МОСКВА, 10 дек - РИА Новости. Владимир Сычев, один из создателей спутников "Бион-М", рассказал РИА "Новости" о том, как российские биоспутники помогают нам понять, как перенести биосферу в космос, как российские ученые проверили теорию занесения жизни на Землю из космоса и поделился мыслями о том, как крушение "Прогресса" повлияет на российскую космическую науку.
На этой неделе в стенах Президиума РАН в Москве прошла международная конференция по космической медицине и биологии, проведенная Институтом медико-биологических проблем РАН. В рамках этой конференции российские ученые и их зарубежные коллеги рассказали о последних успехах в изучении того, как космос влияет на жизнь человека и других живых существ, и раскрыли планы на будущее.
Владимир Николаевич Сычев, заместитель директора по научной работе ИМБП, рассказал на конференции о том, какие эксперименты сотрудники института и их зарубежные коллеги будут вести на борту нового российского биоспутника "Бион-М2", и как эти опыты повлияют на подготовку к путешествиям в дальний космос. Он рассказал РИА "Новости" о том, насколько важны подобные исследования для сохранения лидерства России в области пилотируемой космонавтики.
— Владимир Николаевич, учитывая серьезные сокращения в финансировании научной части российской космической программы на последующие 10 лет и сдвиг многих проектов на более поздние сроки, ожидаете ли вы проблем для "Биона-М2" и последующих биоспутников, если эконмическая ситуация не улучшится?
— Пока, насколько я знаю, можно говорить о том, что эти сокращения не повлияют на реализацию программы "Бион". Но, на самом деле, это лишь наша точка зрения, и сказать что-то точно в данном случае очень сложно.
Деньги, которые требуются на реализацию наших проектов, являются очень скромными по сравнению с теми программами, которые ведет Институт космических исследований. Там действительно выделяются очень большие деньги, к некоторым проектам есть вопросы, но судить об их состоянии сложно, так как мы смотрим на них со стороны. В целом, я могу сказать, что пока проблем у нас не возникало.
— В апреле 2014 года НАСА запретило своим сотрудникам участвовать в совместной работе с российскими учеными. Повлияло ли это на анализ результатов экспериментов на борту "Биона-М" и создает ли это проблемы с "Бионом-М2"?
— На самом деле, проблем с первым "Бионом" не было - никто не мешал нашему сотрудничеству, и наши американские коллеги участвовали в нем в полном объеме. Насчет второго "Биона" мы сейчас разговариваем и прорабатываем варианты. Сложно сказать, хорошо это или плохо, но ситуация движется вперед.
На биоспутнике "Бион-М2" планируется провести около 30 экспериментов Всего на аппарате "Бион-М2" планируется проводить исследования по 10 направлениям, главное из которых - изучение мышей, сообщил замдиректора по научной работе Иститута медико-биологических проблем (ИМБП) РАН Владимир Сычёв.— В рамках прошлого "Биона" вы проводили интереснейший эксперимент по проверке теории панспермии, возможности занесения жизни на Землю из космоса, и в 2013 году вы рассказывали о том, что его выводы частично подтвердились, но таблетки с микробами раскололись при посадке зонда. Удалось ли вам узнать что-то новое?
— Да, нам удалось обнаружить микробов внутри этих образцов, оказалось, что они выжили при посадке. Это удалось сделать как бактериям-экстремофилам, так и обычным бациллам. Так что, в принципе, возможность выживания спор микроорганизмов внутри метеоритов является доказанной.
— Тем не менее, вы все равно планируете проводить подобные эксперименты на борту "Биона-М2"?
— Мы будем проводить их потому, что, понимаете, есть несколько тонкостей. Нужно знать, до каких температур раскаляется корпус зонда при входе в атмосферу, как нагревается одна его сторона и как нагревается другая, и сравнить это с тем, что происходит с метеоритами. Метеориты, к тому же, взрываются или сгорают полностью при вхождении в атмосферу. В общем, есть много сложностей, много моментов, которые нужно уточнить.
С другой стороны, если верить в панспермию, то в какой-то степени уже сейчас можно говорить о том, что это возможно. Если же не верить в это, то тогда факт выживания микробов в таких условиях ничего не говорит сам по себе.
— Недавно ваши коллеги из университета Калифорнии в Ирвине показали в экспериментах на мышах на земле, что длительное облучение космическими лучами ведет к снижению интеллектуальных способностей. Возможно ли проведение таких опытов на биоспутниках?
— Ответ на этот вопрос мы получили уже на первом "Бионе". Наши коллеги в опытах на мышах обнаружили, что длительная жизнь на орбите приводит к серьезным изменениям в работе дофаминовой системы мозга. Это сказывается на обучаемости грызунов - она резко снизилась после полета и возвращения грызунов на Землю.
