Теория панспермии о происхождении жизни: сущность

Предположения

Панспермия интересовала ученых с древних времен. Доказательства происхождения жизни на планете занимали физиков, химиков и биологов. Каждый выдвигает свои гипотезы.

1. Немецкий учёный Й. Либих предположил вечно существующее существование, его переход с одной планеты на другую с помощью небесных тел и метеоритов. Возможен перенос существования из других космических цивилизаций под воздействием светового давления. Попав на земной шар, микробы адаптируются к новым условиям и начинают размножаться.
2. Шведский профессор физической химии С.А. Аррениус рассчитал вероятность попадания бактерий из космоса.
3. Известный натуралист В.И. Вернадский поддерживал гипотезу о том, что жизнь на нашей планете существовала с самого начала.
4. Со временем теория претерпела изменения в связи с развитием науки. Когда в 1912 году Гессом были открыты так называемые космические лучи, теория о том, что живые организмы достигают планеты Земля из космоса, была ослаблена.
5. Американские ученые доказали, что молекулярные блоки могут образовываться из звездной пыли (льда), селиться в кометных объединениях и переноситься в другие миры.
6. Исследователи Калифорнийского университета доказали, что органические соединения могут размножаться в экстремальных условиях – еще раз заявив, что у теории есть шанс на существование.
7. Современные учёные продолжают развивать концепцию происхождения мира. Швейцарские специалисты провели эксперимент в космосе, утверждая, что ДНК может путешествовать в космосе, сохраняя количество хромосом и способность к размножению.
8. Исследование метеоритов, упавших на земной шар, говорит о том, что на поверхности были обнаружены нитчатые бактерии, похожие на низшие грибы.
9. Космические испытания аппарата «Фонтон М4» доказали, что микроорганизмы успешно пересекли космос и вернулись целыми и невредимыми.

Если кратко говорить о теории, то можно говорить о двух ее направлениях:

• Жизнь на Земле существует с момента образования планеты.
• Микроорганизмы были завезены к нам из космоса.

На какой вопрос не дает ответа гипотеза панспермии? Какую проблему он не решает? Недостаток мировоззрения в том, что оно не объясняет происхождения жизни как таковой. Где, как, когда это произошло? Доктрина не отвечает на эти вопросы.

Экспериментальные доказательства панспермии

Бактерии без толстого защитного слоя слишком уязвимы в космосе. Но что, если бы они были защищены внутри метеорита под несколькими слоями осадочной породы? После появления гипотез Киршвинка и Беннера было проведено множество экспериментов, которые показали, что это вполне возможный сценарий. Микроскопические путешественники могут пережить полет с Марса на Землю. Кроме того, исследования метеорита ALH 84001 показали, что его внутренняя часть никогда не нагревалась выше 40 ℃, а любая стерилизация начинается только при 60℃.

Техногенная панспермия

Теория панспермии, как и многие другие концепции, с течением времени претерпела множество изменений. Суть этой идеи трактуется как возможность полета сущностей с Земли к космическим объектам, разрушающих там атмосферу и биосферу. Эта концепция не беспочвенна; в настоящее время имеются некоторые свидетельства техногенной панспермии:

• Установленный факт, что космические аппараты, летящие к объектам в космосе, невозможно очистить от органических и биологических соединений. Согласно гипотезе панспермии, вероятность попадания бактерий в космос очень велика.
• Попадание земных микроорганизмов на космические объекты может привести к разрушению собственной атмосферы из-за того, что чужеродные организмы с Земли могут производить различные элементы.
• Если атмосфера объекта будет разрушена, биосфера также разрушится.

Гипотеза техногенной панспермии утверждает, что существует высокая вероятность того, что в ближайшем будущем мы не сможем изучать биологические вещества, поскольку они просто разрушатся при прохождении через атмосферу. Это может произойти в первую очередь из-за того, что в последнее время в космос было запущено большое количество аппаратов, путешествующих по ее просторам.

Почему теория панспермии кажется неправдоподобной

Поначалу научное сообщество опровергло разработку Аррениуса. Учитывая необъятность космоса и небольшое пространство, которое занимают планеты, казалось статистически маловероятным, что споры смогут совершить такое путешествие.

