Норман Хоровиц - Поиски жизни в Солнечной системе
Биохимические процессы, основанные на химии углерода, могут протекать лишь при сочетании на планете определенных условий температуры и давления, а также наличия подходящего источника энергии, атмосферы и растворителя. Хотя в земной биохимии роль растворителя играет вода, возможно, хотя и не обязательно, что в биохимических процессах, происходящих на иных планетах, участвуют другие растворители.
Условия, существующие в действительности на известных нам планетах, позволяют считать, что эти минимальные требования чрезвычайно жестки и, по всей видимости, пригодные для жизни планеты — достаточно редкое явление. Благодаря значительным успехам в изучении планет к 1975 г. стало очевидным, что в Солнечной системе только Марс, хотя и с малой долей вероятности, может рассматриваться как возможное место существования внеземной жизни. Состоявшийся в том году полет "Викингов" завершил серию важных космических экспедиций на Марс, подведя исследования, связанные с поисками жизни на других планетах, к кульминационной точке. Была закончена одна из самых удивительных глав в летописи современной науки, породившей миф о жизни на Марсе. Низвержение этого мифа, начатое в 1963 г., поведало нам немало интересного не только о самом Марсе, но и о человеческой психологии. Оно же продемонстрировало поистине безграничное могущество науки, ее способность вскрывать и исправлять собственные ошибки.
"Викинги" не только не обнаружили жизни на Марсе, но и — что не менее важно — выяснили причины невозможности ее там. Марс лишен той удивительной особенности, которая определяет экологию нашей планеты, — океанов жидкой воды, обильно освещаемых Солнцем. На Марсе совершенно нет жидкой воды, и он подвержен воздействию всеразрушающего коротковолнового ультрафиолетового излучения. Даже одного из этих факторов, вероятно, вполне достаточно, чтобы сделать планету стерильной, а в сочетании они привели к возникновению на поверхности планеты высокоокислительных условий, которые несовместимы с существованием органических соединений. Поэтому на Марсе нет не только жизни, но и органического вещества.
Но кое-кто, не взирая ни на какие научные данные, продолжает считать планету обитаемой. Время от времени приходится, например, слышать, что где-то на Марсе все же может существовать сырое и теплое место — марсианский рай, богатый своеобразными, марсианскими формами жизни. Порой ставятся под сомнения и выводы, сделанные на основании полетов "Викингов", ибо полученные результаты можно интерпретировать, предполагая, что в грунте планеты обитают микроорганизмы, плотность популяции которых ниже порога чувствительности газового хроматографа с масс-спектрометром.
Эти взаимоисключающие точки зрения — одна, допускающая, что жизнь на Марсе, как и на Земле, нуждается в воде, и другая, напротив, отрицающая подобную необходимость, — совершенно фантастичны. "Райский сад", будь он на Марсе, был бы различим на фотографиях марсианской поверхности по висящему над ним облаку водяных паров и, возможно, по наличию снега. Но этих признаков обнаружено не было, и очень маловероятно, что подобное место может существовать на Марсе. Равнина Утопия (где совершил посадку один из спускаемых аппаратов), грунт на которой в течение длительного времени ежегодно бывает покрыт инеем, является по марсианским стандартам очень влажным местом, и поэтому нет оснований говорить, что при осуществлении научной программы "Викинг" образцы отбирались только в самых засушливых областях. А второе предположение, согласно которому в марсианском грунте даже и сейчас обитают микроорганизмы — не более чем еще один вариант легенды о голубом единороге, утверждающей, что этот зверь живет в пещере на Луне. Данное утверждение невозможно опровергнуть, поскольку создатель легенды наделил единорога всеми свойствами, необходимыми для выживания на Луне. По аналогии марсианские организмы должны быть, например, способны к существованию без воды или иного растворителя и быть устойчивыми к процессу, разрушающему органические вещества, фотодеструкции.
