Если феномен Звездного пути, Зоны 51, Древних пришельцев или Войны миров можно принять за антропологические подсказки, человечество поглощено любопытством относительно возможности жизни за пределами Земли. Есть ли в 4437 недавно обнаруженных внесолнечных планетах следы жизни? Как бы выглядели эти формы жизни? Как они будут функционировать? Если они придут на Землю, будем ли мы делить объятия в стиле инопланетян или это будет скорее визит в стиле битвы в Лос-Анджелесе ?
Жизнь за пределами Земли породила бесконечный интерес, но, похоже, меньший общественный интерес проявляется к тому, как жизнь на Земле началась 3-4 миллиарда лет назад. Но две темы, оказывается, могут быть более связаны, чем можно было бы поверить - на самом деле, вполне возможно, что жизнь на Земле действительно началась за пределами Земли, на Марсе.
На конференции Goldschmidt этого года во Флоренции Стив Беннер, молекулярный биофизик и биохимик из Фонда прикладной молекулярной эволюции, представит эту идею аудитории геологов. Он прекрасно знает, что половина комнаты будет категорически против его идеи. «Люди, вероятно, будут бросать вещи», - смеется он, намекая на осознание того, как из этого мира звучат его идеи. Но есть его научная основа для его утверждения (PDF), логическая причина, почему жизнь, возможно, действительно началась на Марсе.
Наука имеет ряд парадоксов: если на небе бесконечное количество звезд, почему ночное небо темное? Как свет может действовать как частица и волна? Если французы едят так много сыра и масла, почему заболеваемость коронарной болезнью в их стране так низка? Истоки жизни ничем не отличаются; они также продиктованы двумя парадоксами: парадоксом смолы и водным парадоксом. Оба, согласно Беннеру, затрудняют объяснение сотворения жизни на Земле. Но и то, и другое, отмечает он, можно решить, поместив создание жизни на Марс.
Первый, парадокс дегтя, достаточно прост для понимания. «Если вы вкладываете энергию в органический материал, он превращается в асфальт, а не в жизнь», - объясняет Беннер. Без доступа к дарвиновской эволюции, то есть без органических молекул, имеющих возможность размножаться и создавать потомство, которое сами, мутации и все такое, являются воспроизводимыми - органическое вещество, купающееся в энергии (от солнечного света или от геотермального тепла), превратится в смолу. Ранняя Земля была полна органических материалов - цепочек углерода, водорода и азота, которые, как полагают, являются строительными блоками жизни. Учитывая парадокс смолы, эти органические материалы должны были перейти в асфальт. «Вопрос в том, как это возможно, что органическим материалам на ранней Земле удалось прыгнуть от их асфальтовой судьбы к чему-то, что имело доступ к дарвиновской эволюции? Потому что, как только это произойдет - предположительно, - вы отправитесь в гонки, и тогда вы сможете управлять любой средой, которую захотите », - объясняет Беннер.
Второй парадокс - это так называемый водный парадокс. Водный парадокс гласит, что даже если жизни нужна вода, если органический материал может избежать своей асфальтовой судьбы и двигаться в направлении дарвиновской эволюции, вы не можете собрать необходимые строительные блоки в потоке воды. Строительные блоки жизни начинаются с генетических полимеров - хорошо известной ДНК игрока и его менее известной, но все еще очень умной подруги РНК. Эксперты сходятся во мнении, что РНК, вероятно, была первым генетическим полимером, отчасти потому, что в современном мире РНК играет такую важную роль в производстве других органических соединений. «РНК является ключом к рибосоме, из которой состоят белки. Почти нет сомнений, что РНК, которая является молекулой, участвующей в катализе, возникла до появления белков », - объясняет Беннер. Трудность состоит в том, что для сборки РНК в длинные нити, что необходимо для генетики, сборка не может происходить в воде . «Большинство людей считают, что вода необходима для жизни. Мало кто понимает, насколько агрессивна вода », - говорит Беннер. Для РНК вода является чрезвычайно коррозийной - в воде невозможно создать связи, препятствующие образованию длинных нитей.
