Страница 7 из 16
Поначалу публикации в газетах произвели эффект разорвавшейся бомбы. «Ученые NASA нашли внеземную жизнь!» «Инопланетяне живут рядом с нами!» — кричали заголовки. Впрочем, читатели были разочарованы, узнав, что «пришельцы» — это всего лишь бактерии. Да и те, вполне возможно, происхождения чисто земного. Так почему же тогда возник переполох?
Астробиологи обнаружили в Калифорнии, в очень соленом озере Мона, бактерии, которые способны использовать ядовитый мышьяк вместо фосфора, «встраивая» его даже в молекулы ДНК. Это открытие может привести к пересмотру самих понятий «жизнь» и «живое» и расширить поле для поисков внеземной жизни — такова суть статьи, опубликованной в журнале Science.
Дело в том, что жизнь всех живых существ на Земле — от бактерий и вирусов до человека — зависит от шести химических элементов: кислорода, углерода, водорода, азота, фосфора и серы. Другие элементы, в частности металлы, присутствуют в живых организмах в весьма небольших количествах, даже если играют важную роль в тех или иных процессах жизнедеятельности.
Биологи и ранее сталкивались с тем, что элементы второго ряда способны подменять друг друга. Так, например, у некоторых моллюсков роль переносчика кислорода в крови играет не железо, как у нас с вами, а медь. Поэтому кровь у них не красная, а голубая.
И вот авторы нового исследования — Фелиса Вольф-Саймон и ее коллеги из астробиологического подразделения NASA, впервые представили доказательства того, что один из этих ключевых элементов — фосфор — заменен мышьяком у бактерий, обнаруженных ими в озере.
В обычных живых организмах, в том числе и человеческих, фосфор в форме фосфатов (солей фосфорной кислоты) образует основу нитей молекул ДНК и РНК, а также входит в состав «топлива» для живых организмов — аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).
Мышьяк в таблице Менделеева находится точно под фосфором и очень похож на него по своим физико-химическим свойствам. Чем, кстати, и объясняется его высокая токсичность — организм не может отличить мышьяк от фосфора и допускает его к процессам обмена веществ, что наносит организму вред.
Но когда Фелиса Вольф-Саймон и ее коллеги стали изучать обитателей калифорнийского озера Моно, вода которого отличается высоким содержанием щелочей и солей, в том числе высокой концентрацией солей мышь-яка, они обнаружили, что некоторые бактерии используют мышьяк вместо фосфора в ДНК и других жизненно важных молекулах. Таким образом, впервые удалось обнаружить живой организм, в котором произошла замена одного из считавшихся абсолютно незаменимых «кирпичиков» жизни.
Комментируя свое открытие, биологии предположили, что бактерии, в составе которых роль фосфора играет мышьяк, могут неплохо чувствовать себя на холодных окраинах Солнечной системы. Им, возможно, вполне комфортно жилось бы, например, на спутниках Сатурна или Юпитера. Отсюда, возможно, и пошли домыслы, что бактерии могли быть занесены на Землю с другой планеты.
Впрочем, некоторые молекулярные биологи подвергли это открытие жесткой критике, посчитав, что Вольф-Саймон и ее коллеги недостаточно тщательно проверили среду, в которой жили подопытные бактерии. По их мнению, мышьяк мог не содержаться в клетках бактерий, а попасть из воды озера, в которой этого элемента, как сказано, довольно много.
Картину окончательно должны прояснить последующие эксперименты со странной бактерией GFAJ-1. Но в любом случае авторам исследования удалось найти очень интересный и необычный организм, полагают эксперты.
Кроме того, открытие необычных бактерий GFAJ-1 — не единственное в своем роде. Ныне все чаще появляются сообщения об обнаружении организмов, существование которых с точки зрения теории о шести «кирпичах мироздания», кажется невероятным.
Например, микробиологи из Национального исследовательского совета Канады и Института SETI, занимающегося изучением жизни во Вселенной, нашли уникальные анаэробные бактерии, потребляющие вместо кислорода метан. Они выживают в экстремальных условиях канадского севера — в источнике, температура воды в котором отрицательна, но при этом настолько соленая, что не замерзает. Данное открытие, по мнению ученых, поможет в поиске признаков жизни на Марсе — ведь этот источник существует в условиях, схожих с условиями Красной планеты.
Некоторые исследователи полагают, что науке нисколько не противоречит возможность возникновения биосистем на основе фтора, заменяющего в органических молекулах кислород (фтор, как и кислород, является окислителем, только более сильным), или структур, в которых роль воды могут выполнять соединения азота.
Таким образом, почти не остается сомнений, что во Вселенной существуют альтернативные схемы органической химии, отличающиеся от нашей. Изучением таких форм жизни и занимается новая отрасль науки — альтернативная биохимия. Она предполагает широкие, порой почти фантастические возможности для возникновения жизни. Это могут быть не только комбинации различных химических веществ, но и, например, такое явление, как зеркальная биохимия, при которой живые организмы имеют симметричную земной биохимическую основу. Если, скажем, на нашей планете жизнь зиждется, условно говоря, на D-углеводах и L-аминокислотах, то в других условиях, наоборот, все основано на L-углеводах и D-аминокислотах. Кроме того, многие исследователи вполне допускают и существование антимиров, состоящих из антиматерии.
Фелиса Вольф-Саймон обрабатывает ил, взятый из озера. Слева-вверху: так выглядят под микроскопом бактерии GFAJ-1.
Имеют право на существование и гипотезы о жизни, замешанной не на привычной нам углеродной, а на кремнийорганической основе. Такие возможности сегодня также рассматриваются на полном серьезе…
Так, скажем, американский вулканолог Говард Шарп предполагает возможность существования кремнийорганических форм жизни, которые, по его мнению, могут существовать не только на отдаленных планетах, но и на Земле. Это цивилизация «живых» камней, эволюционирующих столь медленно, что мы заметить это не в состоянии. Обычная для них среда обитания — раскаленные недра планеты, и лишь отдельные кремниевые особи время от времени выносятся на поверхность в результате вулканической активности, застывая и становясь похожими на обычные камни. По мнению Шарпа, на нашей планете их немного, а вот в других уголках Вселенной, на планетах с раскаленной поверхностью и мощной гравитацией, они могут прекрасно себя чувствовать…
ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
Охота в ночном небе
Мне очень интересно по вечерам смотреть в звездное небо. К сожалению, в школе теперь не преподают астрономию, и я не знаю, как называются даже самые крупные созвездия, когда их можно наблюдать в средней полосе России. Не могли бы вы рассказать об этом?
Андрей Караваев, г. Тамбов
Одни созвездия на небе видны круглый год, а другие появляются в строго определенное время — зимой, весной, летом или осенью. Так, например, летом появляются на небе Орел и Лебедь. Осенью — Персей и Андромеда. Весной — Дева и Лев. Зимой из-за горизонта поднимается гигантский звездный охотник Орион в сопровождении Большого и Малого Пса.
Почему одни созвездия видны всегда, а другие только время от времени? Связано это с движением Земли по орбите. Перемещаясь вокруг Солнца, наша планета одновременно вращается вокруг собственной оси. Подобно тому, как не падает велосипедист благодаря быстрому движению колес, быстрое вращение Земли не позволяет завалиться нашей планете на бок. Период этого вращения равен одним суткам.