— Можно ли с этим как-то бороться? Помешает ли это полету на Марс или постройке базы на Луне?
— Понимаете, все эти исследования сейчас находятся на самых ранних стадиях, мы еще только начинаем накапливать статистику. У нас только начинает появляться понимание того, с чем мы сталкиваемся в открытом космосе. Как с этим бороться?
Опыт астронавтов, летавших на Луну и лунную орбиту, показывает, что те из них, кто спускался на поверхность планеты, чувствовал себя по возвращению на Землю лучше, чем те члены экипажей "Аполлонов", которые оставались на орбите. Иными словами, варианты того, как можно избежать этих негативных эффектов, могут быть самые разные, и мы только начали исследовать то, что вызывает подобные эффекты.
— Насколько вообще возможны длительные биологические опыты на орбите, которые могут длиться полгода или год, для изучения подобных эффектов?
— Все можно сделать, если ты имеешь соответствующие ресурсы. В принципе, животных можно содержать на орбите больше 30 дней, но это потребует очень серьезной аппаратуры и серьезных подходов для решения этой задачи.
Американцы, к примеру, проводят свои исследования на мышах на борту МКС, но все равно животные проводят там не более 30 суток. Есть большие сложности, связанные с тем, что фактически, когда вы посылаете организм в космос или в принципе в любую среду, изолированную от биосферы, вы должны обеспечить ему систему жизнедеятельности. Нужно гарантировать, что животное выживет на протяжении всего этого срока.
Для космического полета это достаточно сложная задача, которую, наверное, можно реализовать на МКС, но точно не на борту биоспутников. Более того, длительные эксперименты с животными не всегда бывают нам нужны.
К примеру, если мы возьмем типичную продолжительность жизни мыши и сопоставим ее с длиной жизни человека, то тогда 30 суточный полет для грызуна будет примерно равен двухлетнему пребыванию в космос для нас. Используя подобные принципы, мы прикидываем последствия для человека, используя данные, которые мы получаем на биоспутниках. И кроме того, рекорд продолжительности полета на сегодняшний день составляет полтора года.
К тому же, есть существенное отличие между животными и космонавтами - последние активно сражаются с негативным влиянием невесомости на их организм, а животные непосредственно находятся "внутри" этой невесомости, и никакой профилактики у них нет. И поэтому то, что мы видим в опытах на животных, на человеке мы часто увидеть не можем из-за того, что эти эффекты купируются теми средствами, которые мы разрабатываем для того, чтобы космонавты могли вернуться на Землю здоровыми.
Поэтому исследования на животных и важны для нас - с их помощью мы можем видеть те эффекты, которые мы частично видим и в организме человека, но не понимаем их глубину.
— Считаете ли вы возможным реконструкцию оранжереи на МКС, и если да, насколько это важно для российской космической науки в контексте возможного отставания от Китая и США и для прогресса в создании биорегенерационных систем для полетов в дальний космос?
— Выступая на конференции, я не зря сказал, что мы сейчас находимся в опасной ситуации, можно сказать, что мы сегодня доедаем последние достижения, которые были получены 40 лет назад в Советском союзе.
Вообще, проблема существования человека вне биосферы является очень сложным и комплексным вопросом, который нельзя свести к какой-то конкретной задаче — нельзя просто взять и сказать, что нам нужно создать систему жизнеобеспечения для лунной базы, или для марсианского корабля.
Все эти задачи намного шире и сложнее - американцы давно пытались создать копию биосферы Земли в ходе экспериментов Джона Аллена и Марка Нельсона в Аризоне в 1993 году. Они пошли по пути полного копирования биосферы планеты, но у них ничего не получилось, потому что в их "Биосфере-2" не было того, что есть в биосфере Земли.
Дело в том, что биосфера планеты имеет огромную буферность - нас окружает воздушный и водный океан, и огромные массы почвы и горных пород. Мы сейчас выбрасываем огромное количество углерода, который копился под землей миллионы и миллиарды лет в результате работы биологических систем. Только сейчас мы начали замечать какие-то изменения, хотя еще и не совсем понятно, связаны ли они с этими действиями человечества.
К чему я это все говорю? Биологические системы намного шире, чем одна оранжерея, служащая источником кислорода. Поэтому для нас потеря "Лады" является очень обидной вещью. Попытаемся или не попытаемся мы ее восстановить, удастся или не удастся это сделать - другой вопрос.
Все это не отменяет того, что эксперименты с растениями все равно будут продолжаться. Растения могут играть разные роли в жизни человека в космосе - они могут быть источниками витаминов, помогать экипажу с психофизиологической точки зрения. К примеру, экипаж нашего проекта "Марс-500" имел возможность выращивать или цветы или салат в оранжерее. Анализ того, как все эти факторы влияют на жизнь человека, критически важен для нас.
