Проблема жизни в космосе — одна из наиболее увле­кательных и популярных проблем в науке о Вселенной, которая с давних пор волнует не только ученых, но и множество людей. Еще Джордано Бруно и Михаил Ло­моносов высказывали смелые предположения о множе­ственности обитаемых миров. Но только вторая поло­вина двадцатого века поставила эту проблему на твердую научную основу.

Изучение жизни во Вселенной — одна из сложней­ших задач, с которой когда-либо встречалось человече­ство. Ведь речь идет о явлении, с которым людям, по существу, еще не приходилось непосредственно сталки­ваться. Человек еще не побывал на других небесных телах, не видел пи одного внеземного живого организма. Все данные о жизни вне Земли, все без исключения, носят чисто гипотетический характер.

Поэтому только глубокое исследование биологиче­ских закономерностей, с одной стороны, и космических явлений, — с другой, тщательнейшее сопоставление и анализ разнообразных данных, накопленных различ­ными естественными науками, способны привести к успеху.

В последние годы, в связи с успехами астрономии, биологии, физики и техники возникла самостоятельная научная дисциплина — «экзобиология». Ее основная за­дача —  исследование небесных тел, в первую очередь планет солнечной системы и метеоритов, с точки зрения биологии. Кроме того, экзобиология занимается проблемами, близкими к космонавтике: изучением воздействия космических факторов на живые организмы.

На первый взгляд может показаться, что вопрос о жизни во Вселенной — в ‘значительной степени отвле­ченная проблема. Однако это не так. Исследование вне­земных, космических форм жизни помогло бы человеку, во-первых, понять сущность жизни, т. е. то, что отличает все живые организмы от неорганической природы, во-вторых, выяснить пути возникновения и развития жизни и, в-третьих, определить место и роль человека во Все­ленной. Кроме того, изучение особенностей жизни во Вселенной, ее приспособляемости к необычным с пашей земной точки зрения условиям намного расширило бы научные представления о жизненных процессах и по­могло решить целый ряд практических задач земной биологии, медицины, сельского хозяйства.

С развитием космических полетов вопрос о существо­вании и конкретных формах жизни на других небесных телах приобретает и практическое значение. Мы должны знать заранее, с какими проявлениями жизни можем встретиться на Луне или планетах солнечной системы.

Высадке космических экспедиций на поверхности других небесных тел должна предшествовать большая работа по исследованию обитающих там живых орга­низмов, в частности, по изучению растительности, кото­рая могла бы служить пищей для космонавтов.

Как известно, в современном мире роль пауки чрез­вычайно велика. От ее развития непосредственно зави­сит прогресс человечества. При этом речь идет не толь­ко о чисто прикладных разделах, но и о самых общих, принципиальных проблемах естествознания, способ­ствующих развитию науки в целом. Проблема внезем­ной жизни, бесспорно, относится к числу проблем имен­но такого рода.

Сейчас можно считать достаточно твердо установ­ленным, что на нашей собственной планете жизнь воз­никла в отдаленном прошлом из неживой, неорганиче­ской материи при определенных внешних условиях. Из числа этих условий можно выделить три главных. Пре­жде всего, это присутствие воды, которая входит в состав живого вещества, живой клетки.

Во-вторых, наличие газовой атмосферы, необходимой для газового обмена организма с внешней средой. Прав­да, можно представить себе и какую-либо иную среду, например, жидкую  (в частности, водную), в которой может происходить газовый обмен. Однако все же есть основания предполагать, что газовая среда создает бо­лее широкие возможности для прогрессивного развития живых организмов.

Третьим условием является наличие на поверхности данного небесного тела подходящего диапазона темпе­ратур.

Помимо этого, необходима внешняя энергия для синтеза   молекулы   живого   вещества   из   исходных органических молекул, например, энергия космических лучей или ультрафиолетовой радиации или энергия элек­трических разрядов.