Даже если бы это произошло, семена, скорее всего, упали бы на центральную звезду планетной системы и сгорели бы. Кроме того, они не смогли бы выдержать время, необходимое для перемещения из одной системы в другую. Даже наиболее изученному марсианскому метеориту ALH 84001 потребовалось несколько миллионов лет, чтобы добраться от Красной планеты до Земли.

Футурология Год на Марсе: что удалось марсоходу Perseverance

Основные опровержения панспермии

Как и любая теория мироздания, панспермия имеет множество фактов, которые ставят под сомнение ее истинность. Множество споров разгорается во время исследований, подтверждающих время зарождения жизни на Земле и возраст тех или иных микроорганизмов. По мнению противников теории, эти данные легко поддаются фальсификации, а потому не могут считаться неоспоримыми доказательствами.

Также существует утверждение, что микроорганизмы, обнаруженные на кометах, метеоритах и ​​астероидах, не являются хирально чистыми и, следовательно, не являются биологическими. Поэтому их нельзя отнести к носителям жизни. Но точного подтверждения этих предположений пока не существует.

Есть еще одна категория противников этой теории сотворения Вселенной. Если гипотеза верна, то все космические объекты, запускаемые с Земли, содержат микроорганизмы с нашей планеты.

Если они смогут выжить в космических условиях, то эти бактерии начнут размножаться и вступать в симбиоз с существующими микроорганизмами, когда достигнут других планет, где есть благоприятные условия для дальнейшего развития.

Это вызовет изменение биосферы изучаемого небесного тела, что не позволит изучить его полностью. Это явление получило название техногенной панспермии и послужило косвенным доказательством истины.

Современная поддержка панспермии

В 1984 году во время ежегодного поиска метеоров правительством США группа учёных в Антарктиде обнаружила метеорит, отколовшийся от поверхности Марса около 15 миллионов лет назад. Метеор получил название Аллан Хиллс 84001 (ALH84001). В 1996 году ALH84001 содержал структуры, которые могли быть остатками земных нанобактерий.

Объявление, опубликованное Дэвидом Маккеем из НАСА в журнале Science, попало в заголовки газет по всему миру, а президент Билл Клинтон сделал официальное телевизионное заявление, чтобы отметить это событие и выразить свою поддержку агрессивному плану роботизированного исследования Марса. В результате были проведены дополнительные тесты — и в ALH84001 были обнаружены аминокислоты и полициклические ароматические углеводороды.

Однако теперь эксперты сходятся во мнении, что эти вещества не являются точным признаком жизни и могли образоваться абиотически из органических молекул или из-за загрязнения в результате контакта с арктическим льдом. Дебаты продолжаются и по сей день, но недавние достижения в подобных исследованиях снова сделали этот вывод интересным.

Объявление о доказательстве жизни на ALH84001 вызвало волну поддержки гипотезы панспермии. Люди стали размышлять о возможности возникновения жизни на Марсе и переноса ее на Землю на отколовшихся после тяжелых столкновений фрагментах планеты (пример баллистической панспермии).
Метеорит ALH84001

В апреле 2001 года на 46-м ежегодном собрании Международного общества оптической инженерии (SPIE) в Сан-Диего, штат Калифорния, индийские и британские ученые под руководством Чандры Викрамасингхе представили образцы воздуха из стратосферы, полученные Индийской организацией космических исследований, которые содержали сгустки живых клеток.

В ответ на это заявление Исследовательский центр Эймса НАСА выразил сомнение в том, что живые клетки могут присутствовать на таких высотах, но отметил, что некоторые микробы могут находиться в состоянии покоя в течение миллионов лет, чего, возможно, будет достаточно для межпланетных путешествий в Солнечной системе.

В мае 2001 года геолог Бруно Д’Аргенио и молекулярный биолог Джузеппе Джерачи из Неаполитанского университета объявили об открытии внеземной бактерии внутри метеорита возрастом около 4,5 миллиардов лет. Исследователи утверждали, что бактерии, содержащиеся в кристаллической структуре минералов, оживали в культуральной среде.

Они также заявили, что ДНК бактерий не похожа ни на что на Земле, и они пережили высокотемпературную стерилизацию метеорита и очистку спиртом. В конечном итоге бактерии были идентифицированы как родственные современным бактериям Bacillus subtilis и Bacillus pumilus, но, по всей видимости, это другой штамм.
Bacillus subtilis

В апреле 2008 года всемирно известный британский астрофизик Стивен Хокинг рассказал о панспермии в лекции «Почему нам следует идти в космос» в рамках цикла лекций в Университете Джорджа Вашингтона, посвященных 50-летию НАСА.

