Gipoteza obitaemyh mirov16.11.2005 0:29 | Astronet
Interv'yu s vedushim issledovatelem po problemam vnezemnoi zhizni v NASA Devidom Grinspunom (David Grinspoon).
Sputnik Saturna Titan okutan tolstym oranzhevym tumanom, v kotorom mogut zhit' organicheskie chasticy. Eti chasticy ne zaderzhivayutsya v atmosfere, a vypadayut na poverhnost' v techenie tysyacheletii iz-za prolivayushihsya dozhdei. Predpolagaetsya, chto eto nasyshennoe himicheskoe varevo, mozhet byt' istochnikom vozniknoveniya zhizni, v nekotorom otnoshenii analogichno tomu, chto proishodilo na Zemle na zare ee sushestvovaniya.
Dirk Shul'c-Maku (Dirk Schulze-Makuch ) i Devid Grinspun nedavno opublikovali stat'yu v zhurnale "Astrobiologiya", posvyashennuyu issledovaniyu vozmozhnosti sushestvovaniya organizmov na Titane v nashe vremya.
Predstavitel' zhurnala Astrobiologii Lesli Mullen (Leslie Mullen) beseduet s Devidom Grinspunom o zhizni na Titane, o tom, kakuyu edu obitateli Titana mogli by prigotovit', i kakim obrazom oni mogli by dat' znat' o sebe.
Zhurnal Astrobiologii (ZhA): Nedavno Vy opublikovali stat'yu o tom, chto na Titane vozmozhno sushestvovanie zhizni. Vydvigaya etu gipotezu, Vy osnovyvalis' na izvestnyh dannyh ob etom sputnike Saturna.
Devid Grinspun (DG): V etoi stat'e byli rassmotreny usloviya, neobhodimye dlya zarozhdeniya zhizni, a takzhe kakogo tipa planety my dolzhny iskat', chtoby naiti vnezemnuyu zhizn'. I posle etogo, my zadaemsya voprosom, a udovletvoryaet li Titan etim usloviyam. Ran'she my tozhe zadavalis' takim voprosom, odnako teper', kogda my imeem novye dannye s kosmicheskogo apparata Kassini i zonda Gyuigens, est' smysl zanovo vernut'sya k nemu.
Uchenye govoryat o Titane i astrobiologii vse vremya, rassmatrivaya etot sputnik kak laboratoriyu, v kotoroi vossozdayutsya usloviya dobioticheskoi zhizni na Zemle. (Prim. perevodchika: biotic - ot grecheskogo slova biotikos. Zdes' oznachaet period, kogda okruzhayushaya sreda eshe ne byla izmenena zhivymi sushestvami ). Tam imeetsya azot i organicheskie soedineniya. i eto bylo izvestno dolgoe vremya, tak chto odnim iz vazhneishih motivov zapuska Kassini bylo zhelanie utochnit' dobioticheskii himicheskii sostav na Titane. Odnako, lyudi ne ochen' verili v to, chto na Titane chto-to mozhet zhit' v nastoyashee vremya. Ya dumayu, glavnym obrazom potomu, chto himicheskie reakcii na holodnom Titane idut slishkom medlenno.
Odnako, Titan yavlyaetsya isklyuchitel'no aktivnym nebesnym telom: imeyutsya svidetel'stva kriovulkanicheskoi aktivnosti i meteorologicheskih yavlenii. Tak chto "zhizn'" tam kipit.
Ya polagayu, chto osnovnymi usloviyami dlya zarozhdeniya zhizni yavlyaetsya nalichie istochnika energii v kakom-libo vide, nechto zhidkogo i osnovnogo nabora himicheskih elementov dlya obrazovaniya slozhnyh soedinenii. Okazalos', chto na Titane vse tri usloviya vypolnyayutsya. Ochevidno, chto tam imeyutsya veshestva v zhidkoi faze: iz-za kriovulkanicheskoi aktivnosti dolzhny obrazovyvat'sya vodoemy, v kotoryh budet soderzhat'sya voda ili voda s nezamerzayushim ammiakom. Konechno, na poverhnosti imeyutsya uglevodorody v zhidkom sostoyanii. Ya by hotel ostanovit'sya na probleme istochnikov energii. Esli by tam sushestvovala zhizn', kak by ona podderzhivalas'? Fotohimicheskie reakcii protekayut v verhnei atmosfere, gde metan prevrashaetsya v drugie organicheskie molekuly. Eti molekuly obladayut bol'shoi energiei. V etoi stat'e my rassmotreli molekulu acetilena. Izvestno, chto ona obrazuetsya v atmosfere i vypadaet na poverhnost' v vide dozhdya. S pomosh'yu zonda Gyuigens byl obnaruzhen acetilen na poverhnosti Titana. My vychislili, chto, esli acetilen vzaimodeistvuet s vodorodom, to poluchaetsya opyat' molekuly metana, i pri etom vydelyaetsya nebol'shoe kolichestvo energii. Vot predpolagaemyi istochnik energii na Titane.