Внешняя энергия нужна и для последующей жизне­деятельности живых организмов. В частности, мы сами получаем эту энергию с пищей, которая представляет собой не что иное, как своеобразный «концентрат» сол­нечной энергии.

Условия, необходимые для возникновения жизни, в свое время сложились па нашей планете. И поскольку

эти условия сложились естественным путем, в ходе эво­люции Земли, нет никаких оснований считать, что они не могут складываться и в процессе развития других небесных тел.

Советский ученый, академик А. И. Опарин, автор по­пулярной теории происхождения жизни, считает, что она должна была появиться тогда, когда поверхность нашей планеты представляла собой сплошной океан. Сначала в результате соединения углерода с водородом и азо­том возникли простейшие органические соединения. За­тем в водах первичного океана молекулы этих соедине­ний объединились и укрупнились, образуя сложный раствор органических веществ. Наконец, на третьей ста­дии из этой среды выделились комплексы молекул, ко­торые и дали начало первичным живым организмам.

Поскольку химическую основу жизни земного типа составляют соединения углерода, интересно оценить, на­сколько велика распространенность этого элемента и его соединений во Вселенной. Оказывается, достаточно велика! Во всяком случае, мы обнаруживаем угле­род в газовых оболочках других планет, в атмосферах звезд, в ядрах комет и даже в облаках межзвездной материн.

В этой связи интересно упомянуть об одной гипотезе, выдвинутой не так давно Оро и поддержанной извест­ным советским ученым академиком В. Г Фесеиковым. Фесенков обратил внимание на то, что своеобразными переносчиками если не самой жизни, то, по крайней мере, ее исходных элементов могут быть кометы. В ядрах этих небесных тел содержится не только углерод, но и циан, окись и двуокись углерода, кислород, азот, метан и аммиак, т. е. как раз те самые элементарные кирпичики, из которых, согласно теории Опарина, возникают путем постепенного усложнения комплексы молекул, из кото­рых в конечном итоге образуется живое вещество.

Любопытны также выводы, к которым пришел совет-скип ученый Ковальский. Он считает, что при ударах кометных ядер о поверхность планет развиваются высо­кие давления, которые могут приводить к синтезу таких химических соединений, которые служат ступенью к об­разованию живого вещества.

В печати появился также ряд сообщений о том, что углеводороды находили и в метеоритах. Действительно, углеводороды типа горного воска были обнаружены в метеоритах еще более ста лет назад. Но в последнее время исследования подобного рода проводились осо­бенно интенсивно. Ученым удалось выделить из метео­ритов сложные органические вещества, весьма близкие к тем, которые мы находим в живых организмах. Од­нако, по мнению ряда крупных ученых, в том числе ака­демика Опарина, это вовсе еще не означает, что эти ве­щества каким-то образом связаны с явлениями жизни. Опыты показывают, что они могли образоваться в ме­теоритах и чисто химическим путем.

Имеются также сообщения о том, что в некоторых тинах метеоритов обнаружены структурные образования, так называемые «организованные элементы»; некото­рые исследователи считают их остатками живых организ­мов. Но при оценке этих данных необходимо учитывать одно важное обстоятельство. Дело в том, что подоб­ные  структуры,  иногда весьма похожие по строению на живые формы, могут возникать чисто химическим путем, без каких-либо жизненных процессов. В то же время с астрономической точки зрения весьма трудно представить себе возможность возникновения и суще­ствования живых организмов на метеоритах.

Что же касается гипотезы о переносе жизни коме­тами, то она хорошо согласуется с результатами неко­торых лабораторных экспериментов, в ходе которых га­зообразная смесь водяных паров циана и аммиака под­вергалась на протяжении ряда недель воздействию ультрафиолетовых лучей и тихих электрических разря­дов. По истечении этого срока в смеси возникали со­ставные части белков и нуклеиновых кислот — веществ, составляющих химическую основу жизни.

