ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2012, том 82, № 6, с. 570-574
РУЧНАЯ == ЖИЗНЬ
АСТРОБИОЛОГИЯ: НОВЫЕ ИДЕИ, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ
Астробиология как самостоятельное направление сформировалась в последние десятилетия ХХ в. Истоком её возникновения послужили две проблемы: поиски жизни во Вселенной и происхождение жизни на Земле. В середине ХХ в. единственным путём поиска жизни за пределами Земли считалось обнаружение разумных сигналов из космоса. В рамках сложившегося тогда направления SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) — "поиск внеземного разума" — рассматриваются не только технические вопросы обнаружения и передачи сигналов, но и широкий круг проблем, включая возможные формы жизни, происхождение жизни на Земле и других небесных телах, пути эволюции жизни и внеземных цивилизаций и др. Обнаружение экзопланет позволило по-новому подойти к поискам в том числе и разумной жизни. Стратегия SETI изменилась, теперь она включает прежде всего поиск планет, подходящих для жизни, исследование имеющихся на них условий (например, наличие жидкой воды и кислорода).
Со временем учёные всё больше внимания стали уделять исследованию возможных форм жизни в космосе, условиям выживания микроорганизмов в открытом космическом пространстве, вероятности переноса жизни с планеты на планету. Стимулом к рассмотрению этих вопросов явилось обнаружение удивительной приспособляемости живых организмов к разного рода экстремальным условиям на Земле. Это значительно расширило круг научных тем, которые обычно относились к проблеме происхождения жизни. В связи с этим Международное общество по исследованию происхождения жизни приняло новое название — Международное общество астробиологии. По существу, оно стало заниматься двумя глобальными проблемами — происхождения жизни и поисков жизни вне Земли. В этой связи следует подчеркнуть важнейшую роль исследований в области фото- и радиационной биологии. Действительно, солнечное излучение, постоянным потоком поступающее на поверхность Земли, — ключевой фактор возникновения и развития биосферы. Солнечный свет — это энергетический (фотосинтез) и информационный (сенсорная фоторецепция, зрение) источник и стимулятор эволюции микроорганизмов, растений и животного мира. Вместе с тем существование и развитие биосферы во всех её проявлениях было бы невозможно, если бы, с одной стороны, по-
верхность Земли не была защищена от идущей от Солнца ионизирующей радиации и жёсткого ультрафиолета и, с другой стороны, в самих микроорганизмах, растениях и животных не возникли бы и не эволюционировали системы, защищающие живые организмы от опасности радиационного и ультрафиолетового воздействия.
Именно эта тенденция слияния двух указанных научных направлений прослеживалась на всех проходивших до сих пор конференциях. Так, в июле 2011 г. в Монпелье (Франция) прошла совместная конференция по астробиологии/биоастрономии, организованная Международным обществом астробиологии и Комиссией 51 ("Биоастрономия") Международного астрономического союза. Можно считать, что конференция ознаменовала фактическое слияние в одном научном направлении изучения проблем происхождения жизни и поисков жизни во Вселенной.
В СССР исследования по поиску жизни во Вселенной стали развиваться после 1964 г., когда в Бюраканской астрофизической обсерватории прошло Первое всесоюзное совещание по проблеме внеземных цивилизаций. Для координации этих исследований в том же году при Научном совете по радиоастрономии АН СССР была создана секция "Поиски внеземных цивилизаций" — сейчас она называется "Внеземные цивилизации". В 2008 г. в Палеонтологическом институте РАН прошло рабочее совещание по проблеме происхождения жизни, а в 2010 г. при Президиуме РАН создан Научный совет по астробиологии.
Первые встречи "за круглым столом" в Дубне учёных России и Италии состоялись в 2009 и 2010 гг. Они были посвящены взаимосвязи фундаментальных и прикладных научных направлений, а также проблемам космофизики и биологии. 10—13 декабря 2011 г. в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне проходили заседания очередного "круглого стола" специалистов двух стран. На этот раз его темой стала астробиология — новая бурно развивающаяся область знания. Это научное мероприятие было организовано посольством Италии в России, Научным советом по астробиологии при Президиуме РАН и Лабораторией радиационной биологии ОИЯИ. Материалы "круглого стола" размещены на сайте http://lrb.jinr.ru/astrobiology2011/.
Заседания открылись докладом академика А.Ю. Розанова "Жизнь и биосфера на ранней
Земле", в котором был представлен во многом новый взгляд на условия, сложившиеся после формирования Земли как планеты. Они касались появления воды, кислорода, возникновения микроорганизмов. Автор привёл убедительные данные о наличии следов микроорганизмов в древних породах на Земле и в метеоритах, в частности в марсианском метеорите, — это доказывает, что на Марсе была жизнь. Важный вывод, вытекающий из последних исследований: вероятность того, что жизнь произошла на самой Земле, а не занесена из космоса, пренебрежимо мала. Дополнительные данные о палеобактериях сообщила М.М. Астафьева (Палеонтологический институт им. А.А. Борисяка РАН). В частности, обнаружены многоклеточные эукариоты в архее, что свидетельствует о наличии кислородной атмосферы в тот период. Докладчик особо отметила роль бактерий в образовании земной коры: они присутствуют во всех породах, и никакие процессы не могут происходить без их участия.
