3. Теория панспермии
Древнегреческий философ Анаксагор (500 – 428 до н.э.) полагал, что в пространстве витают «эфирные зародыши». Когда они попадают в ил, из них зарождаются живые существа.
В 1865 году немецкий врач Герман Эбергарт Рихтер предположил, что мировое пространство заселяют космические зачатки – космозои. Это носители вечной жизни. Они сеют жизнь там, где для нее имеются подходящие условия. Эту идею подхватили некоторые ученые XIX века. Тем самым, Рихтер стал основателем гипотезы панспермии.
Уильям Томсон (лорд Кельвин, 1824 ‒ 1907) предполагал, что во Вселенной есть много миров, в которых обитают живые существа. Эти миры сталкиваются с космическими телами, разрушаются, а их обломки разбрасываются в космическом пространстве и несут с собою жизнь.
Шведский химик, лауреат Нобелевской премии Сванте Аррениус (1969 – 1927) также был сторонником идеи вечной жизни. Ее зародыши ‒ вирусы и споры бактерий ‒ существуют на множестве планет. Из их атмосфер они могут выноситься в космос. Свет или потоки частиц, исходящие от звезд, оказывают на них давление и гонят по мировому пространству. Достигая поверхности планеты с подходящими условиями, они дарят ей жизнь. Так она возникла и на Земле.
По гипотезе голландского ученого Майо Гринберга (1922 – 2001), клетки зародились в газовых хвостах комет. Жизнь на Землю также занесли кометы. Ученый поставил цель воспроизвести кометную среду в лаборатории. Он охладил смесь метана, окиси углерода и воды до температуры 4 К (‒ 269°С) и воздействовал на нее ультрафиолетовым излучением. Образовались сложные органические соединения.
По мнению британского астронома Фреда Хойла (1915 – 2001), микроорганизмы возникают в космическом пространстве. Их захватывают кометы и рассеивают вблизи планет, мимо которых они пролетают.
Английский физик и молекулярный биолог Френсис Крик, который внес весомый вклад в исследование структуры ДНК, в 1971 году предложил гипотезу «направленной» панспермии. По его мнению, галактическая сверхцивилизация создает семена жизни и распространяет их на разных планетах.
Все существующие варианты концепции панспермии, в конечном счете, не решают проблемы происхождения жизни. Они лишь выносят ее за пределы Земли, однако оставляют открытым вопрос: если жизнь была занесена на Землю из космоса, то где, когда и как она возникла в Космосе?
Против теории панспермии есть возражения. Одно из них заключается в том, что ультрафиолетовые и космические лучи, которые в изобилии пронизывают космическое пространство, для живых организмов представляют очень большую опасность. Не все конструкционные материалы в течение нескольких лет выдерживают условия даже околоземного космического пространства. Ни споры, ни даже вирусы не были обнаружены ни в лунном грунте, ни в микрометеоритах, ни в космической пыли.
Однако, как это ни странно, в Космосе обнаружены сложные органические соединения. В 1834 шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус (1779 – 1848) изучал образец метеорита, который упал возле местечка Алаис во Франции. Ученый был весьма удивлен, обнаружив воду. Оказалось, что в метеорите имеются и органические вещества. Но в первой половине XIX века аналитические методы были еще недостаточно развиты, чтобы выяснить химический состав этих веществ. Однако Берцелиус обнаружил, что в метеорите Алаис имеются соединения, аналогичные земным биологическим2.
Открытие шведского ученого заинтересовало других энтузиастов. К настоящему времени и в Космосе, и в небесных телах, упавших на Землю, обнаружены аминокислоты, азотистые основания и другие сложные вещества.
Эти исследования поставили перед учеными проблему: являются ли органические вещества, обнаруженные в Космосе, продуктом жизнедеятельности организмов, или у них абиогенная природа, иными словами, они возникли без участия живых организмов. На эту проблему проливает свет явление, открытое Луи Пастером, ‒ изомерия3.
Изомерия – явление, которое заключается в существовании веществ, одинаковых по составу и молекулярной массе, но различающихся по строению или расположению атомов в пространстве и, следовательно, по физическим и химическим свойствам.
Например, молекула аминокислоты имеет один несимметрично расположенный атом углерода. Поэтому у каждой аминокислоты есть два изомера, иными словами, две разновидности молекул, причем, одна молекула является зеркальным отражением другой. Условно их можно назвать левым и правым изомерами.
Рис. 1. Два изомера молекулы аминокислоты4. На рисунке представлены два изомера молекулы аминокислоты (аминокарбоновой кислоты). Каждый из них состоит из атома углерода, аминогруппы NH2, карбоксильной группы COOH и свободного радикала R. Свободные радикалы способны к независимому существованию. Аминокислоты отличаются друг от друга именно свободными радикалами. На рисунке видно, что оба изомера являются зеркальным отражением друг друга. Левый называется L-изомером, правый – D-изомером.
Если аминокислота извлечена из живого существа, то ее молекулы являются левыми изомерами. Если аминокислота получена искусственно, иными словами, химическим путем, то ее молекулы содержат равное количество правых и левых изомеров. Нуклеиновые кислоты живых организмов ‒ правые изомеры. Вспомним, что две ветви ДНК, скрещиваясь между собой, образуют правый винт5. Такое свойство асимметрии живого – отсутствия симметрии ‒ называется хиральностью6.
Генетическую информацию можно передавать только в зеркально-симметричной среде, подобно тому как, например, правую перчатку можно надеть только на правую руку. Действительно, если смотреть на отражение печатного текста в зеркале, то человеку понять его смысл будет трудно, а сканер этот текст распознать не сможет. Таким образом, хиральность – еще одна граница между живым и неживым. Биохимические вещества, приходящие на Землю из Космоса, асимметрией не обладают, поэтому не могут служить единственным источником жизни на нашей планете. Однако они могли быть одним из источников органических веществ на Земле.