В других опытах в условиях, также близких к тем, какие имеются в кометах, наблюдалось образование трехфосфорного аденозина. Это один из тех биологи­ческих катализаторов — «энзимов», которые управляют процессами, усложняющими первичное белковое веще­ство до простейшего организма. Не исключена, поэтому возможность, что на определенной стадии своего разви­тия наша Земля, встретившись с кометой, получила от нее тот исходный химический материал, который мог ускорить течение процессов, ведущих к возникновению жизни.

Согласно современным представлениям, кометы об­разовались в ходе единого процесса формирования па­шей планетной системы. Вполне естественно предполо­жить, что кометы имеются и в других планетных систе­мах, а это значит, что и в других планетных системах, вероятно, существуют в исходном виде необходимые хи­мические вещества для построения жизни.

Таким образом, первоначальные продукты для обра­зования живого вещества как будто налицо. Но ведь это только исходные предпосылки для возникновения жизни. Что же касается тех или иных путей формиро­вания и развития живых организмов, то они непосред­ственно зависят от конкретных физических условий, от условий внешней среды. В данном случае речь идет не о приспособляемости организмов, оказавшихся в не­обычных условиях, а о том, что живые организмы отра­жают внешние условия, другими словами, их свойства складываются в процессе естественной эволюции.

Все это приводит пас к заключению, что, с одной стороны, жизнь должна иметь достаточно широкое рас­пространение во Вселенной и что, с другой стороны, в природе, вероятно, существует великое многообразие ее форм.

В свое время Фридрих Энгельс дал определение жизни как формы существования белковых тел, глав­ной, наиболее существенной особенностью, которой яв­ляется обмен с внешней средой. Однако следует иметь в виду, что это определение относится к земной жизни и его нельзя абсолютизировать.

Тем не менее, в своей основе оно сохранило свое значение и до сегодняшнего дня, ибо белок в его совре­менном понимании остается главным вещественным ком­понентом всех известных нам живых существ и главным участником всех процессов жизнедеятельности. В тоже время в свете современных научных данных белок не является и единственным носителем жизни. К ним сле­дует причислить и некоторые высокомолекулярные и высокополимерные соединения, в первую очередь так называемые нуклеиновые кислоты ДНК и РНК.

Изучение закономерностей живой материи сильно осложняется тем обстоятельством, что в настоящее вре­мя мы имеем возможность изучать жизнь, так сказать, в «единственном экземпляре», а именно—пашу земную жизнь. Поэтому любые предположения о конкретных свойствах и характере внеземной жизни могут носить лишь сугубо теоретический характер.

Но поскольку теория обладает способностью загля­дывать в неизвестное, и это уже не раз приводило к бле­стящим результатам, которые впоследствии оправдыва­лись па практике, — теоретические соображения о воз­можных формах жизни представляют несомненный интерес.

В научно-фантастической повести советского писате­ля-фантаста И. Ефремова рассказывается о случайной встрече в космосе земного звездолета с космическим кораблем другой цивилизации. Корабли сходятся, и их обитатели устанавливают контакт друг с другом. Но тут выясняется, что миры, где они живут, принципиально отличаются друг от друга. В атмосфере той планеты, откуда  прилетел  встречный корабль,  роль кислорода выполняет фтор. Этот газ, смертельно ядовитый для лю­дей, у пришельцев — газ жизни. И, наоборот, наш кислород столь же смертелен для них. Роль воды на далекой планете выполняет жидкий фтористый водород — та са­мая плавиковая кислота, которая у нас разъедает стек­ло и разрушает почти  все минералы.

Неожиданное препятствие делает немыслимым пря­мое общение людей с Земли с пришельцами из кос­моса…

Но   возможно  ли   нечто   подобное   в   действитель­ности?

Во всяком случае, совершенно очевидно, что тот хи­мизм жизни, с которым мы имеем дело у себя па Зем­ле — явление далеко не случайное: он тесно связан с астрономической и геологической историей нашей пла­неты.

