Мы - марсиане?

Олег Гуцуляк
Известный специалист по синтетической биологии и геохимик из Фонда прикладной молекулярной эволюции Стивен Беннер в докладе на Голдшмидтовской конференции по геохимии (2013 г.) заявил, что жизнь на Земле может быть родом с Марса. По мнению ученого, на Красной планете в прошлом были более благоприятные условия для возникновения органики. По мнению С. Беннера, в пользу того, что жизнь не могла так просто возникнуть на Земле, говорит несколько фактов. 

Во-первых, в эпоху зарождения жизни (3,5 миллиарда лет назад) Марс был покрыт горячей водой, которая должна была разрушать аминокислоты и ДНК и РНК. Древним органическим соединениям, чтобы «выжить»,  необходимо было бы не превратится в смолы. А это возможно только при контакте органики с молибденом и бором. «… Соли борной кислоты помогают предотвратить превращение всех органических веществ в смолы, а молибден позволяет переформировать атомы, которые удалось сохранить солям борной кислоты для того, чтобы образовались первые простейшие генетические молекулы. Кроме того, мы пришли к тому, что необходимо не то чтобы много воды все время, а скорее она то необходима, а то, наоборот, вредна, то есть нужна так называемая непостоянная вода», – объяснил профессор химии Стивен Беннер, основатель Вестхеймерского института науки и технологии. Но эти породы очень редки на земле даже сейчас.

Во-вторых, первые биополимеры должны были разделять каталитические свойства и способность хранить генетическую информацию, что также, по мнению С. Беннера, плохо сочетается с условиями на Земле.

Также в декабре 2015 г. было сообщено ученых NASA о том, чт Красная планета пригодна для жизни. Сенсационный вывод помог сделать аппарат Curiosity, который занимается исследованием ландшафтов Марса. С его помощью специалистам космического агентства удалось обнаружить азот в приемлемой для живых организмов форме. На уникальную среду, подходящую для жизнедеятельности организмов марсоход наткнулся в районе кратера Гейл. Curiosity собрал осадочные материалы, нагрев которые, специалисты NASA выделили диоксид азота.  Как заявила сотрудник Центра космических полетов Годдара Дженифер Штерн, это служит подтверждением теории о наличии на Красной планете жизни.

Таким образом, биохимики считают, что более благоприятные условия для возникновения жизни были на Марсе. В частности, Марс был суше Земли и его породы всегда были более окисленные, чем на Земле. И, собственно, на Красной планете были распространены молибден и бор – эти вещества должны были направить синтез «в нужное русло». «… Именно на Марсе мы обнаружили воду, но, что еще важнее, на Марсе есть необходимый для зарождения жизни бор и молибден, которого на Земле еще не было. Таким образом, предположение о том, что жизнь зародилась не на Земле, а на Марсе, превращается в научный факт», – говорит Стивен Беннер.
В свою очередь, на Землю жизнь была перенесена на метеороите. Метеориты, которые современная наука однозначно идентифицирует как марсианские, действительно существуют. Более того, их насчитывается не менее трех десятков (при том, что геологи находят лишь малую часть упавших на Землю объектов), а в одном из них даже есть углерод: проведенные анализы, впрочем, исключили его биогенное происхождение. В недавно обнаруженном марсианском метеорите также выявлено 0,6 процентов воды [Источником жизни на Земле назвали Марс // http://zapys.blogspot.com/2013/08/blog-post_3884.html].

