в чем суть теории панспермии
Все земляне — инопланетяне: что такое теория панспермии и как она объясняет жизнь
Возможно, жизнь зародилась вовсе не на Земле, а случайно попала на нашу планету из другого места в космосе. «Хайтек» разбирается, насколько это реально и какие существа могут считаться «инопланетянами».
Читайте «Хайтек» в
Представьте, что марсоход НАСА Perseverance («Персеверанс») действительно обнаружит на Красной планете микроорганизмы. Это изменило бы все, что мы знаем о жизни в Солнечной системе и далеко за ее пределами. Или нет? Что, если бы мы случайно перенесли жизнь на Марс на космическом корабле? А что, если так во Вселенной жизнь и движется с планеты на планету? Ученые не первый год пытаются доказать возможность панспермии: исследуют возможность того, что микробы и экстремофилы могут мигрировать между планетами и распространять жизнь по Вселенной.
Что такое панспермия?
Микробная жизнь может путешествовать, используя кометы и астероиды в Солнечной системе в качестве космических кораблей. Согласно теории панспермии, жизнь может переноситься даже между звездными системами, используя такие объекты, как Оумуамуа.
Эту теорию проверяли?
Несколько исследований были связаны с проверкой теории панспермии, среди них — миссия «Танпопо» (в переводе с японского — «одуванчик»). Это астробиологический эксперимент на МКС, который провели, чтобы выяснить, способны ли бактерии выжить в экстремальных условиях открытого космоса.
В 2018 году ученые из Токийского университета, исследуя нижние слои стратосферы, обнаружили, что на высоте 12 км над землей, несмотря на мощную солнечную радиацию, как-то выживают бактерии Deinococcus (деинококки). После этого ученые захотели выяснить, смогут ли эти организмы выжить и в открытом космосе.
Для этого они совместно с японским национальным космическим агентством JAXA организовали эксперимент на МКС. Образцы поместили на экспозиционные панели экспериментального модуля «Кибо», все они подвергались воздействию космической среды. Результаты трехлетнего эксперимента показали, что колонии бактерий деинококков могут пережить перелет в несколько месяцев (например, с Земли на Марс) и не погибнуть в суровых космических условиях в течение нескольких лет.
Инопланетные животные
На Земле живут странные животные, некоторые ученые считают их теми самыми космическими путешественниками. Это тихоходки — тип микроскопических беспозвоночных, близких к членистоногим, — организмы-супергерои. Они могут жить при рекордно высоких или низких температурах, давлении, радиации и восстановиться после десятидневного пребывания в открытом космосе. Также тихоходки могут впадать в криптобиоз — восстанавливаемое состояние организма, в котором он не проявляет видимых признаков жизни, а его метаболическую активность трудно обнаружить.
Некоторые модели панспермии, например, литопанспермия, предполагают, что живые организмы могут перемещаться в камнях между планетами и их спутниками. Ученые предполагают, что на это способны тихоходки. Их выживаемость уже проверяли при статической нагрузке: они не погибли в условиях гидростатического давления 7,5 гигапаскалей в течение 12 часов.
Также в мае этого года ученые провели эксперимент — оказалось, что тихоходки могут выжить даже в том случае, если начинить ими специальные пули. Однако и тут есть предел, эти организмы не выживают на скорости более 900 м/с, испытывая давление 1,14 гигапаскалей. По мнению ученых, перенос с поверхностей планет живых тихоходок на близлежащие спутники возможен, но маловероятен.
Что в итоге?
После открытия двух внесолнечных объектов — Оумуамуа и кометы Борисова — ученые активнее заговорили о панспермии. Проводится все больше исследований и экспериментов. Хотя результаты как минимум удивляют, панспермия не считается основной теорией происхождения жизни на Земле.
Путешествие жизни от планеты к планете и, тем более, от звезды к звезде как минимум требует слишком много времени, считают ученые. В случае панспермии исследователи обращаются к бритве Оккама — зачастую самое простое решение оказывается лучшим. Скорее всего, жизнь действительно зародилась и развивалась на Земле. Но как именно это произошло — неизвестно до сих пор, и поэтому некоторые ученые не снимают панспермию со счетов и продолжают проводить эксперименты.
