Как изследванията на живота в екстремни условия ни помагат да разберем какви форми на живи организми ще срещнем в Космоса и на други планети.
Една вечер през ноември 1938 г. редовното излъчване на новини по американското радио бе прекъснато от „спешно съобщение“: извънземни бяха открити в Ню Джърси. Панически гласове на очевидци разказваха за агресивни нашественици. На заден план иззвъняха кадри, сигнализиращи, че всичко е много сериозно. Новините, уви, се оказаха фалшиви - това беше просто радио шоу „Война на световете“от Х. Г. Уелс. Но не всички слушатели разбират това.
Дори десетилетия по-късно реакцията на обществото на това „специално послание“остава въпрос на спор. Някои твърдяха, че хиляди хора избягаха на улицата в паника. Други казаха, че не забелязват силните социални вълнения и размирици. Както и да е, на всички стана ясно: ако някой ден извънземните наистина бъдат открити, хората едва ли ще се радват на това събитие.
Но какво ще стане, ако първите извънземни не са силно въоръжени, интелигентни и безмилостни създания, а мънички микроорганизми, подобие на които можем да срещнем на нашата планета? Какво ще ни донесе това откритие и как може да промени нашето разбиране за живота?
Шансовете за намиране на микробни колонии извън Земята са много по-високи от шансовете за намиране на марсианците във фантазията на Уелс. Всъщност учените могат да направят първото откритие на извънземния живот в рамките на 20 години - това е периодът, който сега призовават представители на НАСА. Това ще бъде знаково събитие в дългата история на изследването на човешкото пространство. Но само няколко наистина ще му обърнат внимание. И след няколко десетилетия подобни новини могат да станат рутинни, точно както новините за откриването на нови екзопланети в началото на нашия век са се превърнали в рутина.
Майкъл Варнум, психолог от университета в Аризона, проведе няколко проучвания, за да разбере как хората биха реагирали на новината за откриването на неизвестни микроби извън Земята. Оказа се, че хората са дори по-позитивни към извънземните микроби, отколкото изкуствените организми, създадени от хората в научни лаборатории. През 2017 г. астрофизикът Рене Хелър проведе собствен експеримент, като помоли доброволците да му помогнат да декодира фалшив извънземен сигнал. Стотици хора отговориха на съобщението му. Както Хелер с радост осъзна, днес подобни открития пораждат повече интерес, отколкото ужас у хората.
В момента все още не сме открили нищо живо на други планети: астробиологията остава наука без обект. Но изследването на различни организми на добрата стара Земя днес вече може да ни каже много за това какво да очакваме от живота, който ще срещнем в космоса. През последните сто години откритията на биолозите значително промениха нашето разбиране за концепцията за живите същества. Сега знаем, че животът е много по-сложен и разнообразен, отколкото ни се струваше преди.
Промоционално видео:
Това не е Марс, това е пустинята Атакама в Чили, условията в които наистина са много подобни на тези на Марс.
Пустини, космос, океан
Идеята, че животът може да съществува на други планети, беше изразена от Демокрит. Следващият му апологет беше италианският магьосник и реформатор Джордано Бруно. Тази идея беше наистина закрепена в епохата на Просвещението и оттогава преживя само един кратък период на упадък. В началото на 20-ти век мнозина бяха убедени, че на Марс е развита цивилизация, която е изградила гигантска мрежа от канали за напояване на полета. Каналите бяха ясно видими чрез телескоп и те се виждаха от напълно различни хора от различни части на планетата. В действителност „напояването на Марсиан“се оказа оптична илюзия. Въпреки това, хипотезата за съществуването на живот на Марс и други планети на Слънчевата система днес изглежда още по-правдоподобна от преди.
През 2015 г. биолози от техническите университети в Аризона и Берлин изследват проби от почвата от чилийската пустиня Атакама, едно от най-сухите места на планетата. В много отношения прилича на повърхността на Марс. Оказа се, че дори в такъв негостоприемен климат различни видове бактерии могат да оцелеят и да се размножават. По време на дълга суша те попадат в суспендирана анимация и след това, бидейки близо до водата, веднага оживяват. В хибернация тези бактерии могат да оцелеят стотици или дори хиляди години. Океаните напуснаха повърхността на Марс преди около 2,5 милиона години. Но в недрата на планетата все още може да има колонии от бактерии, които ще чакат своите изследователи.
