Айзек Азимов - Загадки мироздания
Итак, если нам попадется такая планета — к встрече с какими живыми существами на ней нам готовиться? Чтобы дать ответ на этот вопрос, надо сначала разобраться, какие вообще могут быть живые существа.
По всей Земле обитает принципиально только одна форма живых существ. В основе всего живого, от простейшего вируса до огромнейшего кита или красного дерева, лежат белки и нуклеиновые кислоты (см. главу 6). Все эти живые существа используют одни и те же витамины, в их организмах происходят одни и те же химические реакции, энергия высвобождается и используется одинаковыми способами. Все живое движется одним и тем же путем, как бы ни отличались друг от друга разные биологические виды.
Более того, жизнь на нашей планете зародилась в море, и живые существа состоят ровно из тех химических элементов, которые в изобилии представлены (или были представлены) именно в морской воде. Нет в химическом составе живых существ никаких таинственных ингредиентов, никаких редких или волшебных первоэлементов, для обретения которых понадобилось бы очень маловероятное совпадение.
На любой планете с массой и температурой как у Земли тоже следует ожидать наличия океанов из воды с раствором того же типа солей. Соответственно, и зародившаяся там жизнь будет иметь химический состав, сходный с земной живой материей. Следует ли из этого, что и в дальнейшем своем развитии эта жизнь будет повторять земную?
Вот тут точно уверенными быть нельзя. Из одних и тех же химических элементов можно собрать множество различных сочетаний. Не исключено, что в молодости нашей планеты, на самой заре зарождения жизни, в первобытном океане плавали тысячи принципиально самых разных живых форм. Допустим, что одна из них победила все остальные в конкурентной борьбе, и тут уже нельзя отрицать вероятность того, что это произошло по чистой случайности. А теперь единственность ныне существующей жизни может натолкнуть нас на ложный вывод, что именно такое строение живой материи является неизбежным.
Да, возможно, так и было. Но все имеющиеся у нас данные пока что свидетельствуют о противоположном. В 1950-х и 1960-х годах химики пытались искусственно повторить те условия, которые преобладали на первобытной Земле, и собственными глазами наблюдали спонтанное формирование сложных молекул из простых веществ (см. главу 9).
Этими сложными молекулами оказались знакомые вещества, из которых и состоит наш организм: аминокислоты — кирпичики, из которых строятся белки, нуклеотиды — строительный материал для нуклеиновых кислот, порфириновые кольца — из них получаются хлорофилл и гемоглобин.
Все вещества, самостоятельно формирующиеся в системах, имитирующих первобытный океан, находятся на магистральном пути живой материи именно знакомого нам типа. Не было получено ни одного примера шага в сторону с этого пути. Может быть, когда-нибудь такой пример и будет получен, но с проведением каждого нового эксперимента вероятность этого события уменьшается.
Стало быть, на любой планете, похожей на нашу, химическая основа жизни, скорее всего, будет такой же, как и на Земле. Оснований считать по-другому у нас нет. Более того, весь ход эволюции в целом должен быть таким же. Под давлением естественного отбора все доступные регионы планеты будут заполняться живыми существами, обретающими необходимые способности для адаптации в этих регионах. На Земле после зарождения жизни в море постепенно произошли колонизация пресных вод существами, способными сохранять соль, колонизация суши существами, способными сохранять воду, и колонизация воздуха существами, получившими способность к полету.
И на другой планете все должно произойти точно так же — и там будут действовать те же ограничения на отклонения. Ни на одной планете земного типа летающее существо не сможет вырасти больше определенного размера, так как его должен держать воздух; морское существо должно или иметь обтекаемую форму, или передвигаться медленно и так далее.
Так что вполне разумно ожидать от инопланетных живых существ появления у них знакомых нам черт — просто из соображений рациональности. Двусторонняя симметрия «право-лево» тоже должна иметь место, как и наличие отдельно вынесенной головы с размещением там мозга и органов чувств. Среди последних обязательно должны быть световые рецепторы, аналогичные нашим глазам. Более активные живые формы так же должны употреблять в пищу растительные формы, и очень вероятно, что инопланетяне, так же как мы, будут дышать кислородом — или поглощать его каким-то иным способом.