Экстремофилы — совокупное название для живых существ, способных жить и размножаться в экстремальных условиях окружающей среды. По сравнению с этим, организмы, обитающие в более умеренной среде, могут быть названы мезофилами или нейтрофилами.
В более научной форме предположения о возможности переноса жизни через космическое пространство были высказаны Якобом Берцелиусом (1834), Германом Эбергардом Рихтером (1865), У. Томсоном (1871) и Г. Гельмгольцем (1879).
Бритва Оккама — методологический принцип. Простыми словами, это способ найти самое простое и логическое объяснение происходящему. В качестве классического примера можно привести выражение: «если вы слышите звук копыт, то скорее всего это будут лошади, а не зебры».
Теория панспермии: что это, основные плюсы и минусы
Веками ученые всего мира пытаются разобраться, как появилась жизнь на нашей планете. Плоды размышлений и десятки исследований некоторых великих умов послужили основанием для развития нескольких основных теорий и гипотез, объясняющих факт появления жизни на Земле. Далее речь пойдет о панспермии.
Что такое панспермия?
Панспермией называют гипотезу, объясняющею процесс зарождения жизни на планете Земля. Впервые о ней заговорил шведский химик Якоб Берцелиус. Согласно представленной идее, жизнь на Земле появилась в результате путешествия живых материй с одной планеты на другую. По мнению ученых, живые организмы прилетели на Землю вместе с метеоритами. Ярыми сторонниками данной идеи были Чандро Викрамасингхе и Фред Хойл. Известные астрономы предполагали, что живые организмы непрерывно поступают в атмосферу Земли. Материи из космоса, по мнению этих людей, провоцируют возникновение эпидемий и прочих серьезных заболеваний.
В наши дни концепция гипотезы допускает образование жизни на Земле посредством вмешательства космических пришельцев. Некоторые астрономы поддерживают эту идею и убежденно говорят о зарождении микроорганизмов в недрах космического пространства.
В 2014 году российские исследователи решили проверить стойкость и модель поведения живых материй в космических условиях. Для этого в космос был отправлен исследовательский спутник Фотон – М4 вместе с микроорганизмами. Результаты опыта показали, что микроорганизмы могут продолжать свою жизнь в космическом пространстве. На Землю вернулась одна линия бактерий. Открывшиеся перспективы губительны для нашей планеты. По мнению исследователей, попадание отечественных микроорганизмов на другие планеты может уничтожить биосферу Земли, которая еще не до конца изучена.
Для более детального знакомства с выдвинутой гипотезой, необходимо тщательно изучить ее основные достоинства и недостатки.
Достоинства выдвинутой идеи
О возможном появлении жизни на Земле посредством панспермии говорят следующие выводы и убеждения:
Космические аппараты, используемые в научных целях, поддаются антибактериальной обработке. Это исключает вероятность попадание в космос отечественных микроорганизмов.
Однако у панспермии наблюдаются слабые стороны, с которыми приходится считаться ученым.
Недостатки известной гипотезы
Минусами панспермии считают:
Представленная гипотеза время от времени видоизменяется и совершенствуется. Интерес к панспермии не угасает. Руководствуясь своими знаниями, ученые и дальше пытаются ответить на важные вопросы, связанные с появлением жизни на Земле.
Панспермия
Пансперми́я (др.-греч. πανσπερμία — смесь всяких семян, от πᾶν (pan) — «всё» и σπέρμα (sperma) — «семя») — гипотеза о появлении жизни на Земле в результате занесения из космического пространства так называемых «зародышей жизни».
Содержание
Описание
Согласно панспермии, рассеянные в мировом пространстве зародыши жизни (например, споры микроорганизмов) переносятся с одного небесного тела на другое с метеоритами [1] или под действием давления света.
Гипотеза панспермии никак не объясняет возникновение жизни, суть этой концепции заключается в том, что жизнь как таковая просто является одним из фундаментальных свойств материи. [2]
Концепция панспермии базируется на двух исходных положениях:
Возникновение гипотезы и её развитие
Гипотеза Панспермии была выдвинута немецким учёным Германом Эбергардом Рихтером в 1865 году и поддержана Г. Гельмгольцем и С. Аррениусом. Также эту гипотезу поддерживали У. Томпсон (лорд Кельвин) и В. И. Вернадский.
