверждал, что за три недели самостоятельно сотворил мышей. Этого ему удалось добиться с помощью грязной рубашки, тёмного шкафа и пшеницы. Он был уверен, что решающее значение в производстве мыши имеет… человеческий пот. Именно он, по мнению Гельмонта, и был той «жизненной силой», заставляющей зарождаться живое от неживого. В частности, учёный был уверен, что подобным образом лягушки произошли от болота, мухи — от мяса, а черви — от почвы. От чего же, в конце концов, произошёл человек, Гельмонт сказать затруднился.

Всё так и было?

Другая группа учёных активно отстаивала идеи о том, что Земля и всё живое на ней вовсе никогда не возникали, а так всегда и существовали сами по себе. Правда, против этой гипотезы выступают современные астрофизики, которые доказали, что время существования любых звёзд, в том числе и планетарных систем, конечно.

Космическая теория

Одна из популярных теорий возникновения жизни на Земле — космическая. Фото: nasa.gov

Ещё в 1865 году немецкий учёный Герман Эбергард Рихтер предположил, что жизнь на Землю была занесена из космоса, а живые клетки попали к нам на планету с метеоритами и космической пылью. Косвенно эта теория подтверждается высокой резистентностью некоторых организмов к радиации и экстремально низким температурам. Но тем не менее и у этой гипотезы недостаточно фактов, доказывающих внеземное происхождение микроорганизмов.

Мы — вирус

Другой вариант космического происхождения жизни на Земле предложили в 1973 году Фрэнсис Крик и Лэсли Оргел . Они были уверены, что живые клетки на Земле появились в результате преднамеренного заражения ими планеты. Якобы они были доставлены с помощью беспилотных космических аппаратов развитой инопланетной цивилизацией, которую на этот шаг вынудила пойти грядущая глобальная катастрофа. Таким образом, как следствие, современные люди на Земле — это потомки тех самых пришельцев.

Всё ненастоящее

Но есть приверженцы и куда более шокирующих версий. Так, некоторые учёные на полном серьёзе полагают, что наш мир не настоящий, а матрица. Люди в нём — бестелесные сущности, которые отрабатывают в матрице определённые навыки.

Теория водного происхождения

Биолог Алистер Харди , взяв за основу теорию Дарвина, предположил, что люди произошли от водных существ. В качестве подтверждения своих домыслов он приводит данные об обезьяне-амфибии (гидропитеке), которая вела водный образ жизни.

Теория рукокрылых

Согласно ещё одной теории, люди на Земле — потомки неких рукокрылых существ, когда-то обитавших на планете. Интересно, что изображения подобных созданий есть у шумеров. Именно такие люди-птицы присутствуют на печатях древней исчезнувшей цивилизации.

Люди-андрогины

Человек-андрогин. Иллюстрация из Нюрнбергской хроники 1493 года издания.