Короче говоря, инопланетные существа не могут быть совершенно непохожими на нас. Несомненно, впрочем, что в конкретных подробностях они будут от нас разительно отличаться: кто мог бы предсказать, скажем, облик утконоса до открытия Австралии или внешний вид глубоководных рыб до того, как люди смогли погрузиться до глубин их обитания?
Жизнь крайне изменчива в отношении множества мелких деталей. Несмотря на единую химическую базу и единое направление развития, количество возможных вариаций на тему настолько велико, что совершенно невероятно, чтобы, по странному совпадению, на другой планете реализовались в точности те же вариации, что и на Земле. Было бы странно ожидать, что инопланетянин будет выглядеть точно как человек; более того, странно будет ожидать даже приблизительного сходства. И все же у нас будет столько общего, что люди смело смогут считать такого рода инопланетян если не родными братьями, то двоюродными уж точно.
Однако, к сожалению, планет совсем уж земного типа в пределах досягаемости не наблюдается. В нашей Солнечной системе только Венера имеет массу, близкую к земной, но температура на ней слишком высока, чтобы там могло зародиться что-то, хоть отдаленно напоминающее нашу жизнь. Марс, напротив, имеет температуру, не так сильно отличающуюся от нашей (в сторону похолодания), но масса его в десять раз меньше земной, и поэтому атмосферы там держится очень мало. На Марсе нет кислорода и почти нет воды.
Но так ли уж необходим для жизни кислород? Наличие этого газа в нашей атмосфере обусловлено, скорее всего, исключительно деятельностью зеленых растений (см. главу 13). До появления зеленых растений кислорода в воздухе, скорее всего, вообще не было, и жизнь зародилась без него. Даже по сей день еще существуют некоторые бактерии, которым для жизнедеятельности не нужен кислород; более того, для некоторых из них кислород вообще смертелен. Видимо, эти бактерии — реликты живой материи докислородной эпохи.
Да, у нас нет свидетельств того, что в отсутствие кислорода возможно существование живых существ сложнее бактерий, но уверенно отрицать такую вероятность мы не можем. Правильнее всего будет признать, что если на Марсе и есть жизнь, то в условиях отсутствия кислорода она должна иметь крайне простые формы.
В начале 1960-х годов многие очень надеялись на то, что на Марсе действительно есть какие-то простые растительные формы жизни. На этой планете наблюдаются зеленые пятна, очертания которых меняются в зависимости от времени года, как будто растительность то наступает, то отступает. Синтон исследовал отражаемый Марсом свет и сделал вывод о присутствии там химических веществ, похожих на имеющиеся в растениях. Ученые пробовали выращивать в «марсоподобных» условиях — холод, нехватка воды, отсутствие кислорода — некоторые из простейших форм земной растительной жизни, и те выжили! На самом деле, простые формы жизни — бактерии и грибки — выживали у ученых в лабораториях даже в условиях имитации куда более суровой атмосферы Юпитера, насыщенной ядовитыми метаном и аммиаком.
К сожалению, признаки марсианской жизни слишком расплывчаты, и полагаться на них нельзя. Синтон обнаружил, что отражаемый Марсом свет можно истолковать и без привлечения растительной жизни. Саган разработал теорию, объясняющую расширение и сжатие зеленых пятен также без упоминания о живой материи. И что хуже всего, Mariner 4, пролетая в июле 1965 года мимо Марса, сфотографировал поверхность этой планеты, и оказалось, что она испещрена кратерами. Наличие этих кратеров свидетельствует об отсутствии эрозии, а значит — о долгом отсутствии воды. Вероятность того, что на Марсе вообще когда-либо зарождалась жизнь, резко снизилась.
Но надежда еще теплится. Некоторые астрономы, и в их числе — Саган, до сих пор отстаивают версию о том, что на Марсе может иметься жизнь. Да, даже самые оптимистично настроенные сторонники этой гипотезы признают, что шансы невелики, но зато какие перспективы открыло бы перед наукой обнаружение жизни на Марсе! Если она будет обнаружена, пусть даже в простейшей форме, это будет огромный шаг вперед для экзобиологии.
Допустим, что базовое химическое строение марсианской жизни (если таковая существует) совпадает с нашим, что марсианская живая материя состоит также из белков и нуклеиновых кислот, а те — из тех же простейших строительных кирпичиков, что и на Земле. Тогда все наши выкладки о единственности пути любой живой материи получили бы фундаментальное подтверждение.