После открытия космических лучей и выяснения действия радиации на биологические объекты позиция гипотезы весьма ослабла.
Однако после того, как миссией Аполлон-12 были найдены живые земные микроорганизмы на прилунившемся зонде Сервейер-3, о ней стали говорить чаще. В последнее время особенно часто идеи панспермии упоминаются в СМИ в контексте обмена веществом между Землёй и Марсом, когда на его поверхности ещё было много воды.
Аргументы
Полученные в 2006 году результаты миссии Deep Impact по исследованию кометного вещества показали наличие в кометном веществе воды и простейших органических соединений. По мнению сторонников панспермии этот факт указывает на кометы как на один из возможных переносчиков жизни во Вселенной.
Академик РАН А. Ю. Розанов, глава комиссии по астробиологии Российской академии наук, считает, что жизнь на Землю была занесена из космоса. В частности он утверждает:
Вероятность того, что жизнь зародилась на Земле, настолько ничтожно мала, что это событие практически невероятно
Критика
Один из двух базовых постулатов панспермии, вечность жизни во Вселенной, является неопровержимым (нефальсифицируемым) утверждением и поэтому не относится к доказательной науке.
Второй постулат, повсеместное распространение жизни во Вселенной, допускает проверку. Однако, достоверно проведённые анализы показали, что органические молекулы в метеоритном веществе не обладают свойством хиральной чистоты [2] и, следовательно, не могут быть биологическими. Неоднократно появлявшиеся сообщения о находках следов жизни на метеоритах основаны или на ошибочной интерпретации некоторых бактериоподобных неорганических включений, или на загрязнении земными микроорганизмами.
В середине 1980-х годов был преодолён тупик в теориях абиогенеза (работы М. Эйгена и В. И. Гольданского), и концепция панспермии перестала рассматриваться серьёзными учёными.
Техногенная панспермия
На основе гипотезы панспермии зародилось понятие ‘техногенной панспермии’. Учёные опасаются, что с космическими аппаратами, отправляемыми к другим космическим объектам, мы можем занести туда земные микроорганизмы.
Обнаружение
Что такое гипотеза панспермии и как она объясняет зарождение жизни на Земле?
Механизмы панспермии
Ученые предположили, что панспермия протекает множеством способов. Среди схем, по которым жизнь может покинуть Землю или планету, обнаруживаются два основных масштаба переноса: межзвездная панспермия и межпланетная панспермия. Для достижения первого и второго рассматриваются три основных механизма.
Во-первых, это механизм радиопанспермии, при котором микроорганизмы перемещаются в космосе благодаря радиационному давлению звезд, пока не достигнут объекта, на котором условия могут быть благоприятными или нет, чтобы он мог развиться в более крупные и сложные формы жизни. Однако эта гипотеза была опровергнута из-за длительного воздействия радиации на бактерии во время межпланетных путешествий, которая денатурирует любую форму ДНК или РНК и снижает любые шансы на успешную радиопанспермию почти до нуля.
Наконец, гипотезы о направленной панспермии, или намеренной реализации жизни на Земле, также считаются правдоподобными. По мнению лауреата Нобелевской премии Фрэнсиса Крика, жизнь на Земле могла возникнуть в результате «межзвездного осеменения» нашей планеты развитой внеземной цивилизации.
Организмы, склонные к панспермии
Первым условием выживания организмов в открытом космосе является их способность выживать в отсутствие солнечного света. Однако вплоть до 1970-х годов такие живые организмы были неизведанными, пока в глубинах Галапагосского разлома не были обнаружены организмы, для существования которых требовались только вода и энергия, синтезированные из окисления реактивных химических веществ, обнаруженных в почве Земли.
Это пролило свет на новую категорию бактерий, ныне известных как экстремофилы. У этих микроорганизмов развиваются цисты и споры, чтобы защитить себя при воздействии сильного стресса (гамма-излучение, температура, ультрафиолет…). Однако после восстановления жизнеспособных условий эти споры и цисты прорастут и позволят организму снова стать метаболически активным.