Один из таких марсианских метеоритов – ALH84001, найденный в декабре 1984 года в Антарктиде, в 1996 году стал источником сенсации. Так в 1996 году Дэвид Маккей из Центра НАСА имени Джонсона и его коллеги опубликовали в престижном научном журнале «Science» статью об одном из марсианских метеоритов. В метеорите ALH84001, прилетевшем с Марса на Землю около 13 тысяч лет назад и найденном в Антарктиде (районе Аллан Хиллз), учёные нашли большое количество полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), а также сферические карбонатные включения, соответствующие по форме и размерам земным бактериям. Ученые пришли к выводу, что присутствие ароматических углеводородов и сферические включения можно интерпретировать как следы деятельности и остатки марсианских бактерий. Метеорит массой около двух килограммов ALH84001 сформировался на Марсе приблизительно 4,5 миллиарда лет назад (сам Марс как таковой образовался всего на 100 миллионов лет раньше). Где-то в промежутке от 3,6 до 4 миллиардов лет назад участок породы, который позже станет ALH84001, был поврежден в результате падения метеорита. Поверхность покрылась трещинами, которые со временем заполнились водой. В лужицах накапливались соединения углерода. Примерно 16 миллионов лет назад фрагмент породы, еще не имеющий названия, откололся в результате удара другого метеорита. Следующие 15 миллионов 967 тысяч лет назад кусок марсианской скалы провел в космическом пространстве (время пребывания ALH84001 в космосе ученые вычислили, оценив степень повреждения его поверхности космическими лучами). Наконец, 13 тысяч лет назад камень упал на Землю, где пролежал вплоть до 27 декабря 1984 года. 6 августа 2006 года в престижном научном журнале «Science» появилась статья группы исследователей, по большей части сотрудников NASA. Авторы работы, первым из которых был Дэвид Маккей (David S. McKay), утверждали, что в период между заполнением трещин водой и началом космического путешествия метеорита ALH84001 на нем существовала жизнь. Сенсационный вывод был сделан на основании комплексного изучения марсианского камня. Во-первых, ученые определили происхождение полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), найденных в отложениях минералов на поверхности ALH84001. ПАУ могут образовываться в ходе определенных химических реакций неорганических соединений. Другим источником ПАУ являются отходы жизнедеятельности микроорганизмов. Именно состав ПАУ с ALH84001 заметно отличается от полициклических ароматических углеводородов, обнаруженных на других метеоритах. Так как сходства с земным «стандартным набором» ПАУ также не наблюдалось (то есть, земная жизнь не успела облюбовать метеорит), Маккей и коллеги заключили, что углеводороды с ALH84001 были синтезированы марсианскими живыми существами. Второй эшелон доказательств был получен микроскопическими методами. При помощи трансмиссионного и сканирующего электронных микроскопов исследователи изучили структуру поверхности минерализованных отложений. Оказалось, что карбонатные минералы формируют крошечные гранулы – их размер не превышал 50 микрометров. На Земле такие гранулы обнаруживают в местах обитания примитивных бактерий. Последнее доказательство, представленное авторами статьи в «Science», попало на первые полосы всех газет, писавших о метеорите ALH84001. Исследователи сфотографировали вытянутые структуры размером от 20 до 100 нанометров. Их внешний вид напоминал останки земных бактерий. Вот только самая крошечная обитающая на Земле бактерия приблизительно в 100 раз больше найденных на ALH84001 образований. В теории ученые не исключают существования нанометровых бактерий (их так и называют – нанобактерии), однако до сих пор ни одного реального примера обнаружено не было.

Многие ученые скептически отнеслись к заявлениям группы Д. Маккея и его сторонников. В частности, ряд исследователей утверждал, что эти включения могут возникать в результате вулканических процессов. Выводы Маккея и соавторов вызвали скептическую реакцию научного сообщества. Многие коллеги ученых указывали, что все описанные доказательства являются косвенными. В 2002 году была опубликована работа, авторы которой показали, что отложения минералов необычной структуры возможно получить в лаборатории, не вовлекая в процесс живых существ. Кроме того, выяснилось, что около 80 процентов ПАУ с ALH84001 имеет земное происхождение (впрочем, оставшиеся 20 «железно» образовались на Марсе). Еще один удар нанесли ученые, изучавшие, в каких условиях находился ALH84001 на Марсе. Они заключили, что какое-то время камень был нагрет до 450 градусов Цельсия. Такой жар земные микроорганизмы выдержать не способны. Защитники жизни на метеорите оправдывались, но однозначных подтверждений своей правоты у них не было. Постепенно ALH84001 перестал быть модной темой для обсуждения в околонаучных кругах.

