Поиски жизни в Солнечной системе - Н Хоровиц

"В интенсивный параллельный пучок света, освещавший пыль в воздухе нашей лаборатории, я поместил зажженную спиртовку. В самом пламени и по его краям были видны странные темные завихрения, похожие на густой черный дым. Такие же темные вихри, устремленные вверх, можно было заметить, поместив пламя чуть ниже пучка света. Они выгля дели чернее самого черного дыма, выходящего из пароходной трубы: их сходство с дымом было столь велико, что невольно возникала мысль, что для обнаружения таких облаков сво бодного углерода в чистом пламени спиртовки, по-видимому, необходим лишь пучок света достаточной интенсивности.

Но действительно ли эти темные завихрения являются дымом? Ответ на этот мгновенно возникший вопрос нам уда лось найти следующим образом. Под пучком лучей мы по местили раскаленную докрасна кочергу, и от нее тоже стали подниматься черные вихри; затем мы наблюдали за сильным пламенем водородной горелки, которое само по себе не дает дыма, но и горение водорода сопровождалось мощным вихре вым движением темной массы. Если это не дым, то что же она собой представляет? Как и в межзвездном пространстве, тем нота здесь объясняется отсутствием на пути пучка света какого либо вещества, вызывающего его рассеяние. Когда пламя на ходилось под пучком лучей, имеющееся в воздухе вещество разрушалось, и очищенный от него горячий воздух, поднимаясь,

пересекал пучок света, унося прочь освещенные частицы и тем самым-благодаря собственной абсолютной прозрачное ти вы зывая образование темных вихрей. Ничто не могло бы убе дительнее продемонстрировать невидимость того, что делает все вещи видимыми. Световой пучок пересекал невидимое чер ное пространство, образованное прозрачным воздухом, в то время как по обе стороны от него сияли плотные массы частиц пыли, подобно тому как светятся любые тела, освещенные сильным светом".

Тиндаль изобрел также метод стерилизации растворов, содержащих споры бактерий, способные выживать в ки пящей воде: этот метод до сих пор известен под названием "тиндализация". Суть его заключается в том, что стери лизуемый раствор несколько раз нагревается в течение ряда дней: непроросшие споры выдерживают нагревание, а про росшие гибнут. Таким образом, после нескольких после довательных нагреваний раствор становится стерильным. Опыты Тиндаля были столь оригинальными, а его под держка взглядов Пастера столь энергичной, что он по праву разделяет с Пастером славу ниспровергателя учения о са мозарождении.

Исследования Пастера и Тиндаля нашли еще одно прак тическое применение. Его предложил их современник хирург Листер (1827-1912), хорошо знакомый с работами этих ученых. Листер высказал мысль, что если бы операционное поле на теле больного удалось изолировать от микроор ганизмов, попадающих из воздуха, то это спасло бы жизнь многим оперируемым. В те времена в английских больницах смертность при ампутации достигала 25-50%-главным об разом вследствие заражения. При операциях в полевых условиях во время военных кампаний дело обстояло еще хуже. Так, в ходе франко-прусской войны из 13 тыс. ам путаций. проведенных французскими хирургами, не менее 10 тыс. имело смертельный исход! Пока сохранялась вера в самозарождение микробов, не было причин удалять их из раны. Однако после открытия Пастера Листер понял, что носителей инфекции необходимо уничтожать прежде, чем они попадут на операционное поле. И Листер добился успеха, применив карболовую кислоту (фенол) в качестве антибактериальною средства. Он стерилизовал инструмен ты, опрыскивал кабинет и даже пропитывал одежду боль ного раствором фенола. Принятые меры дали отличные результаты, что привело к рождению антисептической хирургии.

Панспермия

Учение о самозарождении постепенно умирало на про тяжении столетий, и то, что оно было окончательно по хоронено Пастером и Тиндалем, вряд ли может удивить современных ученых. Однако не существовало теории, спо собной занять его место. Нетрудно представить, что в XIX в. при чрезвычайно низком уровне знаний о химической ор ганизации живой материи, всякий, кто попытался бы думать о происхождении жизни, был обречен на неудачу. Как за метил в 1863 г. Дарвин в письме Гукеру, "сущий вздор рассуждать сейчас о происхождении жизни; с тем же успехом можно было бы рассуждать о происхождении материи".

