рублей за доллар
рублей за евро
долларов за баррель

Живое-неживое

Фантасты – они много чего напридумывали, в том числе и об альтернативной жизни. Один из них, например, умудрился связать узами любви нашего простого русского космического парня с девушкой неземной красоты из другой галактики. Всё бы ничего, только умница, красавица, спортсменка состоит из антивещества. Как целоваться, если приближение вызовет аннигиляцию, то есть взрыв чудовищной силы? И деток хочется… Мучаются, бедолаги, пока тамошние учёные напрягают извилины в поисках выхода из непростой жизненной ситуации.

Какой может быть жизнь во Вселенной? Обязательно ли она должна основываться на привычных нам соединениях углерода? Писатели-фантасты, понятно, давно наводнили космос существами с альтернативной биохимией. Иван Ефремов в «Сердце Змеи» заменил гуманоидной расе кислород фтором, Анатолий Днепров («Глиняный бог») подсунул инопланетянам кремний вместо углерода, Анатолий Константинов («Контакт на Ленжевене») населил далёкую планету статуями, которые оказались живыми организмами с очень медленным метаболизмом. Кир Булычёв («Снегурочка») заставил инопланетян пить аммиак. Ну и, само собой, существа, состоящие из «чистой энергии», межзвёздного газа и всего, что может попасться на пути космонавтов в беспредельных просторах космоса…

Учёные подтянулись позднее, когда все варианты состава инопланетян были расписаны фантастами. Им пришлось кумекать, а может ли такое быть в принципе – например, стеклянная лиса, которая гонится за стеклянным зайцем в стеклянном лесу? И появилась такая дисциплина, как альтернативная биохимия. Учёные, занимающиеся этой проблемой, называют поиски во Вселенной исключительно углеродной жизни земным шовинизмом. Или углеродным – так считал астроном Карл Саган. Сам он утверждал, что основой жизни, в первую очередь, может быть кремний. Впрочем, каких-то серьёзных доказательств он представить не смог. Надо сказать, он сам больше занимался философо-этическими аспектами контакта и даже написал повесть «Контакт». Его не раз критиковали за романистику вместо науки…

Между тем, о возможности передачи наследственной информации с помощью кристалла заговорил ещё до открытия ДНК Эрвин Шрёдингер, австрийский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики. В книге «Что такое жизнь?» создатель «кота Шрёдингера» предположил, что носителем наследственной информации может быть апериодический кристалл – в котором молекулы, его частицы, не повторяют однообразно путь построения во всех направлениях, а образуют сложный, всё более увеличивающийся агрегат, в котором каждая молекула играет специфическую роль. Эта структура способна поддерживать себя, противостоять разрушающему воздействию окружающей среды (энтропии) и самовоспроизводиться. С точки зрения физика Шрёдингера, живые организмы непрерывно создают более сложный порядок из порядка в окружающей среде, поглощая его в виде пищевых продуктов.

Позднее, когда была открыта ДНК, учёные поразились верности размышлений квантового физика Шрёдингера. ДНК – это фактически апериодический кристалл, только линейный. Пары оснований уложены в ней как в кристалле, но не регулярно. Как буквы в книге вытянуты в строчку, образуя больший смысл, чем каждая из них в отдельности. При этом  пары оснований А-Т и Г-Ц имеют одинаковые размеры как в ширину, так и в высоту, подобно шрифту книги.

Каждая пара оснований в ДНК имеет только двух соседей. Исследования показали, что такие трёхмерные белковые структуры отличаются плотнейшей упаковкой атомов – в нативном, то есть не денатурированном состоянии коэффициент упаковки белковых молекул – от 68 до 82 процентов. Для сравнения, у сферических тел он равен 74 процентам, а у молекулы воды – 58 процентов. Плотность упаковки молекул, отражающаяся в низком коэффициенте сжимаемости (она как у олова или каменной соли) свидетельствует о том, что в структуре ДНК наблюдается максимальное число внутримолекулярных контактов между валентно-несвязанными атомами.

Именно поэтому ДНК успешно противостоит разрушающему влиянию окружающей среды и способна самовоспроизводиться, черпая другие упорядоченные ресурсы.

Правда, все они должны находиться в жидком состоянии, потому что метаболизм основывается на диффузии – проникновении одного вещества в другое. С углеродной жизнью в этом смысле порядок.