В апреле 2009 года Хокинг также обсуждал возможность строительства человеческой станции на другой планете и размышлял о том, почему внеземная жизнь может не общаться с человечеством во время симпозиума по происхождению в Университете штата Аризона. Физик также объяснил, что люди могут обнаружить во время освоения космоса, например, инопланетную жизнь в результате панспермии, что позволяет предположить, что жизнь в виде частиц ДНК может быть перенесена через космос в обитаемые места. Проблемы и перспективы гипотезы панспермии

Как противоречивая научная теория, панспермия получила либо поддержку, либо безразличие, либо критику со стороны общественности. Например, религиозные группы критически относятся к этой гипотезе. Если теорию удастся доказать, сами основы таких религий будут серьезно пошатнуты или даже вообще отменены. Научное сообщество в целом поддерживает эту теорию. Опять же, если эта теория окажется верной, она может изменить способ изучения эволюционной биологии, поскольку она может предположить, что развитие высших форм жизни генетически запрограммировано, что снова противоречит теории Дарвина.

Как и многие теории, панспермия имеет сторонников и противников в научном сообществе. Выживание жизни после возвращения в атмосферу после тысячелетнего пребывания в космосе, где она подверглась воздействию космического излучения, сомнительно. Однако нет никаких доказательств того, что это невозможно. И даже если окажется, что жизнь пришла на Землю из космоса, современная наука не располагает сведениями о том, как она там зародилась.

Межкосмические бактерии

Спустя десять лет после Киршвинка в пользу этой гипотезы высказался и другой исследователь, Стивен Беннер из Фонда прикладной молекулярной эволюции. Другим выдающимся ученым, пропагандировавшим панспермию, был физик Фред Хойл. Его идея заключалась в том, что патогены, такие как вирусы гриппа, пришли на Землю из космоса.

Но эта теория маловероятна с биологической точки зрения. Патогены развиваются вместе с хозяином, а поскольку на других планетах, как предполагают скептики, нет людей, форма жизни из космоса не могла адаптироваться достаточно хорошо, чтобы заразить нас. Однако науке известно, что кометы и астероиды могли принести на раннюю Землю «строительные блоки жизни» — аминокислоты.

Футурология Чужой вирус: сможет ли Земля противостоять космическим бактериям

Сторонники панспермии

Рихтер – не единственный ученый, который был сторонником теории панспермии. Также сторонниками этой идеи являются известные научные деятели Кельвин, Гельмгольц и Аррениус.

Стоит отметить, что Аррениус даже рассчитал возможность попадания бактериальных спор из космоса на нашу планету. Более того, именно он обратил внимание на эксперименты русского физика Лебедева, открывшего давление светового тока. Согласно теории Аррениуса, микроорганизмы перемещаются между разными космическими объектами не через метеориты, кометы или астероиды, а за счет давления солнечного света.

По мнению другого учёного, Вернадского, жизнь была на Земле на протяжении всего её существования. Но благодаря достижениям науки, открытию радиации и ее воздействия на все живое, а также открытию явления радиации в космосе, многие концепции панспермии были поставлены под сомнение.

Но даже в таких условиях теория панспермии имеет возможность развиваться за счет открытия доказательств и аргументов в пользу этой концепции. Например, во время космической миссии под названием «Аполлон» были обнаружены микроорганизмы, зародившиеся на Земле. Это подтвердило возможность переноса живых микроорганизмов между разными космическими объектами.

Также многие учёные утверждали, что на поверхности останков метеорита были обнаружены вещества органического происхождения. Однако уже первое исследование установило, что вещества, обнаруженные в метеоритах, представляют собой сложные углеродные образования, не имеющие никакого отношения к жизни.

В 2006 году были опубликованы результаты новых исследований, доказавших, что кометы и астероиды содержат небольшие участки, содержащие воду и некоторые простые микроорганизмы. Сторонники гипотезы о том, что это явление подтверждает возможность переноса жизнеспособных организмов из космоса на нашу планету с помощью космических объектов — метеоритов, астероидов и комет.