ZhA: Itak, na Titane idut acetilenovye dozhdi, vyzvannye raspadom molekul metana?
DG: Eto vozmozhno iz-za vliyaniya ul'trafioletovogo izlucheniya i vzaimodeistviya s magnitosferoi Saturna. Tam naverhu est' bol'shoe kolichestvo energii. Kogda prohodit acetilenovyi dozhd', acetilen vpityvaetsya v pochvu. Posle etogo, organizmy v pripoverhnostnyh sloyah mogut pogloshat' acetilen i prevrashat' ego obratno v metan, kotoryi,v svoyu ochered', podnimaetsya obratno v atmosferu. Poetomu my i nazvali nashu stat'yu "Vliyanie organizmov na vydelenie energii i oborot ugleroda na Titane". Eto mozhet reshat' problemu sushestvovaniya metana na Titane, kotoryi, kak my znaem, razrushaetsya.
ZhA: Vy skazali, chto kriovulkanicheskaya aktivnost' takzhe sposobstvuet zarozhdeniyu zhizni. Tak?
DG: Podumaite, gde by vy reshili zhit' na Titane? Chtoby ne zamerznut', vy, konechno, zahotite zhit' poblizhe k goryachim istochnikam. Ya lyublyu, goryachie istochniki i dumayu, chto organizmy na Titane tozhe neploho otnosyatsya k nim. I voobshe, ya dumayu, chto v mestah, podobnyh Titanu, goryachie istochniki dolzhny byt' ves'ma privlekatel'ny dlya uglerodnyh form zhizni.
ZhA: Poluchaetsya mir, polnyi krainostei: imeetsya acetilen, kotoryi daet ochen' goryachee plamya. I pri etom vse eto nahoditsya v zamerzshei srede. Ogon' i led!
DG: Acetilen ne privlekaet kak eda, no s drugoi storony, pri gorenii acetilena vydelyaetsya ogromnoe kolichestvo energii. Odnako, na Titane ochen' holodno, i himicheskie reakcii, kotorye na Zemle imeyut vzryvnoi harakter, zdes' mogut protekat' s umerennoi skorost'yu. Chtoby zarodilas' zhizn', kak raz ochen' vazhno, chtoby reakcii shli ne ochen' bystro, ne bylo moshnyh vozzhiganii i vzryvov. Takzhe horosho, esli reakcii budut ne takimi uzh inertnymi. Trebuetsya, chtoby ih skorost' nahodilas' v opredelennom diapazone. I opredelennye tipy reakcii, kotorye na Zemle mogli by byt' slishkom aktivnymi dlya biohimicheskih processov, na bolee holodnom Titane mogli protekat' vpolne uspeshno.
ZhA: A net li na Zemle takoi formy zhizni, kotoraya ispol'zuet acetilen?
DG: Ya ne veryu v eto, tak kak na Zemle acetilen kraine neustoichivoe himicheskoe soedinenie iz-za prisutstviya kisloroda. V zemnyh usloviyah acetilen vzryvoopasen, i ego nevozmozhno naiti v prirode. Na Titane, gde net kisloroda v svobodnom sostoyanii, acetilen mozhet vzaimodeistvovat' s vodorodom i obrazovyvat' metan.
ZhA: V Vashei stat'e takzhe upominaetsya o radikalah kak o vozmozhnom istochnike energii na Titane. Mne izvestno, chto na Zemle radikaly kisloroda schitayutsya opasnymi dlya zhizni.
DG: Radikaly kraine aktivny, poskol'ku u nih net elektronnogo balansa - libo elektronov nedostaet, libo elektronov imeetsya v izbytke. Poetomu radikaly aktivno ishut vozmozhnosti, chtoby provzaimodeistvovat' hot' s chem-nibud' i v processe mogut razrushat' veshestva. Schitaetsya, chto radikaly sposobstvuyut razvitiyu raka, potomu chto, popadaya v zhivuyu kletku, oni nachinayut vzaimodeistvovat' so vsem chto ugodno. Esli nauchitsya upravlyat' etimi reakciyami, to eto mozhet byt' moshneishim istochnikom energii dlya biologicheskih celei. Odin iz sposobov upravleniya - eto ispol'zovat' nizkuyu temperaturu okruzhayushei sredy, v kotoroi himicheskie processy idut bolee medlenno. Podobnyi mehanizm polucheniya energii nikak ne svyazan s acetilenom. My prosto ukazyvaem na to, chto holodnyi Titan mozhet byt' prigoden dlya protekaniya opredelennyh himicheskih processov s dopustimoi skorost'yu i etim processy mogut byt' horoshim biologicheskim istochnikom energii.