На первоначальной и более поздних стадиях форми­рования Земли сложились основные черты тех физиче­ских и химических условий (в частности, температурные условия и наличие различных химических элементов), которые определили характер дальнейших химических процессов.

В частности, единственным широко распространен­ным подходящим биологическим растворителем па Зем­ле оказалась вода. Именно вода определила химический характер земной жизни, так как многие вещества, вхо­дящие в состав живой материи, прямо или косвенно образуются из воды. Углерод же — элемент, способный образовывать молекулярные цепочки — при земных тем­пературах явился тем оптимальным элементом, участие которого в химических превращениях обеспечивает не слишком высокую и не чересчур малую скорость реак­ций. А это имеет чрезвычайно важное значение для жи­вых структур.

Химический состав живых организмов Земли опре­деляет и температурные границы их существования. По­скольку водные растворы могут оставаться жидкими лишь в пределах приблизительно от минус 20 до плюс 100 градусов Цельсия, то это и есть примерные границы активной жизни. Если в скрытых формах она может пе­реносить и более низкие температуры, то высоким тем­пературам углеродные соединения противостоять не в состоянии.

Однако, в принципе, не исключена возможность, что на других небесных телах, при иных физических усло­виях может быть и иная химия жизни.

Так, например, в роли химического растворителя мо­жет выступать не только вода, но и некоторые дру­гие вещества, обладающие определенными свойствами. К ним, в частности, относятся способность растворять большое количество раз­личных веществ и хоро­шая текучесть. Кроме то­го, растворитель должен медленно нагреваться и медленно остывать. Это необходимо, чтобы предо­хранить живой организм от резких температурных колебаний. Хорошо так­же, если растворитель об­ладает низкой теплопро­водностью. Это создает дополнительную защиту от возможных изменений температуры.

Важной характеристи­кой является и так назы­ваемая скрытая тепло­та переходов, т. е. то ко­личество калорий, которое нужно затратить, чтобы один грамм данного вещества перевести из твер­дой фазы в жидкую и из жидкой в газообразную. При высокой теплоте пе­реходов растворитель защищен от легкого замерзания или закипания, а это расширяет температурные пре­делы существования активной жизни.

Подходящими «жизненными растворителями» для низких, температур могут быть, например, фтористый водород или аммиак. Фтористый водород замерзает при температуре —83° С, а кипит при температуре +20° С. Что же касается аммиака, то при атмосферном давле­нии он существует при температуре от —78° С до —33° С.

При температуре от 0° С до —100° С растворителем мо­жет быть сернистый ангидрид, выделяющийся при вул­канических явлениях, а при температуре ниже 100° С окись фтора, по многим свойствам напоминающая воду. Что же касается еще более низких температур, ниже —200° С, то подобные условия вряд ли пригодны для жизни. При такой; температуре химические связи с ато­мами углерода становятся настолько прочными, что ор­ганические молекулы теряют способность эффективно участвовать в реакциях.

С другой стороны, можно представить себе живые мо­лекулы, в которых роль углерода выполняет какой-либо другой химический элемент, например, кремний или гер­маний. Кремниевая или германиевая жизнь могла бы существовать лишь при достаточно высоких температу­рах от 200° до 400° Цельсия. Свойства растворителей с высокими температурами пока изучены недостаточно. Но, в принципе, такие горячие «жизненные растворите­ли» можно себе представить, например, сернистые со­единения фосфора и некоторые другие.

Но, разумеется, все это только предположения, хотя при том бесконечном разнообразии, которое существует во Вселенной, вряд ли химия живого везде является точной копией земной.

Однако, если не вступать в область, близкую к фан­тастике, и оставаться на почве лишь достаточно твер­до установленных научных фактов, то при поисках живых организмов на других небесных телах мы должны, прежде всего исходить из того, что нам известно о земной жизни.