Екологія: біологія взаємодії. II-16. (доповнення) Пошуки життя в Сонячній системі

II-16. (доповнення) Пошуки життя у Сонячній системі

Існує безліч інших світів чи тільки один світ? Це одне з найбільших питань, які спонукають до вивчення Природи.
Альберт Великий. XIII в.

Головний кандидат у пошуках позаземного життя, звісно, Марс. В минулому він дуже нагадував Землю, і навіть зараз, вірогідно, зберігає умови, необхідні для існування найпростіших форм життя. Але пошуки життя у Сонячній системі не обмежені цією планетою.

Привертає до себе увагу Титан, найбільший супутник Сатурну (розмір цього супутника більший за розміри Плутону і Меркурія). Як засвідчили результати роботи американської станції «Кассіні» і спущеного зонда «Гюйгенс», на поверхні Титану розташовані моря і течуть річки. В його щільній атмосфері (тиск — 1,5 земного) розташовані хмари, з яких ідуть дощі. На жаль, Титан надто холодний, щоб вода перебувала на ньому у вигляді рідини: річки на цьому небесному тілі утворені метаном та іншими речовинами, які в земних умовах є газами. Зате гірська порода, в якій пробивають свій шлях струмки та ріки Титану, — це водяний лід! Для оптимістів, які мріють про життя на інакшій, ніж водно-карбонова, основі, Титан дає багату поживу для фантазії.

Дуже цікава, з точки зору пошуку життя, Європа, супутник Юпітеру. Її поверхня вкрита кригою, під якою, вочевидь, міститься океан рідкої води! Це небесне тіло трохи менше за Місяць і знаходиться набагато далі від Сонця, але розігріву його надр може сприяти вплив гігантського Юпітера, який розташований поруч з нею. Також може бути вода й на Енцеладі, одному із супутників Сатурну. Втім, вірогідно, на цьому небесному тілі тепла для підтримки води в рідкому стані недостатньо.

Іо, ще один супутник Юпітеру, цікавий з точки зору своєї геології. Це небесне тіло, не набагато більше за Місяць, має металічне ядро і силікатну оболонку. Більш того, на його поверхні зареєстровані сліди геологічних процесів, включно з виверженням вулканів! На жаль, запаси води на Іо не знайдені.

Нарешті, певний інтерес, із точки зору пошуку життя, викликає і сам Юпітер — газовий гігант, найбільше тіло у Сонячній системі, за винятком Сонця. Його атмосфера складається з водню і гелію з домішкою метану, води та аміаку. У його центрі, швидше за все, міститься відносно невелике тверде ядро, над яким розташована величезна товща атмосфери. Вірогідно, на одному з шарів юпітеріянської атмосфери є водно-крижані хмари. Можливо, у них спроможне існувати життя?

Більшість сучасних зусиль у пошуку життя ґрунтується на уявленні, що позаземне життя буде схожим на земне. Наприклад, з точки зору хімічної основи життя, ми легко можемо уявити його існування на основі водних розчинів та органічних сполук і фактично не можемо — на будь-якій іншій основі. Існує навіть таке поняття — «водно-карбоновий шовінізм» — уявлення, що інопланетне життя повинно мати ту ж хімічну основу, що й земне. Чи можливі інші варіанти? Відповіді поки що немає.

А якщо хімічна основа життя буде тотожна земній, її розвиток піде так само як на нашій планеті, чи якось інакше? У сучасної науки немає усталених уявлень про те, наскільки закономірна в ході еволюції життя поява саме таких живих організмів, які ми спостерігаємо на Землі. Якщо вірне припущення, що багато ключових етапів еволюції земного життя проходило кількома еволюційними гілками одночасно, воно свідчить про закономірний характер еволюції. Детально доводити це твердження тут ми не будемо, але вкажемо, що, цілком вірогідно, хребетні виходили на сушу кілька разів; кілька разів у ході еволюції виникали оперені істоти, здатні до польоту, — птахи; кілька разів могли виникати зародкові оболонки чи квітка покритонасінних рослин… Спільність шляхів еволюції земних організмів є наслідком їхнього подібного «влаштування» й однакових завдань пристосування, які їм доводиться вирішувати у ході своєї еволюції.