А вот с кремниевой… Ближайшая альтернатива углероду при «нормальной» температуре выглядит не столь привлекательно. Кремнийорганические молекулы могут достигать большой длины, но они не столь разнообразны, как углеродная органика. Из-за большого размера атомов кремний с трудом образует двойные связи, что ограничивает возможности присоединения других функциональных молекулярных групп. К тому же предельные кремнийводороды – силаны – и вовсе нестабильны. Есть, правда, стабильные силикаты, но они твёрдые при «нормальных» условиях. С бором и серой в качестве основы для жизни всё ещё хуже – их мало, а высокомолекулярные их соединения крайне нестабильны.

А вот азот, как оказалось, способен преподнести сюрпризы. В «нормальных» условиях единственным стабильным его соединением является аммиак. Поэтому азот и не рассматривался серьёзно как возможная основа жизни. Однако, как выяснили учёные, при давлениях свыше 36 ГПа (360 000 атм) появляется целый ряд стабильных азотоводородов. Их разнообразие выше, чем у углеродной органики.

«Фактически мы обнаружили, что при давлениях порядка 40 − 60 ГПа азотоводородная химия по своему разнообразию значительно превосходит химию углеводородных соединений при нормальных условиях. Это позволяет надеяться, что химия систем с участием азота, водорода, кислорода и серы также более богата по своему разнообразию, чем традиционная органическая при нормальных условиях», – говорит руководитель лаборатории компьютерного дизайна материалов МФТИ, профессор Нью-Йоркского университета Стоуни-Брук Артем Оганов. И продолжает: «Азот – седьмой по распространенности элемент во Вселенной. Его довольно много в составе планет-гигантов, таких как Уран и Нептун. Считается, что там азот находится в основном в виде аммиака, но наше моделирование показывает, что при давлениях свыше 460 ГПа аммиак перестает быть стабильным соединением (каким он является при нормальных условиях). Так что, возможно, в недрах планет-гигантов вместо аммиака существуют совсем другие молекулы, и именно эту химию мы сейчас исследуем».

Азотоводороды, говорит он, способны образовывать не только длинные полимерные цепи, но  даже двухмерные листы. А с включением не только кислорода, но и серы, и того же углерода они, возможно, образуют аналоги углеродных белков. То есть, где-то в недрах Урана и Нептуна – эти планеты не слишком горячи – может существовать жизнь, которую мы пока не можем себе представить.

Впрочем, и на кремнии тоже ставить крест не стоит. Научный сотрудник Института космических исследований РАН Леонид Ксанфомалити несколько лет назад устроил сенсацию. Он обнаружил на телевизионных панорамах Венеры, сделанных советскими аппаратами «Венера-9» и «Венера-10» в 1975 году, а затем «Венера-13» и «Венера-14» в 1982-м, несколько объектов, появляющихся и исчезающих на сериях последовательных снимков. «Шумами», считает он, это трудно объяснить. Среди них «диск», меняющий свою форму, «чёрный лоскут», «скорпион». В частности, «скорпион» появился на 90-й минуте с начала съёмки, а через 26 минут исчез, оставив канавку в грунте.

По мнению Ксанфомалити, сначала аппарат издавал сильный шум – отстреливались пиропатроны, работала буровая установка – и часть обитателей планеты сбежала, но некоторых накрыло грунтом, выброшенным при посадке, из которого они долго выбирались…

В атмосфере Венеры содержатся сероводород и сернистый ангидрид – газы, которые должны вступать друг с другом в реакцию. Американские учёные говорят, что они могут присутствовать в атмосфере одновременно только в том случае, если постоянно туда поступают из какого-либо источника. Также на планете был обнаружен газообразный сульфид карбонила – один из признаков присутствия живых организмов…

В общем, на вопрос «Какой может быть жизнь?» можно ответить просто: «Любой».

Никита Серебряный

Седьмой день

Добавить комментарий

Редакция портала «Седьмой день» оставляет за собой право удалять комментарии, нарушающие законодательство РФ, в том числе высказывания, содержащие разжигание этнической и религиозной вражды, призывы к насилию, призывы к свержению конституционного строя, оскорбления конкретных лиц или любых групп граждан.

Кроме того, согласно внутренним правилам модерации, редакция «Седьмой день» оставляет за собой право удалять комментарии, которые не удовлетворяют общепринятым нормам морали, преследуют рекламные цели, провоцируют пользователей на неконструктивный диалог, оскорбляют авторов комментируемого материала, а также содержащие ненормативную лексику и любые гиперссылки.

В случае регулярного нарушения пользователем правил модерации его доступ к комментированию может быть заблокирован, а все оставленные им сообщения удалены.

Нажатие кнопки «Отправить» является безоговорочным принятием этих условий.

Защитный код
Обновить

Свежий номер

Архив

<< < Авг 2015 > >>
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 29 30
31