Однако Беннер говорит, что эти парадоксы можно разрешить с помощью двух очень важных групп минералов. Первыми являются боратные минералы. Боратные минералы, которые содержат элемент бор, предотвращают превращение строительных блоков жизни в смолу, если они включены в органические соединения. Бор как элемент ищет электроны, чтобы сделать себя стабильным. Он находит их в кислороде, и вместе кислород и бор образуют минерал борат. Но если кислород, обнаруженный бором, уже связан с углеводами, углеводы, связанные с бором, образуют сложную органическую молекулу, усеянную боратом, которая менее устойчива к разложению.
Кристаллы буры, которые содержат элемент бор. Фото через Википедию.
Вторая группа минералов, которые входят в игру, включают те, которые содержат молибдат, соединение, которое состоит из молибдена и кислорода. Молибден, более известный своим конспиративным отношением к классическому «Путеводителю автостопом» по Дугласу Адамсу, чем своими другими свойствами, имеет решающее значение, поскольку он принимает стабилизированные боратом углеводы, связывается с ними и катализирует реакцию, которая превращает их в рибозу: Р в РНК.
Что возвращает нас - как бы круто ни было - обратно на Марс. И борат, и молибдат редки и были бы особенно редки на ранней Земле. Молибден в молибдате сильно окислен, а это означает, что для достижения стабильности ему нужны электроны из кислорода или других легко доступных отрицательно заряженных ионов. Но на ранней Земле было слишком мало кислорода, чтобы с готовностью создать молибдат. Плюс, возвращаясь к водному парадоксу, ранняя Земля была буквально водным миром - с землей, составляющей только два-три процента ее поверхности. Бораты растворимы в воде - если бы ранняя Земля была затопленной планетой, как полагают ученые, было бы трудно для уже дефицитного элемента, разведенного в огромном океане, найти эфемерные органические молекулы для связи с ними. Кроме того, статус Земли как заболоченной планеты затрудняет формирование РНК, потому что этот процесс не может легко произойти в воде сам по себе.
Тем не менее, эти концепции становятся менее важной проблемой на Марсе. Хотя вода, безусловно, присутствовала на Марсе 3-4 миллиарда лет назад, ее никогда не было так много, как на Земле, что создавало возможность того, что марсианские пустыни - места, где могут концентрироваться бораты и молибдаты - могли способствовать образованию длинных нитей РНК, Более того, 4 миллиарда лет назад атмосфера Марса содержала гораздо больше кислорода, чем Земли. Кроме того, недавний анализ марсианского метеорита подтверждает, что бор когда-то присутствовал на Марсе.
И, как считает Беннер, там тоже был молибдат. «Только тогда, когда молибден становится сильно окисленным, он может влиять на то, как образовалась ранняя жизнь», - объясняет Беннер. «Молибдат не мог быть доступен на Земле в то время, когда начиналась жизнь, потому что три миллиарда лет назад на поверхности Земли было очень мало кислорода, а на Марсе».
Беннер считает, что эти факторы подразумевают, что жизнь зародилась на Марсе, нашем ближайшем соседе в космосе, оснащенном всеми необходимыми ингредиентами. Но жизнь там не сохранилась. «Конечно, Марс иссяк. Процесс сушки был очень важен для возникновения, но не для поддержания жизни », - объясняет Беннер. Вместо этого метеор должен был бы поразить Марс, проецируя материалы в космос - и в конечном итоге эти материалы, включая некоторые строительные блоки жизни, могли бы добраться до Земли.
Было ли внезапное изменение окружающей среды слишком суровым, чтобы развивающиеся строительные блоки могли выжить? Беннер так не считает. «Допустим, жизнь начинается на Марсе и становится очень счастливой в марсианской среде», - объясняет Беннер. «Метеор обрушивается на Марс, и удар выбрасывает камни, на которых сидит ваш предшественник. Затем вы приземляетесь на Землю и обнаруживаете, что есть много воды, которую вы рассматривали как дефицитный элемент. Будет ли это адекватным окружение? Он определенно оценил наличие достаточного количества воды, чтобы не волноваться ».
Так что, извините, Лил Уэйн, похоже, пришло время отказаться от ваших прав на четвертый камень от Солнца. Как замечает Бреннер: «Похоже, накапливаются доказательства того, что мы на самом деле все марсиане»