А як розвиватиметься життя на інших планетах в умовах, непорівнянних із земними? Про це можна тільки здогадуватись. Як приклад польоту фантазії розглянемо можливий варіант інопланетного життя, вигаданий Карлом Саганом (відомим ученим, який досліджував інопланетне життя в NASA, американському космічному агентстві).

«На гігантській планеті, на кшталт Юпітеру, з атмосферою, багатою воднем, гелієм, метаном, водяними парами та аміаком, тверда поверхня недосяжна, проте існують досить щільні хмарні шари, в які органічні молекули можуть падати з неба, ніби манна небесна, як це виходило з продуктами наших лабораторних експериментів. Є на такій планеті й характерна перешкода для життя: атмосфера турбулентна й у нижніх своїх шарах розігріта до дуже високих температур. Організми мають остерігатися, щоб їх не віднесло вниз і не підсмажило.

Аби показати, що життя зовсім не виключене на таких, цілком відмінних від Землі, планетах, ми з колегою по Корнеллу Е. Е. Солпітером виконали деякі обчислення. Звичайно, ми не можемо точно знати, на що буде схоже життя у подібному місці, однак нам хотілося припустити в рамках відомих законів фізики та хімії, чи може світ такого типу в принципі бути жилим.

Один зі способів зберегти життя в описаних умовах — дати потомство, перш ніж засмажитись, і сподіватися, що конвекція винесе деяких твоїх нащадків у вищі й холодніші шари атмосфери. Такі організми можуть бути дуже маленькими. Ми назвали їх синкерами (від англ. sinker — грузило). Однак можна також стати і флоатером (від англ. float — плавати) — величезним водневим балоном, який відкачує назовні гелій та інші важчі гази, залишаючи всередині себе тільки найлегший газ – водень; інший варіант — балон із гарячим повітрям, який зберігає плавучість за рахунок підтримки всередині себе високої температури, на що витрачається енергія, яка отримується з їжею. Як і у випадку зі звичними нам земними повітряними кулями, чим глибше занурюється флоатер, тим більшає підйомна сила, яка повертає його у верхні, прохолодніші та безпечніші області атмосфери. Флоатер може харчуватися органічними молекулами, що утворюються в атмосфері, або виробляти їх самостійно, використовуючи сонячне світло і повітря, подібно до того, як це роблять рослини на Землі. Треба відзначити, що чим більшими будуть розміри флоатера, тим жизнездатнішим він буде. Ми із Солпітером уявляли собі флоатерів у кілька кілометрів впоперек — розміром із ціле місто, набагато більших за найбільших із китів, які будь-коли існували.

Флоатери можуть пересуватися в атмосфері, випускаючи струмені повітря, на кшталт реактивного літака або ракети. Ми уявляли їх скупченими у величезні ледачі стада, що простягаються, наскільки сягає око, із характерним захисним забарвленням, яке свідчить, що вони теж стикаються із проблемами. Тому що у розглянутому середовищі існує щонайменше ще одна екологічна ніша — полювання. Хантери (від англ. hunter — мисливець) — істоти швидкі й рухливі. Вони полюють на флоатерів не тільки заради їхньої органіки, але й заради запасеного ними чистого водню. Пустотілі синкери цілком могли еволюціонувати в перших флоатеров, а саморушні флоатери — у перших хантерів. Хантерів не може бути надто багато, оскільки в цьому випадку вони поглинули б усіх флоатеров і загинули б самі.

Фізика й хімія допускають існування таких форм життя. Мистецтво наділяє їх певною чарівністю. Природа, звичайно, не зобов'язана слідувати нашим умоглядам. Але якщо в Галактиці існують мільярди населених світів, то, можливо, серед них знайдеться кілька населених синкерами, флоатерами і хантерами, яких ми вигадали, залишаючись в рамках законів фізики і хімії» (К. Саган, 2005).