ZhA: Skladyvaetsya oshushenie, chto est' celyi spektr biologicheskih processov, kotorye na Zemle v silu teh ili inyh prichin ne rabotayut - slishkom opasny ili moshny, no kotorye v usloviyah Titana mogut rabotat' kak nado.
DG: Absolyutno verno. My chasto proektiruem situaciyu na svoyu zhizn': sobstvennye usloviya, vozmozhnosti, celi. My ishem takie planety, gde budet zhizn', pohozha na zhizn' na Zemle. Odnako, takaya zhizn' mozhet byt' lish' odnoi iz mnozhestva variantov. Esli vy bolee obshe porazmyslite o zhizni, kak o upravlyaemoi sovokupnosti himicheskih processov, privodyashih k samoregulyarizacii i evolyucii, to mozhno predpolozhit', chto imeetsya bol'shoe chislo al'ternativ dlya form zhizni. No dlya etogo vam neobhodimo ponimat', kakie fiziko-himicheskie usloviya vozmozhny. Poslednee slozhno, poskol'ku pered nami imeetsya tol'ko primer nashei Zemli.
ZhA: No, v to zhe vremya, nashi zemnye primery tozhe mogut prinesti pol'zu.
DG: Vpolne. Hotya by potomu, chto my mozhem ponyat' kakie aspekty zemnoi zhizni yavlyayutsya universal'nymi,a kakie prigodny tol'ko dlya Zemli. V konce koncov, my ne nachinaem modelirovat', teoretizirovat' i mnozhit' stat'i, chtoby naiti otvety. My smotrim na okruzhayushii mir i nahodim. Nauka - eto udovol'stvie, eto interesnoe, i poleznoe zanyatie, no my budem iskat' otvety s pomosh'yu razvedki.
ZhA: Pri poiske zhizni, lyudi chasto dumayut, chto klyuchom yavlyaetsya izotopy elementov tipa ugleroda, tak kak nekotorye formy zhizni na Zemle predpochitayut pitat'sya bolee legkimi izotopami ugleroda. Odnako, vy skazali, chto izotopnyi sostav ukazyvayushii na zhizn' sovsem neobyazatel'no odinakov na Zemle i Titane.
DG: Zdes' nado byt' ostorozhnym. Ya dumayu, chto veroyatno, zhizn' budet proyavlyat'sya v otlichiyah izotopnogo sostava i eto to, chto my pytaemsya naiti. V konce nashei stat'i my perechislyaem nekotorye vozmozhnye biologicheskie "znaki", kotorye mozhno obnaruzhit' na Titane, i neobychnoe raspredelenie izotopov prisutstvuet v etom spiske. Odnako, my ne znaem kakoe raspredelenie izotopov sposobstvuet zarozhdeniyu zhizni. My takzhe ne znaem, kakie eshe prirodnye raspredelenie izotopov mogut vstrechayutsya na Titane. Gaz, pokidayushii atmosferu frakcioniruet uglerod, no my ne znaem kak sil'no eto vliyaet na sostav izotopov. Nashe sovremennoe znanie ne pozvolyaet ni polnost'yu isklyuchit' prisutstvie zhizni, ni dokazat' ee sushestvovanie.
ZhA: I vse-taki, naskol'ko veroyatno, chto Titan sootvetstvuet vashim predstavleniyam ob "obitaemyh planetah"?
DG: Apparat Kassini obnaruzhil mnozhestvo protekayushih processov na Titane, v kotoryh vydelyaet energiya. Vazhnyi moment v gipoteze ob obitaemyh planetah zaklyuchaetsya, po-moemu, v tom, chto planety, obladayushie geologicheskoi i meteorologicheskoi aktivnost'yu, veroyatnee vsego i biologicheski zhivy, osobenno, esli eta aktivnost' dlilas' nepreryvno s samogo obrazovaniya. Vneshnyaya poverhnostnaya aktivnost' vovse ne yavlyaetsya absolyutnym dokazatel'stvom nalichiya biologicheskoi deyatel'nosti. Odnazhdy v budushem, kogda my nakopim bol'shoi opyt sravnitel'noi astrobiologii (dostatochnuyu vyborku zavedomo obitaemyh i neobitaemyh planet), ya dumayu, my smozhem zaklyuchit', chto vse obitaemye planety yavlyayutsya aktivnymi.