Достаточно экзотична. Она гласит, что жизнь на нашей планете имеет космическую природу. Ее зародыши были занесены на Землю с другого небесного тела (например кометы) или даже корабля пришельцев. Панспермия - это идея, появление которой связывают с именем античного мыслителя Аристотеля. Сторонником теории был живший в XVII-XVIII вв. Готфрид Лейбниц. Однако только в начале XX столетия панспермия перестала быть только философским рассуждением и обзавелась разными научными обоснованиями и моделями.
Радиационная панспермия
В 1908 году шведский ученый выдвинул концепцию, получившую название теории радиационной панспермии. Физик предположил, что первые споры бактерий оказались на Земле после миграции из дальних уголков Вселенной. Причиной этого «переселения» Аррениус считал давление солнечного света (или света другой крупной звезды).
Данная гипотеза панспермии имеет немало сторонников. Самой вероятной прародиной жизни эти ученые называют Венеру, откуда термостойкие бактерии могли попасть на Землю в тот момент, когда две планеты оказались на максимально малом расстоянии друг от друга.
Фактор светового давления
Существование светового давления еще до Аррениуса экспериментально доказал русский физик Петр Лебедев. Кроме того, он проанализировал воздействие этого явления на споры ликоподия (плауна). В связи с этим в XIX веке теория панспермии поддерживалась Фердинандом Коном, Юстусом Либихом, Германом Гельмгольцем и другими именитыми учеными своего времени.
Вместе с тем в XX столетии данная концепция подвергалась критике со сторон самых разных исследователей. Среди них были Иосиф Шкловский, и многие другие. Противники опровергают доказательства панспермии на том основании, что длительная космическая миграция не может обойтись без получения губительной для спор дозы радиации.
Космические гости
В обобщенном панспермии гласит, что вакуум, в котором при длительном путешествии могут пребывать бактерии, не должен мешать их жизнедеятельности, так как при крайне низких температурах клетки находятся в замороженном состоянии (анабиозе). Теоретически такие гости могли «очнуться» сразу после своего прибытия на Землю, где благодаря стечению множества обстоятельств сложились комфортные климатические условия.
Вышеописанные идеи были опровергнуты современными учеными. Исследования в лабораториях показали, что в космическом вакууме клетка попросту взрывается из-за сверхбыстрого испарения собственной воды. Вследствие этого процесса микроорганизмы разрушаются избыточным внутренним давлением. Таков главный аргумент специалистов, считающих, что радиационная панспермия - это миф.
Литопанспермия
Еще одна разновидность панспермии - литопанспермия. Основатель теории Мелвин Кальвин считал, что зачатки жизни могли попасть на нашу планету вместе с метеоритом. До сих пор эта концепция панспермии так и не была подкреплена соответствующей фактурой.
На Землю действительно попадают крохотные остатки сгоревших в атмосфере метеоритов. Такие материалы исследовались самыми разными учеными, но никому еще не удавалось обнаружить на них или в них следы жизни. Ученые фиксировали лишь некоторые биологические вещества (например жирные кислоты и аминокислоты).
Кометная концепция
Другая гипотеза о появлении жизни на Земле, связанная с панспермией, это так называемая кометная теория, изложенная в книге Фреда Хойла «Облако жизни». В этой публикации автор попытался доказать состоятельность своей концепции на примере глобальных вирусных эпидемий (в том числе на примере испанки начала XX века). Хойл предположил, что подобные массовые заболевания (пандемии) можно объяснить их кометным происхождением. Точно так же, как вирусы, на Землю могла попасть и жизнь, утверждал автор.
Есть свои аргументы и у противников теории о кометном происхождении бактерий. Большинство вирусологов согласны в том, что, к примеру, эпидемия гриппа в Гонконге в 1968-1969 гг. гораздо логичнее объясняется передачей заразы от человека к человеку и ее эволюцией в борьбе против иммунной системы, чем идеей о ее космических корнях. Кроме того, литопансермия - это гипотеза, которая не может объяснить, как метеорит с бактериями попал в Солнечную систему из другой звездной системы, где, возможно, есть признаки жизни.
Направленная панспермия
В 1970-е гг. в научном сообществе появилась еще одна смелая теория зарождения жизни на Земле - направленная панспермия. Этой гипотезы не было бы, если бы не тогдашняя популярность темы инопланетного разума. Если верить направленной панспермии, то первые зародыши жизни оказались на Земле по воле некой цивилизации, существующей где-то в глубинах космоса. Возможно, споры и бактерии были присланы на специальном аппарате, а делалось это все для создания колонии или проведения научного эксперимента.
