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 114 раз

...

Похожие материалы (по тегу)

  • Сенсация: найдена новая и очень близкая к нам земплеподобная планета!

    Хорошие новости для любителей астрономии и научной фантастики: совсем «недалеко» от нас обнаружена землеподобная планета Ross 128 b, которая теоретически может выступить в роли нового дома для Homo sapiens. Как известно, жизнь за пределами Земли в нашей планетной системе не доказана. Возможно, ни одна другая планета или спутник в системе вообще не подходят для зарождения жизни и ее поддержания. Неудивительно, что астрономы со всего мира с таким рвением изучают иные миры, расположенные рядом с соседними звездами...

  • Американские ученые научились менять геном "вживую"

    Сотрудники Детской больницы Бениоффа (UCSF Benioff Children's Hospital) в Окленде впервые в США опробовали методику редактирования генома непосредственно в организме живого человека, а не путём введения ему заранее отредактированных клеток. Врачам пришлось пойти на столь рискованный шаг потому, что пациент страдал от неизлечимой генетической болезни, спасти от которой другими способами его не представлялось возможным...

  • В NASA обещают в краткие сроки представить внеземную жизнь

    Сотрудники НАСА озвучили свои прогнозы касательно сроков обнаружения внеземной жизни. Об этом сообщается на сайте Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института. Ученые считают, что уже в ближайшие десятилетия будет найдена как минимум одна планета, на которой есть жизнь.

  • Тайны мира: физики - об иных цивилизациях

    «С фундаментальной точки зрения вопрос звучит так: случалось ли что-нибудь подобное прежде?», говорит Адам Франк, профессор физики и астрономии в Университете Рочестера. «И высоко вероятно, что наше время и место — не единственное из тех, где появились развитые цивилизации».

  • Тайны мира: они живут среди нас

    Находятся ли пришельцы среди нас? Живут ли среди людей, не вызывая подозрений окружающих? Согласно многим рассказам очевидцев — да, и в довольно большом количестве. И это не является для них серьезной проблемой, так как некоторые виды пришельцев практически неотличимы от людей, другие же просто могут принимать любое обличье. Но главное даже не это, а то, какие цели они преследуют по отношению к людям...