Тайны космоса: принципы внеземной жизни

Понедельник, 09 Октябрь 2017 10:02
Что мы знаем о внеземной жизни? В том-то и дело, что почти ничего... Что мы знаем о внеземной жизни? В том-то и дело, что почти ничего...

По большому счету мы не можем сказать ничего конкретного про жизнь на других планетах, потому что нам известна только одна форма жизни — земная. Мы знаем, что она имеет единое происхождение, хотя, в принципе, жизнь на Земле могла зарождаться много раз, и живые существа, обитающие на планете, могли происходить от разных «корней»...

 Но этого на Земле мы не наблюдаем — в частности, это ясно из того, что у всех известных нам живых существ один и тот же генетический код. Поэтому мы мало что можем сказать о том, какие из свойств земной жизни являются общими для жизни вообще, а какие — уникальными. Можно лишь строить не очень обоснованные гипотезы.

Довольно уверенно мы можем, наверное, сказать, что свойством любой жизни является способность к дарвиновской эволюции. На данный момент у нас есть только две модели создания сложных и разнообразно устроенных объектов, таких как живые организмы. Первое — это разумное проектирование, когда их создает какое-то разумное существо. Второе — дарвиновская эволюция. Никакого третьего способа мы пока не знаем и не можем даже вообразить. Поэтому, если мы находим жизнь где-то во Вселенной, можно быть уверенными, что это жизнь, способная к дарвиновской эволюции, либо искусственная жизнь.

Последний вид жизни может быть не способен к дарвиновской эволюции. Более того, даже если мы найдем нечто похожее на жизнь и сможем доказать, что эта жизнь не эволюционирует, то стоит предположить, что она, скорее всего, создана искусственно и целенаправленно. Если же жизнь возникла естественным путем, то она обязательно будет эволюционировать по Дарвину. Это значит, что у нее в обязательном порядке будут присутствовать четыре свойства: способность к размножению — умение создавать собственные копии; изменчивость — то есть это копирование не должно быть абсолютно точным, должны быть небольшие отклонения от оригинала; наследственность — хотя бы часть изменений, которые возникают в ходе копирования, должны передаваться по наследству следующим поколениям; и еще то, что хотя бы некоторые наследственные различия должны влиять на эффективность размножения. Этот четвертый пункт по-другому называется «естественным отбором».

Что касается химических основ другой жизни, то на эту тему есть кое-какие научные разработки. Многие пытались порассуждать и даже поэкспериментировать на тему того, возможна ли какая-то иная, не как у нас, химическая основа жизни. Обязательно ли присутствие воды как главного растворителя, так ли необходим углерод и т. д. Более-менее удовлетворительные результаты таких исследований таковы, что те элементы, из которых создана наша земная жизнь, — это то, из чего легче всего построить жизнь вообще. Попытки заменить, скажем, углерод на кремний, а кислород — на серу или фтор, приводят к очень большим трудностям. Хотя здесь, конечно, всегда можно допустить, что мы чего-то просто не знаем и, возможно, когда-нибудь найдем жизнь, основанную не на воде, а, например, на фтористом водороде, как в одном из рассказов Ефремова.

В то же время вполне возможен и какой-то другой полимер в роли вещества наследственности. Главное, чтобы он мог размножаться. Наши ДНК и РНК удобны тем, что благодаря принципу комплементарности (взаимному взаимодействию молекул биополимеров или их фрагментов, которое обеспечивает образование связей между пространственно взаимодополняющими фрагментами молекул или их структурных фрагментов вследствие супрамолекулярных взаимодействий, — NS) эти молекулы очень хорошо подходят для копирования. А вот белки и углеводы, например, так размножаться не могут. То есть в основе жизни должен быть какой-то полимер, удобный для копирования. Уже сегодня искусственно созданы другие подобные полимеры, которые всегда используют принцип комплементарности, то есть там всегда есть комплементарные нуклеотиды. Необязательно это наши А=Т, Г=Ц, могут быть и какие-то другие пары, но комплементарность между ними обязательна. Об альтернативной биохимии можно почитать в книге биолога Михаила Никитина «Происхождение жизни. От туманности до клетки».

В связи с темой внеземной жизни кто-то может вспомнить и про существование таких древних и непохожих на все остальное живых организмов, как вирусы. Но у них нет клеток, нет обмена веществ, они не способны размножаться без помощи другой живой клетки, поэтому говорить об их отдельном существовании — по крайней мере, в земном и современном их варианте — не приходится. Они могли бы существовать независимо, если снабдить их тем, чего им не достает для самостоятельной жизни, но в этом случае это будет, по сути, уже не вирус, а нечто вроде клетки.

