Одиноки ли мы во Вселенной? Ведущие учёные мира о поисках инопланетной жизни

Жизнь — сложное явление. На Земле живет около 2 млн известных нам видов и намного больше неизвестных, и каждый является изощренным результатом более чем з млрд лет эволюции. Но биосфера не всегда была такой насыщенной. Какой-то период в начале существования Земли на ней вообще не было жизни, была лишь неживая материя. Чтобы понять, как произошел переход от набора химических элементов к жизни, нужно прежде всего выработать определение живой материи. К сожалению, общепринятого определения, принимаемого всеми биологами и химиками, не существует. Эту непростую проблему всесторонне осветил Ник Лейн, и я не стану к ней возвращаться. Однако, чтобы рассмотреть возможность независимого возникновения жизни на других планетах, давайте договоримся считать живым организм, способный к воспроизводству в неживом окружении — а никакого иного окружения в изначально стерильном мире быть не может.

Теперь, исходя из определения жизни как способности самокопирования (в неживой среде), зададимся вопросом, насколько простой может быть жизнь. На сегодняшний день ответ может дать так называемая микоплазма — крохотные бактерии, вызывающие распространенные инфекции человека, в частности пневмонию. Они далеко не примитивны. Даже простейшие микоплазмы имеют достаточное число генов для кодирования почти 500 белков. Эти одноклеточные организмы неправильной формы имеют диаметр менее одной тысячной миллиметра, однако содержат миллионы молекул, белки, жиры и углеводы, взаимосвязанные непростыми регуляторными сетями.

Живые клетки так замысловато устроены, поскольку сложен сам процесс репликации. Мы знаем, что он представляет трудности даже для машин, специально созданных для копирования вещей. Современная технология дала нам множество таких устройств, от фотокопировальных машин до компьютеров и 3D-принтеров. Но может ли какое-то из них сделать копию себя? Вероятно, ближе всего к этой возможности подошел 3D-принтер. Сегодня эти устройства способны печатать собственные компоненты, из которых затем можно собрать 3D-принтер. Однако не все их компоненты удается изготовить этим методом, и им все равно нужна посторонняя помощь при сборке. На данный момент мы все еще очень далеки от создания самореплицирующейся машины. Какая ирония: в современном мире суперкомпьютеров, космических ракет и смартфонов единственная возможность получить создание, способное к воспроизводству, — это воспользоваться все теми же методами, что и несколько миллиардов лет назад. Единственный самостоятельно реплицирующийся «продукт» человеческих усилий — наши дети!

Очевидная трудность репликации становится проблемой для каждого, кто пытается объяснить происхождение жизни. Знаменитой иллюстрацией этой проблемы является предложенное астрономом Фредом Хойлом сравнение вероятности возникновения бактерии в ходе случайных термодинамических процессов, возможных на молодой Земле, с шансами на то, что торнадо, пронесшись над свалкой старой техники, «надует» из железного хлама аэробус. На Земле находится «свалка» или на какой-то отдаленной планете — проблемы не снимает. Представляется, что даже Вселенная недостаточно велика, чтобы в ней по чистой случайности появилась сложная клеточная жизнь. И все-таки по крайней мере однажды это произошло.

Первичный бульон

Преодолеть эту дилемму помогает, в частности, антропный принцип, специфическим образом объясняющий, почему все во Вселенной, от законов физики и химии до уникальных условий на Земле, словно нарочно придумано для того, чтобы мы могли существовать, чтобы чудо человеческой жизни стало возможным. Нередко идут в ход варианты теории параллельных вселенных, согласно которым их число практически бесконечно и они имеют разные условия, в большинстве своем непригодные для жизни. Однако условия в нашей Вселенной должны были благоприятствовать жизни — иначе нас бы здесь не было. Впрочем, даже в таких вселенных, как наша, с подходящими условиями, зарождение жизни может быть затруднительно. Если же это случилось однажды, почему не может случиться снова, а потом еще раз и еще, о чем подробно пишет Пол Дэвис в главе 13? Если мы находимся именно в такой вселенной, где жизнь «легка на подъем», то опыт возникновения и развития живого на Земле, вероятно, должен был повториться на других планетах. Это оптимистичный сценарий для поиска внеземных обитателей.

Согласно второму подходу, законы физики и химии и значения базовых констант, таких как сила притяжения и электрический заряд электрона, являются необходимыми, но недостаточными условиями возникновения жизни. Возможно, потребовалась вторая попытка, и здесь, на Земле, она увенчалась успехом благодаря невероятно редкому сочетанию химических веществ, породившему жизнь исключительно на нашей планете, как описывает в главе 14 Мэтью Кобб. По этому сценарию жизнь «тяжела на подъем» и мы, скорее всего, одиноки во Вселенной.