Сторонники идеи направленной панспермии в качестве ее доказательства напоминают о том, что все земные организмы имеют в своем строении редкие для нашей планеты металлы, в том числе молибден. Другой аргумент заключается в природе генетического кода. Истоки этого феномена до сих пор до конца не изучены. Из-за множества белых пятен появляются самые невероятные предположения, в частности и гипотеза о направленной панспермии. Ее апологеты считают, что все земные организмы произошли от общего предка (микроорганизма), появившегося здесь благодаря инопланетной цивилизации. Между тем, до сих пор нет никаких внятных доказательств о существовании пришельцев и об их визитах на Землю.
Космическая пыль
Еще одна панспермическая гипотеза сводится к предположению о том, что Земля образовалась из космической пыли, уже имевшей зародыши жизни. В таком случае бактерии могли выжить только при сохранения стабильной температуры на новой планете. Однако исследования ученых показали: на ранних этапах своего существования Земля представляла собой раскаленный шар, который продолжал охлаждаться на протяжении многих миллионов лет.
Тем не менее космическая пыль в качестве носителя жизни могла попасть на нашу планету много позже. Это еще одна гипотеза, которую предлагает панспермия. Кратко говоря, данные предположения несостоятельны, что в 1970-е гг. доказал в том числе и советский ученый Лев Мухин. Любые сложные органические соединения, прежде чем оказаться на Земле, должны преодолеть плотные слои атмосферы, где они и сгорают вместе с метеоритами и другими космическими объектами.
«Живые» осадки
Новые споры о космической природе земной жизни завязались в 2001 году, когда в индийском штате Керале прошел уникальный красный дождь. Исключительность этого природного явления заключалась не только в неожиданном цвете осадков. Очевидцы дождя сообщали, что перед ливнем они стали свидетелями необычайной грозы и мощных вспышек света.
Феномен красного дождя привлек внимание ученых и дилетантов со всего мира. Дальнейшие исследования показали, что истинной причиной неестественного цвета стали частицы, находившиеся в воде в виде взвеси. Виновники сенсации оказались спорами. Для сторонников панспермии этот факт стал еще одним аргументом в пользу концепции о космических истоках земной жизни.
Мог ли миллиарды лет назад над Землей пройти первый подобный дождь из спор, которых прежде на планете никогда не было? Большинство специалистов интерпретировало события в Индии иначе. Ученые выяснили, что споры, выпавшие вместе с красным дождем, принадлежали к эпифитам - распространенному виду растений, повсеместно растущему в этой части света. Таким образом, осадки оказались лишь эпизодом круговорота органических веществ в природе. Тем не менее эпизод с красным дождем в Керале продемонстрировал, как гипотетически могло бы произойти заселение Земли жизнью.
Поиски продолжаются
На сегодняшний день никому так и не удалось обнаружить признаки жизни вне Земли (в том числе и в метеоритном веществе, попавшем на третью планету Солнечной системы из космоса). Периодически в средствах массовой информации появляется сенсационная информация о таких находках, однако на поверку она оказывается неправильной интерпретацией фактов или намеренным враньем. Зачастую за организмы принимаются неорганические соединения, подобные бактериальным. Кроме того, попадая на Землю, космическая материя «загрязняется» земной жизнью, что еще сильнее путает наблюдателей.
Все эти доводы показывают, что панспермия - это сомнительная гипотеза, у которой нет доказательной базы. Впрочем, научный скепсис не мешает значительному числу энтузиастов продолжать поиски аргументов, подтверждающих подобные теории.
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.
Продолжаем публикацию статей на тему возникновения жизни во вселенной. На этот раз рассмотрим вопрос панспермии, т.е. занесению жизни на Землю и другие планеты из космоса. Статья впервые была опубликована в журнале "Земля и Вселенная" в №6 за 1981 год. Электронная редакция - сайт "Галактика".
Занесение жизни из космоса на Землю.Панспермия.
Кандидат технических наук, М.Д.НУСИНОВ.
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 биологиче" ский 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 хлоросодержа-щие 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 НАПРАВЛЕННАЯ 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 4*10 9 лет тому назад, 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. Матт-лоффа. Наряду с проектами 0"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 €ы, 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 cм 3 . Следовательно, необходимая доставка аммиака в атмосферу составит 3,6*10^ 16 см 3 , 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.
Дизайн, обработка и выкладка на сайт - Кременчуцкий А. Copyright © 2002-2012 "Галактика" сайт. Все права защищены. При копировании ссылка на источник обязательна. Выпущено сайтом "Галактика" 04.10.2003. На Главную