Но затем сразу в двух работах были приведены доказательства того, что живые существа все же могли населять ALH84001. Авторы первого исследования моделировали условия, при которых мог бы образоваться именно такой состав минералов, какой представлен в ALH84001. Специалисты заключили, что порода, от которой откололся ALH84001, находилась непосредственно на поверхности Марса или залегала неглубоко под ней. Скала постоянно омывалась водой, температура которой не превышала 100 градусов Цельсия. На Земле обнаружено немало микроорганизмов, прекрасно чувствующих себя в таких условиях. Другая работа написана тем же коллективом авторов, который впервые заявил о «нанобактериях» на ALH84001. На этот раз статья была напечатана в авторитетном журнале «Geochimica et Cosmochimica Acta». Авторы сосредоточили свое внимание на гранулах оксида железа Fe3O4, найденных на поверхности ALH 84001. По своим характеристикам гранулы заметно отличались от земных. Как утверждают ученые, им удалось исключить абиогенный (не связанный с деятельностью живых организмов) сценарий образования гранул (например, в результате разогрева камня при столкновениях с другими объектами). По словам исследователей, этот вывод верен как минимум для 25 процентов всех гранул Fe3O4, найденных на метеорите. Гипотетические марсианские живые существа могли бы использовать гранулы оксида железа в качестве компаса. На Земле бактерии, приспособившиеся с помощью кристаллов оксида железа ориентироваться в магнитном поле, получили название магнитотаксических. А в 2013 г. ученые опубликовали  в журнале «Nature Geoscience» статью «Активность грунтовой воды на Марсе и предположение существования глубокой биосферы», где доказали, что минералы, найденные в недрах Марса на глубине более трех миль под поверхностью, представляют самые достоверные доказательства того, что на Красной планете, скорее всего, существовала жизнь. Как известно, около половины биоорганизмов на Земле составляют простейшие микроорганизмы, спрятанные в скалистых породах под поверхностью и живущие там очень длительное время. Ученые предположили, что то же самое может быть и на Марсе. Эту теорию подтвердили результаты исследования, позволяющие предположить, что составляющие, необходимые для поддержания жизни, присутствовали в марсианских недрах большую часть истории планеты. Когда метеориты ударяют о поверхность Марса, они работают как естественные исследователи, взрывая скалы и проникая глубоко под поверхность. Недавнее исследование показало, что многие скалы, поднятые из марсианских недр взрывами, содержат глины и минералы, химический состав которых был изменен присутствием воды, а это – самый значимый элемент для поддержания жизни. Некоторые глубокие кратеры на Марсе выполняли функцию бассейнов, которые, вероятно, наполняла грунтовая вода. Кратер МакЛафлина, описанный в этом исследовании, является одним из таких бассейнов, который содержит глину и минералы карбоната, сформированные в древнем озере на Марсе. Жидкости, которые сформировали эти минералы, могли содержать ключи к разгадке того, существовала ли на Марсе жизнь. «… Мы не знаем, как сформировалась жизнь на Земле, но возможно, что она зародилась под поверхностью, защищенная от суровых условий на поверхности ранней планеты. Однако из-за тектоники плит ранние геологические сигнатуры Земли плохо сохранились, поэтому мы можем никогда не узнать, какие процессы привели к происхождению жизни и ее раннему развитию, – говорит ведущий автор и планетарный геолог Музея естественной истории Лондона доктор Джозеф Мичалский. – Исследование этих скалистых пород на Марсе, где древняя геологическая сигнатура сохранилась лучше, чем на Земле, похоже на находку из сотен страниц, которые были вырваны из геологической книги истории Земли. Содержит ли марсианская геологическая сигнатура жизнь или нет, анализ этих типов скал в любом случае расскажет нам об огромном количестве ранних химических процессов в Солнечной системе». Соавтор исследования Динн Роджерс, специалист в области геофизики в Университете Стони Брук, использовал данные термоспектрометра эмиссий на борту Mars Global Surveyor НАСА и термосистемы отображения эмиссий на борту Mars Odyssey Оrbiter, чтобы обнаружить и идентифицировать минералы, которые, как оказалось, имели длительное взаимодействие с водной средой на дне кратера МакЛафлина. «… Наше представление о Марсе изменяется очень быстро, потому что мы постоянно получаем все новые и новые данные, – сказал профессор Д. Роджерс. – Было несколько недавних наблюдений и симуляций, которые указывают на возможность существования обширного хранилища грунтовой воды на Марсе в прошлом, и, возможно, вода все еще где-то есть. Таким образом, справедливо было бы ожидать, что глубокие бассейны, такие как МакЛафлин, содержат свидетельства присутствия воды. И это исследование нашло такие свидетельства». Текущее изучение Марса сосредотачивается на поверхностных процессах, потому что осадочные породы с большой долей вероятности представят доказательства обитаемости. Тем не менее данные говорят о том, что марсианская поверхностная среда была довольно недружелюбна к жизни в течение уже многих миллиардов лет. В будущих миссиях ученые будут исследовать области, где осадочные породы сформировались из жидкостей из недр. Д. Мичальский заключает: «В этой статье мы представляем веские доводы в пользу исследования недр, так же как и поверхности. Но я лично не думаю, что мы должны пытаться бурить скалы на Марсе в поисках древней жизни. Вместо этого мы можем изучить скалы, которые подвергались естественному воздействию, – например, метеора». Еще один из соавторов исследования, геохимик Абердинского университета профессор Джон Парнелл прокомментировал: «… Это исследование продемонстрировало, как зависят друг от друга изучения Земли и Марса. Это – то, что мы ищем на Земле: микробов, живущих ниже континентов и океанов. Они позволяют нам размышлять о средах обитания прошлой жизни на Марсе, которые, в свою очередь, показывают нам, как, возможно, сохранилась жизнь на ранней Земле. Мы знаем из истории Земли, что планеты подвергаются «травматическим» воздействиям, таким как бомбардировка метеоритами и ледниковые периоды, когда сохранение жизни может зависеть от того, насколько глубоко под поверхностью она находится. Таким образом, имеет смысл искать свидетельства жизни в геологических сигнатурах и Земли, и Марса» [Федоров А. Найдено самое достоверное свидетельство существования жизни на Марсе // ].