Дарвин был прав. Слишком мало было в то время известно о природе жизни и истории Земли, чтобы про дуктивно рассуждать о происхождении жизни. Однако кру шение учения о самозарождении привело некоторых из вестных ученых к мысли, что жизнь никогда не возникала, а, как материя или энергия, существовала вечно. Согласно этому представлению, "зародыши жизни" блуждают в кос мическом пространстве до тех пор, пока не попадают на подходящую по своим условиям планету-там они и дают начало биологической эволюции. Эту идею поддерживали Герман ван Гельмгольц (1821-1894) и Уильям Томсон (позднее лорд Кельвин; 1824-1907)-самые знаменитые фи зики XIX в. Гельмгольц, лично ставивший опыты по изу чению самозарождения бактерий, в лекции, прочитанной в 1871 г., говорил:

Я не смогу возразить, если кто-нибудь будет считать данную гипотезу в большой или даже очень большой степени неправдоподобной. Но мне кажется, что в случае, если все наши попытки получить живые организмы из неживой материи про валятся, с научной точки зрения правомочно задать вопрос: возникала ли жизнь когда-нибудь вообще или же ее зародыши переносятся из одного мира в другой и развиваются повсюду, где есть подходящие условия?

Гельмгольц и Томсон были близкими друзьями и, вполне вероятно, не раз обсуждали этот вопрос. Как бы там ни было, несколькими месяцами позже Томсон высказал очень похожую мысль в своем президентском обращении к Бри танской ассоциации развития науки:

Достаточно точными экспериментами, проведенными к на стоящему времени, показано, что любой форме жизни всегда предшествует жизнь. Мертвая материя не способна превра титься в живую, не испытав предварительно воздействия живой

материи. Мне это представляется такой же несомненной науч ной истиной, как закон всемирного тяготения. Я готов принять в качестве научного постулата, справедливого всегда и повсюду, утверждение, что жизнь порождается только жизнью и ничем, кроме жизни. Но как же тогда произошла жизнь на Земле?

Далее он говорил о том, что во Вселенной должно существовать много других миров, несущих жизнь, которые время от времени разрушаются при столкновении с другими космическими телами, а их обломки с живыми растениями и животными рассеиваются в пространстве.

Следовательно, в высшей степени вероятно, что в космосе движется бесчисленное множество метеоритных камней, несу щих семена жизни. Если бы в настоящее время жизни на Земле не существовало, то один такой упавший на нее камень мог бы стать так называемой естественной причиной возникновения жизни, в результате чего Земля покрылась бы растительно стью. .. Гипотеза о том, что жизнь на Земле произошла бла годаря таким обломкам более древних миров, может показаться дикой и фантастичной; однако по этому поводу я могу лишь утверждать, что она не является ненаучной.

Эта идея была тщательно разработана в 1908 г. шведс ким химиком Сванте Аррениусом (1859-1927), который на звал свою теорию панспермией. Развивая идеи Гельмгольца и Кельвина, он высказал несколько собственных сообра жений, предположив, что бактериальные споры и вирусы могут уноситься с планеты, где они существовали, под действием электростатических сил, а затем перемещаться в космическое пространство под давлением света звезд. На ходясь в космическом пространстве, спора может осесть на частицу пыли; увеличив тем самым свою массу и преодолев давление света, она может попасть в окрестности ближайшей звезды и будет захвачена одной из планет этой звезды. Таким образом, живая материя способна переноситься с планеты на планету, из одной звездной системы в другую. Как указывал Аррениус, из этой теории, в частности, сле дует, что все живые существа во Вселенной должны быть химически родственны.

Теория панспермии опирается на два утверждения, ко торые следует рассмотреть отдельно. Первое из них заклю чается в том, что жизнь существовала всегда, т. е. она неразрывно связана с материей. Сейчас мы можем с уве ренностью сказать, что эта мысль ошибочна. Жизнь в отличие от материи и энергии не относится к числу фун даментальных свойств Вселенной; она скорее представляет собой проявление определенных комбинаций молекул, ко

торые не могли существовать вечно, поскольку не всегда существовали даже элементы, из которых они состоят. Кос мологи считают, что Вселенная первоначально состояла из самого легкого элемента водорода или из нейтронов-фун даментальных частиц, имеющих примерно такую же массу, как атом водорода. Все элементы тяжелее водорода об разовались (и образуются в звездах до сих пор) из водорода в реакциях ядерного синтеза. Эти реакции служат главным источником звездной энергии. Хотя за время существования наблюдаемой Вселенной (по оценкам 10-15 млрд. лет) часть водорода была израсходована, он до сих пор остается наиболее распространенным элементом. Около 90% атомов наблюдаемой Вселенной (что составляет около 60% ее мас сы) приходится на водород, остальная часть - это в основном гелий, элемент, следующий по массе за водородом. Но поскольку кроме водорода для организации живой материи необходимы и другие элементы, жизнь не может быть "ровесницей" Вселенной-она должна была возникнуть го раздо позднее.