Подальший розвиток теорії зародження: Панспермія

Вчення про самозародження поступово вмирало впродовж століть, і те, що воно було остаточно поховане Пастером і Тіндалем, навряд чи може здивувати сучасних учених. Але не існувало теорії, здатної зайняти його місце. Неважко уявити, що в XIX ст. при надзвичайно низькому рівні знань про хімічну організацію жвавої матерії, всякий, хто спробував би думати про походження життя, був приречений на невдачу. Як відмітив в 1863 р. Дарвін в листі Гукеру, “суща дурниця - міркувати зараз про походження життя; з тим же успіхом можна було б міркувати про походження матерії".

Дуже мало було у той час відомо про природу життя і історії Землі, щоб міркувати про походження життя. Проте крах вчення про самозародження привів деяких відомих учених до думки, що життя ніколи не виникало, а, як матерія або енергія, існувала вічно. Згідно цьому уявленню, “зародки життя" блукають в космічному просторі до тих пір, поки не потрапляють на відповідну за своїми умовами планету - там вони і дають початок біологічної еволюції. Цю ідею підтримували Герман ван Гельмгольц (1821 - 1894) і Уїльям Томсон (пізніше лорд Кельвін; 1824 1907) - найзнаменитіші фізики XIX ст. Гельмгольц, що особисто ставив досліди по вивченню самозародження бактерій. У лекції, прочитаній в 1871 р. він, говорив:

“Я не зможу заперечити, якщо хто-небудь рахуватиме дану гіпотезу у великій або навіть дуже великому ступеню неправдоподібному. Але мені здається, що у випадку, якщо всі наші спроби отримати жваві організми з неживої матерії проваляться, з наукової точки зору правомочно поставити питання:

чи виникало життя коли-небудь взагалі або ж її зародки переносяться з одного світу в іншій і розвиваються всюди, де є відповідні умови? ”

Декількома місяцями пізніше Томсон висловив дуже схожу думку в своєму президентському обігу до Британської асоціації розвитку науки:

“Достатньо точними експериментами, проведеними до теперішнього часу, показано, що будь-якій формі життя завжди передує життя. Мертва матерія не здатна перетворитися на жваву, не випробувавши заздалегідь дії жвавої матерії. Мені це представляється такою ж безперечною науковою істиною, як закон усесвітнього тяжіння. Я готовий прийняти як науковий постулат, справедливий завжди і всюди, твердження, що життя породжується тільки життям і нічим, окрім життя. Але як же тоді сталося життя на Землі?"

Далі він говорив про те, що у Всесвіті повинне існувати багато інших світів, що несуть життя, які час від часу руйнуються при зіткненні з іншими космічними тілами, а їх уламки з жвавими рослинами і тваринами розсіваються в просторі.

Отже, ймовірно, що в космосі рухається незліченна безліч метеоритних каменів, що несуть насіння життя. Якби в даний час життя на Землі не існувало, то один такий камінь, що впав на неї, міг би стати так званою природною причиною виникнення життя, внаслідок чого Земля покрилася б рослинністю... Гіпотеза про те, що життя на Землі сталося завдяки таким обламанням стародавніших світів, може показатися дикою і фантастичною; проте із цього приводу я можу лише стверджувати, що вона не є ненауковою.

Ця ідея була ретельно розроблена в 1908 р. шведським хіміком Сванте Арреніусом (1859 - 1927), який назвав свою теорію панспермією. Розвиваючи ідеї Гельмгольца і Кельвіна, він висловив декілька власних міркувань, передбачивши, що бактерійні спори і віруси можуть нестися з планети, де вони існували, під дією електростатичних сил, а потім переміщатися в космічний простір під тиском світла зірок. Знаходячись в космічному просторі, спора може осісти на частку пилу; збільшивши тим самим свою масу і здолавши тиск світла, вона може потрапити в околиці найближчої зірки і буде захоплена одній з планет цієї зірки. Таким чином, жвава матерія здатна переноситися з планети на планету, з однієї зоряної системи в іншу. Як указував Ареніус, з цієї теорії, зокрема, витікає, що всі жваві істоти у Всесвіті мають бути хімічно споріднені.