Критика
Наконец, панспермия не получает широкого признания или уважения в научном сообществе, потому что она просто откладывает ответ на вопрос: «Как возникла жизнь?», помещая ее на другое небесное тело, чем наше. Несмотря на то, что она может быть убедительным в объяснении абиогенеза на Земле, она принципиально не может объяснить, как с общей точки зрения жизнь возникла где-либо во Вселенной.
В чем суть теории панспермии
Опровержение Л. Пастером теории самопроизвольного зарождения жизни сыграло двоякую роль. С одной стороны, представители идеалистической философии увидели в его опытах лишь непосредственное свидетельство принципиальной невозможности перехода от неорганической материи к живым существам в результате действия только естественных сил природы. Это вполне согласовывалось с их мнением о том, что для возникновения жизни необходимо вмешательство нематериального начала — творца. С другой стороны, некоторые естествоиспытатели — материалисты лишились теперь возможности использовать явление самозарождения жизни в качестве главного доказательства своих взглядов. Возникло представление о вечности жизни во Вселенной. Так появилась гипотеза панспермии, которую выдвинул немецкий химик Ю. Либих ( 1803−1873). Согласно гипотезе панспермии, жизнь существует вечно и переносится с планеты на планету метеоритами. Простейшие организмы или их споры ( «семена жизни»), попадая на новую планету и найдя здесь благоприятные условия, размножаются, давая начало эволюции от простейших форм к сложным. Сторонником гипотезы панспермии был выдающийся отечественный естествоиспытатель ( 1863−1945).Особенно активно развивал теорию панспермии шведской физико-химик С. Аррениус ( 1859−1927). В опытах русского физика ( 1866- 1912), открывшего давление светового потока, С. Аррениус увидел доказательство возможности переноса спор микроорганизмов с планеты на планету. Жизнь переносится, предполагал он, не в виде микроорганизмов на метеоритах, раскаляющихся при вхождении в плотные слои атмосферы, — сами споры могут перемещаться в мировом пространстве, движимые давлением солнечного света!
Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему в какое-то другое место Вселенной. Теория панспермии утверждает, что жизнь могла возникнуть один или несколько раз в разное время в разных частях Галактики или Вселенной. Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения о якобы встречах с инопланетянами. Советские и американские исследования в космосе позволяют считать, что вероятность обнаружения жизни в пределах Солнечной системы ничтожна, однако они не дают никаких сведений о возможной жизни вне этой системы. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие « предшественники живого» — такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, возможно сыгравшие роль « семян», падавших на голую Землю. Появился ряд сообщений о нахождении в метеоритах объектов, напоминающих примитивные формы жизни, однако доводы в пользу их биологической природы пока не кажутся ученым убедительными.
Однако действительная суть этой концепции заключается вовсе не в романтических межпланетных странствиях « зародышей жизни», а в том, что жизнь как таковая просто является одним из фундаментальных свойств материи, и вопрос о «происхождении жизни» стоит в том же ряду, что и, например, вопрос о «происхождении гравитации». Легко видеть, что из двух исходных положений концепции панспермии — вечность жизни и повсеместность ее распространения — проверяемым является лишь второе.
Однако все попытки обнаружить живые существа ( или их ископаемые остатки) вне Земли, и прежде всего — в составе метеоритного вещества, так и не дали положительного результата. Неоднократно появлявшиеся сообщения о находках следов жизни на метеоритах основаны или на ошибочной интерпретации некоторых бактериоподобных неорганических включений, или на загрязнении « небесных камней» земными микроорганизмами. Метеоритное вещество оказалось достаточно богатым органикой, однако вся она, как уже было сказано, не обладает хиральной чистотой; это последнее обстоятельство — весьма сильный довод против принципиальной возможности существования « межзвездной жизни». Таким образом, по крайней мере положение, касающееся повсеместности распространения жизни во Вселенной, не нашло подтверждения. Это заставляет сделать грустный вывод, что панспермия, так же как и абиогенез, не дает удовлетворительного ответа на вопрос о возникновении жизни на Земле.