ZhA: Fraza "obitaemaya planeta" napominaet mne, chto Vy govorili ran'she, chto "Planeta i zhizn' na nei budut evolyucionirovat' sovmestno".
DG: Nu da, na Zemle eto nesomnenno tak. Zhizn' voznikla na Zemle vovse ne potomu, chto Zemlya - eto prekrasnoe mesto dlya zhizni, i ne prosto po sluchainosti. Zhizn' v znachitel'noi stepeni povliyala na Zemlyu i sdelala ee takoi kakoi ona est' seichas. Eto i est' gipoteza Gaiya, i gipoteza obitaemyh mirov prosto pytaetsya obobshit' ee na drugie planety. (Prim. perevodchika: Po gipoteze Gaiya (Gaia, v chest' grecheskoi bogini Zemli Gei), vydvinutaya professorom Dzheimsom Lavlokom (James Lovelock) v 1969, Zemlya funkcioniruet kak edinyi organizm, kotoryi podderzhivaet usloviya, neobhodimye dlya svoego vyzhivaniya.)
ZhA: Itak, poluchaetsya, chto zhizn' sozdala Zemlyu, takzhe kak i Zemlya sozdala nas. I takim obrazom, vy mozhete ne naiti druguyu planetu, identichnuyu Zemle. Esli teper' obratit'sya k Titanu, to vozmozhno li, chto i zdes' zhizn' mogla pereplestis' s kakimi libo processami na nem.
DG: Ya dumayu, chto eto vozmozhno. Esli energiya vydelyaetsya v rezul'tate vseh etih moshnyh himicheskih reakcii, vmeste s veshestvom napodobie acetilena ili drugih obrazovanii, kotoroe vypadaet v vide osadkov, to chast' energii mozhet idti na metabolizm, rabotu kotoruyu organizm vypolnyaet dlya podderzhaniya svoei aktivnosti. Eshe, chast' energii rastrachivaetsya v vide tepla v okruzhayushuyu sredu, hotya v takih mestah, kak Titan, eto vyglyadit ne tak uzh i bespoleznoi tratoi. Organizmy mogut tratit' energiyu na rastaplivanie nebol'shih dyr vo l'du. V etom zaklyuchaetsya mehanizm Gaiya: organizmy kakim-to obrazom organizuyut sredu, chtoby sushestvovanie v nei bylo udobnym. Teper' predstav'te, chto masshtabnoe tayanie l'dov na Titane obuslovleno deyatel'nost'yu organizmov. Ya ne utverzhdayu, chto my mozhem eto podtverdit', no predstav'te na mgnovenie, chto Titan deistvitel'no kishit zhivymi organizmami! Ved' isklyuchit' etogo nel'zya. Predstav'te, chto na poverhnosti Titana zhivut organizmy, i acetilen i drugie himicheskie soedineniya vovlecheny v biologicheskie processy, v rezul'tate kotoryh poluchaetsya obratno metan, i vydelyaetsya teplovaya energiya. Skol'ko zhe mozhet rastopit'sya l'da! Esli acetilen soderzhitsya v mestorozhdeniyah, v chem mozhno ne somnevat'sya, togda deyatel'nost' organizmov privedet k masshtabnomu tayaniyu l'dov, chto sposobstvuet povysheniyu lyubogo roda aktivnosti na poverhnosti. Gipoteza sushestvovaniya zhizni lyubopytna, no pri etom ona mozhet byt' absolyutno real'noi.
Vozvrashayas' k gipoteze obitaemyh mirov, mozhno posmotret' na Zemlyu, gde zhizn' radikal'no izmenila planetu, i, veroyatno, chto zhizn' vsegda radikal'no izmenyaet planetu, na kotoroi ona zarodilas'. Ya schitayu, chto vpolne veroyatno, chto my ne smozhem naiti zhizn' na planete, kotoraya ne byla by radikal'no izmenena zhizn'yu.
Stat'ya Dirka Shul'c-Maku i Devida Grinspuna "Vliyanie organizmov na vydelenie energii i oborot ugleroda na Titane" opublikovana v zhurnale "Astrobiologiya" (2005), tom 5, N 4, str. 560-564.
My rekomenduem, takzhe, pochitat' stat'yu Himicheskie osnovy vozniknoveniya Zhizni", opublikovannuyu na nashem servere.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
zhizn' vo Vselennoi - vozniknovenie zhizni - Titan - astrobiologiya
Publikacii so slovami: zhizn' vo Vselennoi - vozniknovenie zhizni - Titan - astrobiologiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