Теорія панспермії спирається на два твердження. Перше з них полягає в тому, що життя існувало завжди, тобто вона нерозривно пов'язана з матерією. Зараз ми можемо з упевненістю сказати, що ця думка помилкова. Життя на відміну від матерії і енергії не належить до фундаментальних властивостей Всесвіту; вона швидше є проявом певних комбінацій молекул, які не могли існувати вічно, оскільки не завжди існували навіть елементи, з яких вони складаються. Космологи вважають, що Всесвіт спочатку складався з найлегшого елементу-водню або з нейтронів - фундаментальних часток, що мають приблизно таку ж масу, як атом водню. Всі елементи важче за водень утворилися (і утворюються в зірках до цих пір) з водню в реакціях ядерного синтезу. Ці реакції служать головним джерелом зоряної енергії. Хоча за час існування спостережуваного Всесвіту (по оцінках 10 - 15 млрд. років) частка водню була витрачена, він до цих пір залишається найбільш поширеним елементом. Близько 90% атомів спостережуваного Всесвіту (що складає близько 60% її маси) доводиться на водень, решта частки це в основному гелій, елемент, наступний по масі за воднем. Але оскільки окрім водню для організації жвавої матерії необхідні і інші елементи, життя не може бути “ровесницею" Всесвіту - вона повинна була виникнути набагато пізніше.

Друге затвердження теорії панспермії, згідно якому спори можуть і повинні переноситися через космічний простір, в наші дні представляється набагато менш правдоподібним, чим це здавалося Ареніусу. Спільна дія ультрафіолетового і рентгенівського випромінювань, а також космічних променів, яким організми неминуче повинні піддаватися в космосі, набагато небезпечніше, а міжзоряні відстані і, отже, час, необхідний для переміщення, значно більше, чим передбачав Ареніуса. Але зараз ми маємо в своєму розпорядженні також дані, що свідчать про те, що спори, які б могли засівати Всесвіт, не здатні ні покидати Землю, ні проникати в її околиці. У зразках грунту, доставлених з Луни американськими астронавтами під час польотів кораблів “Аполлон", не виявлено мікроорганізмів, хоча передбачалося, що Луна може “уловлювати" значне число часток, що покидають Землю або що потрапляють в її околиці з інших областей космічного простору. Біологічні аналізи зразків місячного грунту не виявили ніяких організмів, здатних вижити в довгих космічних подорожах, і до цих пір всі подібні дослідження дають лише негативні результати. За час існування Сонячної системи (близько 4,5 млрд. років) спори (якщо вони існують) повинні були потрапити і на Марс.

Не дивлячись на факти, що свідчать проти теорії панспермії, вона продовжує жити. Останніми роками відомий американський астрофізик і письменник-фантаст Фред Хойл разом зі своїм співробітником Чандром Вікрамасингхом прийшли до неймовірного висновку, що не менше 80% часток міжзоряного пилу складаються з кліток бактерій і морських водоростей. Їх припущення засноване на вивченні оптичних властивостей часток міжзоряного пилу. Згідно оцінкам, її маса в нашій Галактиці приблизно в 5 млн. разів перевершує масу Сонця. З цієї точки зору Земля майже млява в порівнянні з міжзоряним простором. Услід за Арреніусом Хойл і Вікрамасингх називають ці клітки міжпланетними “стрибунами".

Зовсім недавно деякі учені запропонували оновлений варіант теорії панспермії. Згодне йому, життя на Землю знову-таки занесене з космічного простору, але не випадково, як передбачає класична теорія панспермії, а “доставлена" на міжзоряному космічному кораблі, відправленому розумними істотами з якоїсь жилої планети, що належить іншій зоряній системі. Ця теорія передбачає, що життя не існувало вічно, як рахували Гельмгольц. Кельвін і Ареніус, а зародилася в результаті складного ланцюга хімічних перетворень. На примітивній Землі не було відповідних умов для зародження життя; тому життя, що існує нині на нашій планеті, спочатку виникло десь у іншому місці Галактики, де умови були сприятливими. Найдетальніше ця гіпотеза, що отримала назву направленої панспермії, була розроблена Френсисом Кріком і Леслі Оргелом. Крик і Оргел доводять, що з моменту утворення Всесвіту минув достатньо часу, щоб в Галактиці могла сформуватися технічно розвинена цивілізація, яка з невідомих нам причин близько 4 млрд. років назад свідомо заселила Землю мікроорганізмами, доставленими автоматичним космічним апаратом.

Теорія направленої панспермії входить складовою частиною в широку дискусію, що розвернулася нині, про можливість існування в нашій Галактиці позаземних цивілізацій. Але хоча в цій проблемі залишається ще багато неясного, останніми роками спостерігається помітний відхід від спрощеного уявлення, що існувало на зорі космічної ери, згідно якому Галактика просто “кишить" технологічно розвиненими суспільствами, які існують на планетах земного типа в інших зоряних світах. Як теоретичні доводи, так і результати останніх досліджень Сонячної системи показали, що придатні для життя планети, мабуть, достатньо рідкі. Інші міркування приводять до виводу, що будь-яка цивілізація, знайшовши здібність до міжзоряних польотів, повинна швидко (у масштабі геологічного часу) розповсюджуватися по всій Галактиці.