Гавриил Тихов - Астробиология
При определении границ жизни надо различать две формы жизни — активную, когда живые организмы находятся в состоянии энергичного обмена веществ с окружающей средой, могут размножаться, и пассивную, когда живые организмы находятся в состоянии скрытой жизни — в виде семян, спор, в состоянии анабиоза. Безусловно, зона пассивной жизни значительно шире зоны активной жизни.
Человек в лабораторных условиях может создавать искусственно отрицательные температуры почти до абсолютного нуля -273°. В температуре жидкого гелия -271°,88 могут выживать споры бактерий. При температуре в -240° удавалось выдерживать в подсушенном состоянии круглых червей — нематод и близких к ним тихоходок. При этом они не теряли способности оживать после перенесения их в тепло и смачивания.
В последнее время в биологии получены новые данные о состоянии, в котором может находиться живое вещество при низких отрицательных температурах. Уже давно было известно, что при замерзании живая клетка гибнет от образования кристаллов льда, разрушающих клеточную структуру. Следовательно, чем меньше в клетке воды, тем больше должна быть ее стойкость к отрицательным температурам. Подсушивание организмов перед погружением в морозную атмосферу способствует их большей морозоустойчивости. Еще более действенно быстрое погружение в морозную среду. Мелкие организмы и отдельные клетки при этом не образуют кристаллов льда, а переходят в особое стеклообразное состояние.
Однако при отрицательных температурах зона активной жизни для животных с переменной температурой и растений очень невелика. Для морской фауны и флоры она лежит между нулем и -1°,8, для наземной примерно такая же.
Максимальной температурой, при которой еще возможна активная полноценная жизнь, надо считать температуру горячих источников — гейзеров (+92°). В них обнаружены бактерии и водоросли. Эти наблюдения чрезвычайно интересны потому, что температурный предел жизни для огромного большинства животных и растений ограничивается моментом свертывания (коагуляции) белка. Для яичного белка эта граница лежит около +75°. Бактерии и водоросли из горячих источников, видимо, обладают особым жаростойким белком, создавшимся в процессе эволюционного приспособления их к жизни в столь исключительных температурных условиях.
Весьма возможно, что могут существовать организмы, способные выдерживать еще более высокие темпкратуры, так как критическая температура находится в прямой зависимости от давления. Это надо помнить, рассматривая вопрос о возможности жизни на Венере.
Рассмотрим теперь фактор давления. Глубоководные драги экспедиции Института океанологии Академии наук СССР подняли многочисленных животных со дна глубочайших впадин мирового океана — с глубины свыше 8 000 метров, где они жили под давлением в 800 атмосфер. (При погружении в воду на каждые 10 метров давление увеличивается на одну атмосферу.) В нефтеносных скважинах советские микробиологи обнаружили живых бактерий на глубине в 1 000 метров. По мнению академика В. И. Вернадского, живые организмы могут встречаться под землей на глубине в 4 000 метров.
В лабораторных условиях удалось создать давления, намного превышающие все известные нам в земных условиях.
Оказалось, что дрожжевые грибки могут выдерживать давление в 8000 атмосфер. Оно примерно в десять раз больше, чем на самых больших глубинах океана.
Разреженную атмосферу различные организмы выдерживают по-разному. Шар-зонд принес споры бактерий и плесневых грибков с высоты 33 000 метров — из пронизываемых мощным космическим излучением заоблачных областей атмосферы. В горах на высоте в 6 200 метров наблюдали рост цветковых растений. Тли были найдены в воздухе на высоте в 8 200 метров, а в экспериментальных условиях мухи оказались способными к размножению при давлении в 25 миллиметров ртутного столба. Из теплокровных животных птицы, повидимому, лучше, чем млекопитающие, переносят разреженную атмосферу. Если человек на высоте в 7 000 метров и при давлении примерно в 225 миллиметров ртутного столба теряет сознание, то крупные горные птицы — кондоры — парят около высочайших вершин (Эверест в Гималаях, высотой в 8 882 метра).
Здесь дается условная таблица существования жизни в зависимости от параметров внешней среды — температуры и давления.
