Распространение жизни
Земля есть средоточие жизни. Мы можем утверждать это с полной определенностью, исходя из личного опыта и на основании исторического опыта всего человечества, хотя наши современные представления о жизни и само понимание того, что же такое жизнь, еще далеки от желаемой полноты.
Сформулированное в соответствии с уровнем науки второй половины прошлого века классическое определение Ф. Энгельса — жизнь есть форма существования белковых тел — подчеркнуло основное: при всем исключительном многообразии форм и проявлений жизни они базируются на взаимодействии сложных молекул, основными элементарными химическими компонентами которых являются углерод и кислород. В связи с выходом человека за пределы Земли в Космос и осознанием космической роли жизни, в ходе теоретической работы над фундаментальными проблемами жизни высказаны гипотезы о принципиальной возможности функционирования живых систем на иной химической основе, на базе взаимодействия молекул, в которых углерод мог бы быть замещен азотом или, скажем, кремнием, также дающим сложные соединения. Но сама идея взаимодействия непременно сложных молекул, образующих основу всех известных нам форм жизни — белковые соединения, получила полное научное подтверждение и образует ядро современного понимания жизненных процессов. Данное Ф. Энгельсом определение жизни является поэтому достаточно исчерпывающим, тем более что теоретически постулируемая возможность иных, небелковых форм жизни никак пока не подтверждается ни экспериментально, ни в ходе астрономических наблюдений и остается практически нереализованной.Начавшийся с появлением работ А. И. Опарина в 1924 г. и Дж. Холдейна в 1929 г. интерес к экспериментальной разработке проблем образования в процессе биосинтеза все более и более сложных белковых соединений, в конце концов перешедших к самовоспроизведению, привёл к гораздо более глубоким, чем раньше, знаниям адаптивных возможностей жизни, то есть ее устойчивости к высоким и низким температурам и вообще к экстремальным, необычным условиям среды.
Специально созданная в последние десятилетия наука о возможных космических проявлениях жизни, космических аспектах биологии — экзобиология [I], ведущая своиистоки еще от натурфилософских прозрений XVIII в., но вставшая по-настоящему на уровень эксперимента и точного наблюдения лишь с проникновением человека в Космос, уже сейчас накопила значительный запас наблюдений, свидетельствующих об огромной устойчивости жизни к неблагоприятным воздействиям внешней среды. Жизнь даже в пределах земной географической оболочки характеризуется исключительно широким диапазоном приспособительных возможностей, и, видимо, это обстоятельство и обусловило ее прогрессивное развитие в земных условиях, несмотря на достаточно быструю во многих районах перестройку географической обстановки и многочисленные геологические катаклизмы. Еще Б. Л. Личков в 1945 г. обращал внимание на эту устойчивость жизни к геологическим переменам, и с тех пор и геология, и эволюционная биология обогатились многими фактами, подтверждающими это эмпирическое обобщение. Разумеется, такого рода обобщение не следует абсолютизировать — если сама жизнь в целом в силу многообразия своих форм исключительно устойчива, то отдельные ее виды неоднократно погибали и не возрождались вновь на протяжении геологической истории нашей планеты. Примером этому может служить, например, вымирание крупных рептилий в конце мезозоя, периоды быстрой смены флор, необъяснимые с точки зрения генетической эволюционной преемственности и т. д.
Каковы же пределы пластичности жизни и вызываемый этой пластичностью диапазон ее приспособлений к внешним условиям? Общий ответ на этот вопрос позволяют получить данные разнообразных наблюдений и экспериментов, собранные в ряде специальных сводок [II]. Жизнь продолжает существовать при температуре, близкой к кипению воды, переносит значительное понижение температуры, проникает в токсические среды — растворы сулемы и кислот, «дышит» метаном, аммиаком, угарным газом.
Еще более разительна устойчивость жизни к колебаниям среды, если она принимает форму анабиоза, то есть скрытой жизни. Во многих случаях анабиоз сопровождается обезвоживанием живых структур (споры, сухие семена). В таком законсервированном самой природой состоянии жизнь выдерживает еще более суровые воздействия, сохраняясь при повышении температуры до 170 oпо Цельсию и при понижении ее почти до абсолютного нуля. И после длительного пребывания в таких условиях опять возможны вспышки жизненных циклов, переход к нормальному функционированию со столь характерным и необходимым для жизни дальнейшим самовоспроизведением.Все это, естественно, справедливо для земной жизни, материаль
ной основой которой является белок. Если существуют где-то во Вселенной формы жизни, структура которых образована, предположим, кремнием, можно думать, что они еще более устойчивы к неблагоприятным внешним воздействиям, чем земная жизнь. Но, как уже упоминалось, никаких прямых данных в пользу гипотезы существования внебелко»вых форм жизни нет, поэтому мы должны исходить пока из того, что реально знаем, то есть из описанных выше граничных условий, в которых функционирует земная жизнь. Это давало возможность предполагать с высокой долей вероятности наличие каких-то форм жизни на ряде планет Солнечной системы, в первую очередь на Марсе и Венере. Но пока, несмотря на интенсивную работу по освоению космического пространства и многочисленные исследовательские программы по обнаружению следов жизни вне Земли, бесспорных следов ее не открыто.
Все, что выше говорилось о широком спектре адаптационных возможностей жизни, строго говоря, может представлять собой не имманентное постоянное свойство жизни, а результат исторического развития на протяжении миллиардов лет. Такое предположение оправдано всей совокупностью находящихся в нашем распоряжении сведений — древнейшие следы жизни отделены от современности минимум 2 миллиардами лет, древнейшая жизнь представлена простейшими формами, палеонтологическая летопись свидетельствует о несомненном усложнении организмов и усилении их разнообразия по мере приближения к современной эпохе.
Многие факты говорят о том, что эволюционный процесс есть приспособление определенных особей не только друг к другу, но и к среде жизни, а значит, и расширение сферы жизни, проникновение жизни в новые и новые экологические ниши. Таким образом, можно думать, что на заре своего развития жизнь была более «ранима», менее приспособлена к разнообразию средовых условий, более монотонна в своих функциональных проявлениях. В пользу этого согласно свидетельствуют и палеонтология [III], и биохимия 2. Если жизнь возникла на других мирах кроме Земли, что теоретически очень вероятно, то возникла она, нужно думать, в более монотонных условиях, чем современные земные. Однако эволюция жизни, очевидно, имела место и на других мирах, следовательно, внеземная жизнь может быть очень разнообразной и по своим формам, и по своим функциональным проявлениям. Все это, однако, остается предположением без конкретных подтверждений.Итак, в нашем распоряжении много спекулятивных гипотез и более или менее интересных соображений о географии жизни во Вселенной. Великое множество обитаемых миров, на которых кипит жизнь,— более или менее стандартная картина, кочующая
из книги в книгу, популярная в обыденном сознании, получающая все новую и новую дополнительную аргументацию. Недостает «малости» — эмпирических фактов, которые подтверждали бы наличие жизни где-либо в мироздании кроме нашей планеты. Мечты Джордано Бруно о множестве обитаемых миров, заселенных не только низшими живыми организмами, но и людьми, созвучны современным философским исканиям, но эмпирически они и сейчас так же беспочвенны, как и четыре века тому назад. То же — и облеченные в научную форму фантазии С. Аррениуса и других мечтателей XX в., веривших в повсеместное распространение жизни во Вселенной и придавших этой вере форму гипотезы панспермии — распространения зародышей жизни с метеоритами, световыми лучами, сохранения их при образовании планет из метеоритной пыли.