Другое дело, что вирусы наверняка старше клеток современного типа. Поэтому на ранних этапах зарождения жизни, когда клеток еще не было, вероятно, было сообщество размножающихся, реплицирующихся (репликация — процесс синтеза дочерней молекулы ДНК (или РНК) на матрице родительской молекулы ДНК или РНК, — NS) молекул. И в то время нельзя было провести четкую грань между клеточными формами жизни и вирусами — ни одна молекула не была тогда самодостаточной, они кооперировались и совместными усилиями как-то друг друга размножали. Из этой каши кооперирующихся молекул часть потом объединялась в прочные союзы, окружалась оболочкой и становилась клетками, а часть стала самостоятельными молекулами, но которым нужна при этом помощь других, — то есть вирусами.

Можно ли представить себе эволюцию, которая идет по другому пути, образуя неклеточную форму жизни? В принципе, да. Что-то неподразделенное на клетки, нечто вроде плазмодия — огромной, толстой растекшейся клетки размером в тысячи километров, в которой много наборов хромосом и геномов, синтезирующих вокруг себя какие-то белки. Нечто приближающееся к разумному океану из романа «Солярис». Все это вообразить можно. Но в этом случае все равно будет идти отбор, только внутри самого организма — на уровне отдельных капелек, фрагментов «океана», на уровне наборов его хромосом и геномов.

Недавно была обнаружена совершенно невообразимая бактерия с принципиально новым типом генетической архитектуры. Это гигантская бактерия — больше одной десятой миллиметра — с кальцитовыми гранулами. Оказалось, что в одной клетке такой бактерии не один геном, как полагается, а много, причем все они сильно отличаются друг от друга. Эти различия сопоставимы с уровнем различий между разными видами бактерий. То есть это как бы целое многовидовое сообщество внутри одной оболочки. И авторы исследования полагают, что у этой бактерии отбор как раз идет на уровне частей одной клетки, то есть геномы внутри нее как-то размножаются, как-то помогают друг другу и отчасти конкурируют между собой. Так что представить себе нечто похожее и еще более грандиозное, наверное, можно.

Прочитано 143 раз

...

Похожие материалы (по тегу)

  • Ученые склонны полагать, что "умирать легко" (с)

    Психологи утверждают, что умирать — не так страшно, как большинство людей себе представляют. Недавний опрос показал, что 68% людей в Великобритании боятся смерти, но, по мнению авторов нового исследования, умирать – «не так грустно и страшно, как вы думаете»...

  • Тайны космоса: как создать идеального астронавта?..

    Быть космонавтом непросто — нужно необычайное сочетание храбрости, физической подготовки, интеллекта, способности принимать решения быстро и оставаться спокойным под самым сильным давлением. Тогда вас, возможно, возьмут в космос. А, возможно, и нет... Отбор весьма жесткий!

  • Тайны космоса: жизнь на далеких планетах

    Признаки жизни на других планетах могут скрываться в «экваториальной ловушке», образованной течениями местной атмосферы. Поиск жизни на далеких экзопланетах оказывается еще более сложной задачей, чем считалось до сих пор. Компьютерное моделирование показало, что атмосферные течения могут скрывать от наблюдений такой «классический» признак биологической активности, как присутствие озона...

  • Ученые: "Лучше быть одноногим, чем быть одиноким..."

    Одиночество более убийственно, чем ожирение, и его нужно рассматривать как основную опасность для здоровья граждан – об этом говорит самый большой на сегодня обзор на эту тему. Исследователи из США изучили 218 научных работ о влиянии социальной изоляции и одиночества на здоровье на примере около четырёх миллионов человек.

  • Тайны мира: продление жизни человека

    Прожить сто лет — не так уж и сложно, как доказывают отдельные личности. В теории мы могли бы жить веками. Над этой мечтой работают многие ученые, но пока успехов не так много. Есть ли у кого-нибудь вашего возраста шанс прожить сотни лет? Будет ли такой шанс у поколений моложе? Вопрос долгой жизни и, что важно, здоровой жизни, волнует многих в области биологии и медицины. Молекулярные биологи, генетики, диетологи стремятся к конечной цели — отсрочить появление старческих заболеваний, а затем и вовсе их искоренить...