Несмотря на то, что таблица не отражает всех характеристик среды, в частности ее химического состава, она все же отчетливо показывает почти безграничную приспособляемость самых различных живых организмов к внешним условиям. Почти от абсолютного нуля, от -273°, и до +170°Ц простирается область существования жизни! Почти весь диапазон давлений — от 0 до 8000 атмосфер — может быть населен живыми организмами!
В таких границах, обозначенных на таблице пунктирной линией, живут споры бактерий. Они могут существовать на всех планетах, за исключением Плутона, Меркурия, Луны и астероидов.
Приспособляемость червей уже несколько меньше. Круглые черви выдерживают температуру от -240° до +120° и давление от 0,5 до 800 атмосфер.
Споровые растения (границы: температуры от -190° до +93°, давления от 0,5 до 550 атмосфер) могут существовать в условиях Юпитера и Сатурна.
Семена высших растений сохраняют свою жизнедеятельность при температуре от -190° до +120° и давлении от 0,55 до 550 атмосфер.
Насекомые переносят температуру от -80° до +50° и давление от 0,1 до 520 атмосфер. Они могут существовать в марсианских условиях.
Наземные растения переносят температуру от -65° до +80°, давление от 0,4 до 1 атмосферы.
Границы существования млекопитающих простираются от температуры в -65° до +50°. Давление, которое они выдерживают, колеблется от 0,5 до 3 атмосфер.
Цветные прямоугольники, около которых нарисованы планеты, показывают температурные и атмосферные условия на планетах.
Для планет-гигантов данные о температурах взяты по радиометрическим измерениям, для Плутона — по расчетам. Данные об атмосферном давлении этих планет получены из допущения, что эти атмосферы подобны земной и плотность их зависит только от силы тяжести на поверхности планет.
Из сопоставления видно, что температуры и атмосферные давления хотя бы для двух планет — Венеры и Марса — широко захватывают область существования жизни, а для большинства остальных планет не выходят за границы этой области. Во всяком случае, возможность существования на Венере и Марсе даже известных нам, приспособившихся к земным условиям, простейших организмов отрицать нельзя.
С биологической точки зрения не лишена основания гипотеза о возможности существования на планетах-гигантах организмов с большей приспособленностью к низким температурным условиям, чем те, которые имеются на Земле.
Вместе с тем таблица выявила огромные пробелы наших знаний в этой области. Почти не выяснено влияние высокого давления на живые организмы разных классов. Совершенно не изучено комплексное влияние на них различных температур и давлений. Именно этим, а не невозможностью существования там живых существ объясняется наличие «незаселенных» областей в отдалении от осей координат таблицы.
Доктор биологических наук, профессор В. Алпатов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Ф. Энгельс, Диалектика природы. Госполитиздат, 1952. Введение (стр. 5-19); «Из истории науки» (стр. 145–158); «Биология» (стр. 238–252); «Естествознание и философия» (стр. 159–165).
Тихов Г. А., Планета Марс. Изд. АН КазССР, 1948
Тихов Г. А., Новейшие исследования по вопросу о растительности на планете Марс. Изд. «Правда», 1948.
Тихов Г. А., Астроботаника. Изд. АН КазССР, 1949.
Шаронов В. В., Марс. Изд. АН СССР, 1947.
Шаронов В. В., Есть ли жизнь на планетах. Изд. «Молодая гвардия», 1950.
Сытинская Н. Н., Есть ли жизнь на небесных телах. Изд АН СССР, 1950.
Сытинская Н. Н., Есть ли жизнь на других планетах. Госкультпросветиздат, 1952.
СОДЕРЖАНИЕ
Основные свойства главных планет солнечной системы
Рождение астроботаники
Самоизлучение растений
Оптическая приспособляемость растений к высоким температурам
Двойная роль самоизлучения в жизни растений
Растения в суровых условиях существования
Гипотеза о палеоботанике Марса и Венеры
Приспособленность низших организмов к условиям среды
Возможна ли жизнь микроорганизмов на планетах
Перспективы развития астробиологии
Вездесущая жизнь (пояснительный текст к «Таблице жизни»)
Список литературы
Уважаемые читатели!
Присылайте ваши отзывы о содержании, художественном оформлении и полиграфическом исполнении книги, а также пожелания автору и издательству.
Комсомольских и библиотечных работников просим написать о работе, проведенной с этой книгой.
