Поиски жизни в Солнечной системе - Норман Хоровиц

Норман Х. Хоровиц

Поиски жизни в Солнечной системе

Предисловие редактора перевода

Современная наука располагает богатым материалом о физико-химической основе жизни, о путях, которые могли несколько миллиардов лет назад привести к возникновению примитивных организмов. В то же время нельзя забывать, что мы судим о принципах структурной и функциональной организации живых существ в общем-то на основании одной модели: хорошо известного нам земного варианта жизни. Несмотря на огромное разнообразие видов, населяющих Землю, все они основаны на "углеродной биохимии". Обмен веществ всех земных организмов — от простейших до человека — катализируют белки-ферменты, состоящие из одних и тех же двадцати аминокислот: универсальны принципы хранения и передачи наследственной информации и механизм биосинтеза белка; существует глубокое сходство в работе мембранных энергопреобразующих систем различных организмов. Единственна ли такая "углеродная модель" или где-нибудь вне Земли, возможно, существуют иные формы жизни? Обнаружение таких форм имело бы огромное значение для понимания принципов организации живой материи. Вместе с тем открытие инопланетных организмов, принципиально не отличающихся от земных, скажем, своим генетическим кодом, в корне изменило бы наши представления о месте и характере процессов, приведших к возникновению и распространению жизни во Вселенной.

Сегодня наука рассматривает проблему существования внеземной жизни в очень широком плане; обсуждаются даже возможности установления связи с гипотетическими цивилизациями иных звездных миров. Однако первоочередной и наиболее важной задачей ныне стало исследование вопроса об обитаемости планет Солнечной системы. Если не считать наивных с сегодняшней точки зрения суждений о присутствии живых существ на планетах и даже на Солнце (высказывавшихся в прошлом после признания гелиоцентрической системы Коперника), то можно утверждать, что действительно научный интерес к проблеме жизни на планетах Солнечной системы пробудился лишь на рубеже нашего столетия. Развитие астрономии и биологии достигло к тому времени такого уровня, что стало возможным реально оценить круг небесных тел, где наличие жизни практически исключено, и выделить наиболее вероятных "претендентов" — ближайшие к Земле планеты, прежде всего Марс.

Наблюдения с Земли не позволяли сколько-нибудь достоверно судить не только о присутствии на этой планете живых организмов, но и просто о реально существующих там климатических условиях. А различные косвенные данные, полученные в ходе наблюдений, подогревали фантазию и заставляли строить увлекательные, но, как мы теперь знаем, фантастические гипотезы. Сейчас даже трудно сказать, на что эти гипотезы повлияли больше — на научное мышление или на художественное творчество. Во всяком случае, именно под их влиянием появились такие произведения, как "Война миров" Г. Уэллса, "Аэлита" А. Толстого. "Марсианские хроники" Р. Брэдбери. Среди исследователей проблемы были энтузиасты, например американский астроном П. Ловелл или советский ученый Г. А. Тихов, были и скептики. Однако читатели старшего поколения, наверное, помнят, что в 40-50-х годах в научно-популярной литературе широко обсуждалась перспектива обнаружить на Марсе если не марсиан или леса тянь-шаньских елей, то уж во всяком случае лишайники, что в общем отражало и взгляды специалистов.

Ситуация изменилась коренным образом в 1957 г. Запуск в СССР первого спутника ознаменовал выход человечества в космическое пространство, и вопрос о возможной встрече с внеземной жизнью перешел в разряд реальных. Прежде всего появилась техническая возможность прямого исследования планет и других объектов Солнечной системы. Помимо чисто фундаментальной, общебиологической стороны проблемы существенным был признан и ее другой аспект: контакт человека с ранее неизвестными видами патогенных микроорганизмов и перенос их на Землю могли представлять серьезную угрозу. Поэтому поиск внеземной жизни стал практической задачей космических исследований.

При этом чрезвычайно важно было определить пределы поиска, т. е. свести довольно расплывчатую проблему к конкретному кругу вопросов, на которые можно получить убедительный ответ с помощью современной аппаратуры.

Потребовалась своеобразная инвентаризация, а в чем-то и ревизия существующих представлений о природе жизни и физико-химических пределах ее распространения. Но главное, была необходима широкая мировоззренческая концепция, позволяющая осмыслить феномен жизни в плане общей эволюции материи во Вселенной.