Отечественный учёный Розанов считает, что возможность появления жизнеспособных организмов на Земле без внешнего вмешательства очень мала. Поэтому исследователь является сторонником панспермии и считает ее наиболее близкой к истине теорией. По его мнению, микроорганизмы, положившие начало жизни на Земле, пришли на планету из космического пространства.

Несмотря на утверждения различных ученых, теорию панспермии часто критикуют за то, что она ничего не говорит о зарождении жизни в космосе как таковой. Согласно этой идее, жизнь встречается повсюду в пространстве, когда-то сформировавшаяся в одной или нескольких точках, а затем просто перенесенная с одного объекта на другой. При этом панспермисты не говорят нам, под влиянием какой силы возникла жизнь в космосе, где и когда она произошла.

Что нужно преодолеть «зародышам жизни» при преодолении космического пространства?

Прежде чем путешествовать в космосе и прилететь к другому космическому объекту, простейшие микроорганизмы должны пройти несколько тестов:

1. Сильный холод в межпланетном пространстве. Температура здесь опускается ниже 200 градусов по Цельсию. Согласно результатам экспериментов, споры могут хорошо выдерживать такой холод в течение длительного времени.
2. Отсутствие защиты от ультрафиолетовых лучей. Многие микроорганизмы быстро погибают под воздействием прямых солнечных лучей. Однако существуют и более устойчивые бактериальные клетки, способные пережить ультрафиолетовое излучение и достичь цели.
3. Атмосфера космического объекта. Когда бактериальные микроорганизмы попадают под притяжение одной из планет, они подвергаются действию сил трения, в результате чего могут сгореть. Однако некоторые из простейших клеток все же способны пережить такое испытание и достичь поверхности планеты невредимыми и сохранившими жизнеспособность.

Помимо этих препятствий, мы не должны забывать, что прежде чем достичь любой планеты, в том числе и нашей, живой организм должен преодолеть огромное астрономическое расстояние, которое измеряется миллионами лет. Вероятность того, что хотя бы один простой организм за такое время смог достичь планеты и дать начало жизни, очень мала, но она все же существует.

Трудности теории панспермии

Сторонники теории панспермии задались целью научно обосновать возможность переноса эмбрионов на другую планету с сохранением их жизнеспособности. Главный вопрос заключается в том, способен ли эмбрион совершить такой долгий путь, сохранив при этом способность развиваться в новый организм. На этом пути для эмбриона существует множество опасностей, например:

• холодное межпланетное пространство
• ультрафиолетовые лучи
• преодолеть атмосферу.

Покинув родную планету, эмбрион должен долгое время оставаться при низкой температуре – 200°С ниже нуля. Возникает естественный вопрос, способен ли эмбрион выжить при такой температуре. Для ответа на этот вопрос были проведены эксперименты по изучению устойчивости современных пор к низким температурам. Результаты исследований показали, что бактерии микроорганизмов прекрасно переносят холод, а их жизнеспособность сохраняется даже после 6 месяцев воздействия низких температур. Следовательно, вполне возможно, что часть эмбрионов смогла пережить холод межпланетного пространства.

Солнечные лучи, пронизывающие межпланетное пространство, губительны для большинства микроорганизмов, которые погибают под воздействием прямых солнечных лучей в течение нескольких часов. Есть микроорганизмы, более устойчивые к ультрафиолету, но солнечная радиация оказывает на них и негативное воздействие. Но отсутствие кислорода значительно снижает этот печальный эффект.

Попадая в благоприятное для его развития гравитационное поле планеты, зародыш падает на поверхность и преодолевает слой атмосферы, где на него воздействует трение, способствующее горению. Однако есть основания полагать, что не все эмбрионы подвергаются такой гибели; некоторые из них достигают поверхности и сохраняют жизнеспособность.

Периоды времени, в течение которых эмбрионы с других планет могли достичь Земли, составляют миллионы лет. То есть, если бы за это время хотя бы один из зародышей успел достичь поверхности земли и нашел подходящие условия для развития, этого было бы вполне достаточно для формирования всего живого мира.

Современная наука считает такую ​​возможность маловероятной, но не опровергает ее допустимости.

Читайте также: Экологическая ситуация в России — какие существуют проблемы