В края на 70-те години на миналия век истинска революция в биологията е направена чрез откриването на термофилни бактерии, които не се нуждаят от слънчева светлина и могат да обитават дълбините на океана, създавайки цели подводни екосистеми. Тези бактерии живеят близо до геотермални извори, където водата е в тесен контакт с мантията. Температурата в такива извори може да достигне 350 ° С. Екстремофилните бактерии, за разлика от повечето други видове, получават енергията си не от слънцето, а от метали, разтворени във вода. Тези бактерии се хранят с червеи и мекотели, а тези от своя страна се изяждат от по-големи хищници. Откритието изненада дори самите учени.
Холгер Янаш, океанолог, участник в първите проучвания на термофилни бактерии:
Бяхме смаяни от мисълта, че слънчевата енергия, която е толкова важна за съществуването на живота на нашата планета, може да бъде заменена от земна енергия. […] Това е напълно нова концепция и според мен едно от основните биологични открития на 20 век.
Хидротермални отвори, дом на необичайни видове бактерии
Може да открием подводни екосистеми, подобни на сухоземните по луните на Сатурн и Юпитер - Европа и Енцелад. Там също има океани на солена вода и значителна геотермална активност. Водата на Енцелад е подобна на езерото Моно в Калифорния. В това езеро има много сол и сода и следователно няма риба - но в нея живеят необичайни бактерии, които са се приспособили добре към концентрациите на арсен, които са смъртоносни за други организми. Подобни бактерии вероятно живеят на Енцелад.
През 2015 г. американската космическа станция Касини-Хюйгенс прелетя покрай Енцелад - направо през водни струи, които се издигат на няколко километра над замръзналата повърхност на спътника. В тази вода учените са успели да намерят водородни молекули. Това означава, че под леда на Енцелад се извършват геоложки процеси - точно както на Земята. Следователно, микроорганизмите на Енцелад (ако съществуват) могат да получават енергия от въглероден диоксид, разтворен във вода. Това е самата реакция, която лежи в основата на цялото дърво на живота на Земята.
За 2030 г. са планирани няколко полета до Европа и Енцелад. Именно тези небесни тела, без да броим Марс, днес са основната мишена за астробиолозите. Най-вероятно тук за първи път намираме извънземен живот. Но първо, все още трябва да стигнете до нея. Все още не е известно колко са дебели ледените покривки на Европа и Енцелад - може би само на няколко километра, а може и на няколко десетки. Ще могат ли бактериите и многоклетъчните организми да оцелеят при такива екстремни условия?
Още в средата на 20 век съветските учени предполагат, че огромни езера с прясна вода могат да бъдат скрити под леда на Антарктида. Ледът във вътрешността на континента се превръща във вода - отчасти поради огромното налягане на ледените маси, а отчасти поради същата геотермална активност. Съществуването на езерото Восток, което получи името си в чест на съветската гара, беше потвърдено от радари през 60-те и 70-те години. През 2012 г. руски изследователи пробиха кладенец до дълбочина 3,769 метра, стигнаха до водата и взеха проби за анализ. През март 2013 г. учените обявиха откриването на нов тип бактерии в пробите, чиято ДНК е само на 86% идентична с организмите, известни на науката. Тогава тези данни бяха опровергани, но все още бяха открити следи от няколко необичайни бактерии в езерото.
Изследванията в Антарктида продължават. Истински пробив трябва да се очаква, когато учените стигнат до по-дълбоките слоеве на езерото - до източниците на геотермална активност, които насищат водата с минерали и са разположени на дълбочина около 5 хиляди метра.
Руска изследователска станция "Восток", под която на дълбочина почти 4000 метра има голямо езеро с прясна вода.
Ако бактериите могат да живеят в езерата на Антарктида - при огромно налягане и ниска температура, „без светлина, без органичен въглерод, разтворен във вода, с силно разредени йони на основни вещества, дългосрочна изолация от повърхностната биота в продължение на поне 14 милиона години и, вероятно, с излишък от разтворен кислород”- тогава те могат да живеят на други планети, които преди сме смятали за неподходящи за живот.
Напълно възможно е обаче извънземният живот да не се гради върху земни модели. Течните езера на Титан могат да бъдат дом на метаногени - организми, които използват не вода, а метан като разтворител. Планетите с по-високи атмосферни температури могат да обитават организми, изградени на молекула силиций, а не на въглерод, както е обичайно на Земята. Дълги години учените спорят дали вирусите могат да се считат за живи организми. Правилният отговор зависи от това кое определение на живота използваме. Ако космическото проучване продължи, тази концепция ще бъде ревизирана повече от веднъж.
При писането на тази статия бяха използвани материали от книгата на астронома Джон Уилис „Всички тези светове са твои. Научни търсения на извънземен живот “, който е публикуван от издателство„ Алпина Издател “през март тази година.
Олег Матфатов
