Гипотезу о том, что жизнь зародилась на Марсе и только оттуда была занесена на Землю, можно назвать необычной, но отнюдь не невероятной.
Несколько недель назад известный американский популяризатор науки, глава Планетарного общества Билл Най поддержал дополнительное финансирование перспективного проекта NASA по доставке образцов с марсианской поверхности на Землю...
"Если бы жизнь зародилась сначала на Марсе, это было бы странно, но не так уж безумно знать, что мы с вами - потомки марсиан", - сказал он. "Не нужно много денег, чтобы коренным образом изменить нашу историю".
Действительно, гипотеза о том, что жизнь зародилась на соседней планете и только потом совершила эпохальный перелет на Землю, звучит странно только на первый взгляд. Давайте рассуждать логически.
Жизнь на Земле не могла появиться раньше, чем появилась сама планета. Это произошло около 4,5 миллиарда лет назад, но вскоре молодая Земля испытала столкновение с крупным небесным телом, и выброшенные ударом обломки образовали Луну. Всего около 4,4 миллиарда лет назад планета более-менее остыла, у нее появилась устойчивая кора и даже океаны. Однако они просуществовали недолго - и были далеко не такими огромными, как сегодня. Большая часть воды появилась на Земле между 4,1 и 3,8 миллиардами лет назад, когда планета прошла через бурный период Поздней тяжелой бомбардировки.
Массивное воздействие ледяных и каменных небесных тел вновь растопило поверхность, поэтому если жизнь пыталась появиться до этого периода, то она, скорее всего, полностью уничтожена. Окончание астероидной бомбардировки устанавливает самый дальний временной рубеж для появления жизни. А на ближайший указывают прямые палеонтологические находки - следы первых организмов, сохранившиеся в окаменелостях. Самые достоверные такие находки были сделаны в западной Австралии и датируются примерно 3,5 миллиардами лет. Таким образом, мы получаем приблизительное время возникновения земной жизни из неживой материи - абиогенез.
Самое удивительное, что на весь процесс остается всего несколько сотен миллионов лет. Этого оказалось достаточно, чтобы превратить совершенно стерильную Землю в планету, на которой жизнь уже сформировала довольно сложные сообщества "биоматов": в австралийских окаменелостях ученые выделили более десятка различных типов клеток бактерий и архей. И это только первая проблема.


Умеренно высокая температура, водная среда, большое количество органических веществ и недостаток кислорода, микроэлементы и приток энергии - в классических представлениях это образует "первичный суп", в котором постепенно зарождается жизнь. Однако если мы попытаемся воспроизвести этот процесс самостоятельно, то не получим никаких протоклеток, сколько бы мы ни варили такую смесь. Мы обнаружим отдельные, более сложные органические соединения "in vitro", которые в конечном итоге образуют смолистую смесь, больше похожую на асфальт, чем на живую биомассу.
Этой проблемой занимался Стивен Беннер, весьма уважаемый геохимик, бывший профессор Гарварда, а ныне глава собственного Института науки и технологий Вестхаймера. В 2013 году, выступая на конференции Гольдшмидта, он отметил, что "правильные" абиогенные реакции требуют достаточного количества определенных минералов - в первую очередь соединений бора и молибдена, которые необходимы для стабилизации образующихся молекул РНК.
Команда Элизабет Хаусрат из Университета Невады пришла к аналогичным результатам. В своем исследовании, представленном в журнале Nature Geoscience, ученые отметили, что фосфор, ключевой химический элемент, необходимый для формирования молекул РНК и ДНК, содержится в земной коре в основном в виде плохо растворимых минералов. Они вряд ли могли насытить молодой океан достаточным количеством фосфора для необходимых реакций.
В то же время фосфаты, обнаруженные на поверхности Красной планеты, растворяются гораздо легче. В лабораторных экспериментах геохимики показали, что они в 45 раз быстрее рассеиваются в воде. Это позволило рассчитать, что концентрация фосфора в водной среде молодого Марса может быть в несколько раз выше, чем на Земле. То же самое касается молибдена и бора: анализ марсианских метеоритов показывает, что около 3 миллиардов лет назад океаны соседней планеты были ими гораздо богаче, чем на Земле. Кстати, об океанах.

Обилие воды

В то же время фосфаты, обнаруженные на поверхности Красной планеты, растворяются гораздо легче. В лабораторных экспериментах геохимики показали, что современный Марс практически лишен атмосферы, а его поверхность представляет собой ледяную каменистую пустыню, политую космической радиацией.