Неудавшиеся попытки обнаружить жизнь на Марсе явились не только разочарованием, но и открытием. Поскольку Марс, несомненно, считался наиболее "перспективным" объектом для поисков внеземной жизни в Солнечной системе, то теперь, в сущности, стало ясно, что Земля — единственная несущая жизнь планета в ближайшей к нам области Галактики. Мы пробудились ото сна! Мы одиноки, мы и все другие виды — наши фактические родственники, с которыми мы делим Землю. Если современные исследования Солнечной системы заставят нас глубже осознать уникальность нашей маленькой планеты и усилят тем самым нашу решимость избежать самоуничтожения, то они дадут человечеству нечто большее, чем просто сумму новых научных знаний.
Словарь терминов
Адсорбция. Связывание молекул газа или молекул, находящихся в растворе, с твердыми поверхностями под действием специфических физических или химических сил.
Альдегид. Органическое соединение, общая структура которого описывается формулой
H-RC=O
где R — либо водород (образующий формальдегид), либо органический радикал. Знак "=" означает двойную связь (см. Химическая связь).
Аминокислота. Основная субъединица белков с общей формулой RCH(NH2)COOH, где R любой из 20 различных радикалов.
Белок. Молекула, образованная одним или несколькими полипептидами (см. Полипептид). Белки в виде ферментов (см. Фермент) играют основную роль практически во всех химических реакциях. протекающих в живых клетках. Они выполняют также многие другие биологические функции, например образуют мышечные волокна.
Водородная связь. См. Химическая связь.
Возгонка. Испарение твердого тела, минуя фазу таяния.
Восстановление. Присоединение атомов водорода или электронов (либо отщепление атомов кислорода) к элементу или соединению.
Генетическая система. Химические вещества и физические механизмы, лежащие в основе саморепликации и мутации.
Давление паров. Давление, вызываемое паром, находящимся в равновесии с жидкой или твердой фазой вещества.
Диэлектрическая проницаемость. Величина, характеризующая поляризацию диэлектрика под действием электрического поля; показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух свободных зарядов в диэлектрике меньше, чем в вакууме. Величина диэлектрической проницаемости важна для объяснения свойств жидкостей как растворителей. Среди жидкостей вода имеет одно из самых высоких значений диэлектрической проницаемости.
Изотоп. Разновидности одного и того же химического элемента, отличающиеся друг от друга массой атомов. Изотопы одного элемента сходны по химическим свойствам, но некоторые из них нестабильны и подвержены радиоактивному распаду.
Иней. Мельчайшие кристаллы льда, образующиеся при конденсации газа на холодной поверхности.
Ион. Атом или группа атомов, несущие электрический заряд вследствие потери либо приобретения одного или более электронов.
Катабатический ветер. Нисходящий воздушный поток в атмосфере. Такие ветры возникают в результате нагревания, вызванного локальным возрастанием давления, и характеризуются относительно низкой влажностью.
Катализатор. Вещество, которое ускоряет химическую реакцию, не расходуясь и не изменяясь при этом.
Мантия. Слой Земли, лежащий между земной корой и ядром, расположенным в центре.
Микромоль (мкмоль). Миллионная доля моля. Моль — это количество граммов вещества, численно равное его молекулярной массе. В 1 моле содержится 6.02 х 10 молекул вещества.
Мономер. Молекула (например, нуклеотид или аминокислота), из которой обычно образуются линейные цепи полимеров (в частности, нуклеиновые кислоты и белки).
Мутация. Случайное изменение структуры гена, которое закрепляется в результате саморепликации.
Нуклеиновая кислота. Линейный полимер, образующийся из нуклеотидов в результате связывания остатка фосфорной кислоты одного нуклеотида с сахаром следующего. Одна из двух типов нуклеиновых кислот, ДНК, образует гены. Другая, РНК, участвует в процессе синтеза белков.
Нуклеотид. Мономерная субъединица нуклеиновых кислот с общей структурой: азотистое основание-сахар-фосфорная кислота.
Окисление. Присоединение кислорода к элементу или соединению либо отщепление водорода или электронов.
Оптический изомер. Химическое соединение, которое, находясь в растворе, вызывает вращение плоскости поляризации света по часовой стрелке или против нее. У каждого такого соединения есть пара — соединение, представляющее собой зеркальное отражение первого, которое вызывает поворот плоскости поляризации света в противоположном направлении.