Из выше приведенного можно сделать вывод, что наиболее вероятно, что простейшая жизнь могла зародиться на Марсе, так как он сформировался раньше Земли, имел воду, насыщенную достаточным количеством молибдена и борной кислоты. Расчёты показывают, что в период поздней тяжёлой бомбардировки (3,9 млрд. лет назад) метеориты выбивали куски поверхности Марса в космос. Они захватывались гравитационным полем Земли и падали на неё. Бактерии, оказавшиеся в этих кусках и выдержавшие такое экстремальное путешествие, и могли стать причиной возникновения жизни на Земле.

Но, однако, есть и гипотеза, что именно человечество как таковое сначала появилось на Марсе, а уже потом перебралось на Землю и что небесный Эдем, из которого были изгнаны на Землю Адам и Ева и на страже Эдема поставлен ангел с огненным мечем – это именно память об исходе из Красной Планеты!

Проведя анализ соответствия человеческого организма земным условиям, французские ученые пришли к поразительным выводам. Так, например, люди плохо переносят земную гравитацию и именно поэтому у большей части населения Земли проблемы с опорно-двигательным аппаратом. Это говорит о том, что предки человечества обитали на планете с иной гравитацией. Также человеку очень вредно ультрафиолетовое излучение (солнечные лучи могут привести не только к ожогам и «солнечным ударам», но и к раковым заболеваниям кожи). Т.е. предки людей жили вначале на планете, где путь  ультрафиолета от Солнца был большим, чем до Земли.