Такой концептуальной основой для экзобиологического обследования планет и других космических объектов стали представления, разработанные еще в 30-х годах нашим выдающимся соотечественником академиком А. И. Опариным. Согласно его взглядам, возникновение жизни неразрывно связано с химической эволюцией соединений углерода, происходящей как на Земле, так и в космическом пространстве. Подчас приходится слышать, что при всей философской ценности теоретических воззрений А. И. Опарина они чрезвычайно далеки от практики. Опыт становления экзобиологических исследований свидетельствует об обратном. Именно с началом космической эры пробудился широкий научный интерес к проблеме происхождения жизни. По-видимому, это не просто совпадение, что в 1957 г., незадолго до запуска первого в мире искусственного космического тела, в нашей стране состоялся и первый Международный симпозиум по проблеме происхождения жизни, т. е. проблема из чисто умозрительных построений энтузиастов-одиночек превратилась в активно разрабатываемую отрасль экспериментальной науки.

Среди участников исторического московскою симпозиума был и американский ученый Норман Хоровиц, книгу которого мы представляем вниманию советского читателя. Его имя хорошо известно биологам разных специальностей. Еще в 40-х годах, начав работать в области генетики микроорганизмов (результаты этих исследований легли в основу современной молекулярной генетики), он первым попытался использовать генетико-биохимические подходы для анализа процесса эволюционного становления жизни. Позднее, в 60-70-х годах, возглавив биологический отдел Лаборатории реактивного движения, Н. Хоровиц участвовал в разработке и осуществлении программы "Викинг", основной задачей которой был поиск следов жизни на Марсе. О результатах этих исследований и их значении в общем контексте проблемы происхождения жизни и ее распространения в Солнечной системе он и рассказывает в своей книге.

Эксперименты, проведенные на поверхности Марса с помощью научной аппаратуры "Викингов", интересны не только с чисто технической точки зрения, т. е. как измерение определенных запланированных ранее параметров, имеющих отношение к жизнедеятельности возможных обитателей Марса. Любопытен и другой аспект исследований. Любой ученый мечтает об эксперименте, дающем однозначный и четкий ответ на поставленный вопрос. Вместе с тем, по крайней мере в биологических исследованиях, приходится сталкиваться и с результатами, допускающими неоднозначную трактовку. ("Теория должна быть разумной, а факты не всегда таковы", — это высказывание видного американского генетика Дж. Бидла автор взял в качестве эпиграфа к одной из глав книги.) И дело здесь не в каком-то дефекте методик измерения, а в том, что наша исходная информация об изучаемом объекте не всегда достаточна для того, чтобы однозначно и четко спланировать эксперимент.

С подобной ситуацией ученым пришлось столкнуться и при анализе результатов измерений, проведенных приборами "Викингов" на "красной планете". Три эксперимента были нацелены на выявление продуктов обмена веществ возможной микрофлоры Марса: газообмен, выделение радиоактивной метки и выделение продуктов пиролиза. Если бы спускаемые аппараты "Викингов" не были укомплектованы еще и высокочувствительным газовым хроматографом в комбинации с масс-спектрометром для обнаружения органических соединений в грунте, то на основании результатов трех названных ранее экспериментов, мы, возможно, склонились бы к мысли, что Марс обитаем. Однако отсутствие органических соединений в образцах грунта сыграло решающую роль и заставило ученых искать объяснение полученных результатов не в метаболизме мифических обитателей Марса, а в своеобразных химических свойствах неорганических компонентов поверхности планеты.

Так можно ли считать вопрос о жизни на Марсе окончательно и бесповоротно решенным? Расстаться с полными своеобразного очарования иллюзиями об обитаемом Марсе, конечно, нелегко. Закрадывается мысль, что получить исчерпывающий ответ на этот вопрос можно лишь при непосредственном исследовании планеты космонавтами, высадившимися на ее поверхности, или хотя бы при лабораторном анализе образцов грунта, доставленных в наземную лабораторию. Высказываются предположения (подчас не имеющие убедительных экспериментальных оснований), что под грунтом Марса могут существовать огромные массы жидкой воды и обитать живые организмы. Иными словами, нужно еще попробовать, еще постараться, и тогда…