ГДЕ И ИЗ ЧЕГО ЗАРОЖДАЕТСЯ ЖИЗНЬ?

За последние несколько лет при исследовании радиоастрономическими методами газопылевых облаков в Галактике в них было обнаружено несколько типов органических соединений. Особенно отметим синильную кислоту, формальдегид, метиламин, спирты. (Все эти простые молекулы — ключевые исходные продукты для синтеза более сложных соединений, абсолютно необходимых для жизни, например, аминокислот — строительных блоков белка.)

Такое открытие тем более удивительно, что раньше в газопылевых облаках предполагалось лишь присутствие водорода и некоторого числа двухатомных соединений. Поскольку эти облака (или их фрагменты) отождествляются как районы зарождения звёзд и планетных систем, то подобные результаты наблюдений представляют исключительный интерес.

После открытия органических молекул в газопылевых облаках межзвёздные пылинки, на которых могут концентрироваться эти молекулы, стали называть семенами жизни. Совсем недавно знаменитый английский астрофизик Ф. Хойл выдвинул идею о том, что в глубинах Космоса жизнь может зарождаться именно на межзвёздных пылинках. Более того, Ф. Хойл и его соавтор Н. Викрамсингх связывают эпидемии гриппа на Земле с внесением возбудителей этой инфекции из Космоса. Правда, Хойл деликатно обходит вопрос о том, как возникает жизнь на межзвёздных пылинках.

Ещё раньше высказывались мысли о том, что жизнь способна развиваться на кометах и астероидах. Но посмотрим, может ли действительно возникнуть жизнь в результате химических процессов в холодных газопылевых облаках?

Сравнительно простые молекулы, такие, как формальдегид и синильная кислота, там есть. Они возникают из льдов простых газов, таких, как пары воды, метан, аммиак, на поверхности пылинок. Что же потом?

Реакции образования более сложных полимеров идут при низких температурах очень медленно. Кроме того, из-за очень низкой температуры на пылинках нет жидкой воды, которая необходима для всего живого. Да и межзвёздные пылинки очень малы, меньше микрона, даже нормальная бактериальная клетка больше. Нет, для жизни нужен комфорт, а здесь и холодно и «тесно».

В метеоритах находят уже более сложные соединения углерода — аминокислоты. Казалось бы, всего один шаг до живого. Но нет. Метеориты тоже своего рода эволюционный тупик, поскольку у них нет ни гидросферы (хотя немного воды в химически связанном виде всё-таки есть), ни атмосферы. Что же тогда остаётся? Только планеты?

Только планеты.
Попробуем разобраться почему. Для этого нам придётся посмотреть, какие природные факторы критичны для жизни. Естественно, сначала мы будем пока говорить о том, что ближе: о нашей, земной, жизни.

Хорошо известно, что так называемые термофильные (теплолюбивые) формы микроорганизмов существуют в горячих вулканических источниках, температура которых достигает в некоторых случаях 95 – 98 градусов Цельсия. Механизмы, которые устраняют повреждения в клетках и повышают их устойчивость к высокой температуре, до конца не понятны, да у нас с вами нет необходимости вдаваться в детальный анализ биохимии термофилов. Ясно, что эволюция выработала защитные механизмы. Однако верхний температурный предел жизнедеятельности организмов, безусловно, есть, и мы не допустим серьёзной ошибки, если установим его около 100 градусов Цельсия.

В том случае, если жизнь уже существует, нижняя температурная граница не столь критична. Однако мы акцентируем своё внимание на проблеме зарождения жизни, и нам необходимо учитывать скорости химических реакций. Поскольку большинство реакций проходит в жидкой фазе, то для нормальной жизнедеятельности автоматически получается и нижняя температурная граница около 0 градусов по шкале Цельсия.

Итак, для зарождения жизни мы получаем довольно узкий температурный интервал, всего около 100 градусов. Причём важно, что стабильность температур должна сохраняться очень долгое время без заметных перепадов.

Где же могут быть такие условия? Только на планетах, имеющих атмосферу. Именно атмосфера — фактор планетарного масштаба, исключающий резкие температурные перепады. Например, на Луне, лишённой воздуха, перепады температуры ночью и днём велики: от + 110 до – 120, более двухсот градусов, а на Венере и Земле они незначительны.

Поскольку именно в атмосфере, гидросфере и на поверхности раздела фаз происходит синтез органических молекул, то вполне понятно, что для прохождения реакций синтеза на планетах должны быть какие-нибудь источники энергии.

Итак, планеты, да ещё планеты с атмосферами. Кстати, атмосфера выполняет ещё одну очень важную функцию: она защищает хрупкие органические молекулы от разрушительного действия ультрафиолетового излучения родительской звезды. Например, у нас на Земле жизнь вряд ли была бы возможна, если бы в атмосфере не было озонового экрана. Именно этот экран задерживает наиболее опасную часть излучения Солнца.