Текущий период геологической истории планеты называется амазонским, и начался он около 3 миллиардов лет назад, с катастрофических изменений, завершивших гесперийский (3,0 - 3,7 миллиарда лет назад) и ноевский (3,7 - 4,1 миллиарда лет назад) периоды, в течение которых Марс отличался высокой геологической активностью, плотной атмосферой, обилием воды и, возможно, достаточно комфортной температурой. Океан и тепло, минералы и органические вещества - все это было на соседней планете задолго до Земли, дав жизни пару сотен миллионов лет на развитие. По некоторым данным, даже позднюю метеоритную бомбардировку Марс пережил гораздо легче, а массивные астероиды перестали "утюжить" его поверхность раньше, чем на нашей планете. Кстати, о метеоритах.

Кстати, о метеоритах

Обмен веществом между планетами внутренней части Солнечной системы происходил на протяжении всей их истории - и до сих пор. Обломки, выбитые ударами метеоритов или выброшенные мощными вулканическими выбросами, через многие тысячи, а иногда и миллионы лет падают на поверхность соседних массивных тел. Так, из 63,7 тысяч метеоритов, найденных и изученных геологами на данный момент, как минимум 266 имеют марсианское происхождение. На таких "ковчегах", покрытых слоями льда и камня, ранняя жизнь вполне могла переместиться с умирающего Марса на соседнюю планету и продолжить свое развитие здесь.
На это косвенно указывают некоторые исследования самих метеоритов. Самый известный пример этого дает ALH 84001, который прилетел с Марса около 4 миллиардов лет назад, а в 1984 году был найден в Антарктиде. В 1996 году исследователь НАСА Дэвид Маккей опубликовал в журнале Science статью, в которой показал, что под электронным микроскопом в ALH 84001 можно различить структуры, очень напоминающие окаменевшие микробные клетки.
О грандиозной находке собирался говорить даже тогдашний президент США Билл Клинтон, но большинство экспертов отнеслись к ней скептически, поэтому выступление было отменено. Стоит сказать, что дискуссии вокруг подобных доказательств не прекращаются, и Маккей и его сторонники пока не намерены сдаваться. Более того, в их пользу говорят и некоторые биологические эксперименты.

Немного биологии

Условия, существовавшие на древнем Марсе, можно найти в некоторых укромных уголках современной Земли. Натали Каброль из Института SETI и ее коллеги исследовали такие экологические ниши в рамках проекта "Высокие озера", который был поддержан НАСА. Ученые провели несколько экспедиций к высокогорным вулканическим озерам в Андах: атмосфера здесь далеко не такая плотная и пропускает изрядное количество ультрафиолетового излучения. На глубине практически нет кислорода, зато есть масса растворенных солей, что делает такие озера весьма экстремальным местом для жизни.


Неудивительно, что эти водоемы не отличаются цветущими и разнообразными экосистемами. Тем не менее, во всех них ученые обнаружили экзотермофильные микроорганизмы, которые сумели приспособиться к таким условиям и даже научились процветать. Некоторые из этих микробов выдерживают рекордно высокие дозы ультрафиолетового излучения, смертельного для всех остальных клеток, и переносят излучение с УФ-индексом до 43 (для сравнения, УФ-индекс 6-7 считается высоким для человека, а свыше 11 - крайне высоким). Все это повышает шансы на существование жизни на древнем Марсе.
Некоторые организмы демонстрируют не меньшую устойчивость в космическом полете и даже при экстремальных температурах и давлениях, возникающих во время падения астероида. Анализ марсианских метеоритов показывает, что их минералы могли кратковременно испытывать давление до 50 ГПа, нагрев до 1000 К и ускорение до 3000 км/с2. Однако биологи неоднократно демонстрировали, что микробы, входящие в состав некоторых минералов, вполне способны пережить и резкий нагрев, и удар, а затем и межпланетный перелет через космос. Сложнее обстоит дело с последним этапом путешествия - вхождением в плотную земную атмосферу.

Трудности приземления

Эксперименты с прохождением метеоритов, "начиненных" микробами, через атмосферу, пожалуй, самые простые в этом ряду. Для этого образцы поднимают в стратосферу и сбрасывают, после чего проверяют, сохранились ли клетки в порах породы. Такие эксперименты показывают, что передняя сторона образца, которая является самой горячей из всех, становится полностью стерильной, но споры бактерий, попавшие на боковые стороны этого снаряда, остаются. Таким образом, путешествие микробов с планеты на планету можно считать чрезвычайно трудным - но отнюдь не невероятным.
Эта идея является своего рода гипотезой панспермии - о возможности естественного переноса живых организмов через космическое пространство. Литопанспермия предполагает, что такой перенос может происходить и между литосферами не слишком отдаленных планет, включая Землю и Марс.
В связи с этим астрофизик из Кентского университета Дина Гаврилюк-Пасини, выступая на конференции EPSC 2013, заключила:

"Все это поднимает ряд новых вопросов. Так, если мы найдем жизнь на другой планете, будет ли она совершенно другой или она будет связана с нашей? И если родственной, то - предшествовала ли она нам, или мы ей? Пока что мы не можем ответить на эти вопросы. Но мы не так далеки от ответов, как может показаться".

Источник: "Soul:Ask"