Доклад профессора Э. Ди Мауро (Римский университет) был посвящён эволюции предгене-тических материалов. В лабораторных условиях изучалось образование достаточно сложных органических соединений, процессы полимеризации, образование саморепродуцирующих молекул типа РНК. Рассмотрены особенности органического цикла на Титане. Обсуждая вопрос о том, что такое жизнь, докладчик подчеркнул, что жизнь — это не система, а процесс. Тема предбиологиче-ской эволюции была продолжена в ряде других докладов российских и итальянских учёных. Так, Э. Галлори (Флорентинский университет) рассмотрел роль минералов в образовании генетических молекул. Глинистые минералы хорошо защищают образующиеся органические вещества от ультрафиолетового излучения. Изучались также минералы из метеоритов и космическая пыль.
Историческому аспекту изучения космической пыли посвятил свой доклад Л.М. Гиндилис (Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга МГУ — ГАИШ). Результаты исследования пыли в ледяных кернах Антарктиды были представлены Ж.-Р. Пети (Лаборатория гляциологии и геофизики Гренобльского университета, Франция). Керн, полученный из глубокой скважины (до 3 км) на станции "Восток", позволяет воссоздать картину климатических изменений. Можно с уверенностью сказать, что большая часть пыли вулканического происхождения, она поступала в Антарктиду в основном из Южной Америки. Об исследованиях в Антарктиде рассказал С.А. Булата (Петербургский институт ядерной физики им. Б.К. Константинова РАН) в докладе "Поиски жизни в экстремальных условиях, подобных юпитерианской Европе: уроки исследования подледникового льда озера Восток (восточная Антарктида)". Озеро находится под четырёх-
километровым слоем льда, в полной темноте. Пока скважина не достигла поверхности воды (возможно, это удастся в следующем сезоне), а исследования льда показали, что он не содержит следов микроорганизмов. Вопрос о наличии каких-то форм жизни в озёрной воде остаётся открытым. Исследование озера Восток может служить моделью для изучения подледникового океана в Европе. Проводились также исследования пылевой компоненты в снежном покрове Антарктиды вблизи станции "Восток". Образцы снега были собраны экспедицией Арктического и Антарктического НИИ в 2011 г. по заявке Аэрокосмического центра ФИАН и обрабатывались в Лаборатории гляциологии и геофизики Гренобльского университета во Франции в условиях чистой комнаты. О пылевой компоненте в кернах антарктического льда говорилось в докладе Е.В. Лихошвай (Лимнологический институт СО РАН). Результаты исследований подтверждают, что в этих кернах прослеживается слой пыли, связанный с извержением вулкана Тамбора 5 апреля 1815 г.
Обстоятельный обзор данных о космической пыли в межзвёздном и межпланетном пространстве представил Н.Г. Бочкарёв (ГАИШ). Установлено, что на поверхности межзвёздных пылинок происходит образование молекул, может протекать процесс полимеризации, согласно Хойлу и Викрамасингу, часть пылинок может состоять из бактерий. В межзвёздном пространстве пылинки обрастают оболочкой из льда. В облаках звёздооб-разования ледяная оболочка испаряется, а бактерии выживают и накапливаются. В дальнейшем пылинки идут на образование планетеземалий, из которых формируются планеты. По оценке Н.Г. Бочкарёва, панспермия может увеличить вероятность происхождения жизни на 15 порядков (но не больше). Второй доклад Н.Г. Бочкарёва посвящался молекулам во Вселенной. Важный вывод состоит в универсальности химических процессов, приводящих к образованию предбиоло-гических соединений. В среде, содержащей химически активные элементы с высокой космической распространённостью, при неравновесных условиях, создаваемых практически любым источником энергии (нагрев, жёсткое излучение, электрические разряды), возникает широкий набор примерно одних и тех же предбиологических соединений. Образуются они как в газовой фазе, так и на поверхности тел. Структура электронных оболочек атомов, обильных во Вселенной, такова, что при любых условиях образуются предбио-логические соединения на углеродной основе. По-видимому, углеродная основа жизни заложена в структуре атомов.
Космогонические проблемы в связи с астробиологией рассматривались в докладе В.Н. Сныт-никова (Институт катализа им. Г. К. Борескова СО
РАН). Газопылевые облака, из которых образуются звёзды и планеты, на 98% состоят из водорода и гелия. Но среди оставшихся 2% элементы, входящие в состав органических соединений (Н, О, С, составляют более 90%. При образовании
планет большую роль играет пылевая компонента. Органические частицы вместе с газом оседа
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.