«Жизнь всегда найдёт выход». Это фраза стала крылатой после триумфа на киноэкранах легендарного фильма «Парк Юрского периода». Однако сама идея о том, что биологические системы способны к выживанию в самых критических условиях окружающей среды была выдвинута задолго до выхода этой картины. В её основе лежит способность как отдельных клеток, так и многоклеточных организмов к самостабилизации. Речь идёт о гомеостазе, регулировании систем посредством процессов восприятия изменений, анализа и эффекторной обратной связи. К примеру, определённый элемент биологической системы отслеживает температуру и контролирует другой элемент, который выделяет химические вещества, вызывающие физиологические изменения, помогающие согреть или охладить организм. Или некий элемент анализирует кислотность и управляет способностью организма снижать/повышать внутренний pH для оптимизации своих химических функций. Гомеостаз — это поддержание динамического равновесия. Если система не может этого делать, она перестанет существовать.
Гомеостаз также предполагает интересную перспективу, когда речь идёт о биосфере всей планеты. Способность к поддержанию динамического равновесия является ключевым элементом знаменитой гипотезы Геи, сформулированной Джеймсом Лавлоком в 1960-х годах. Она предполагает, что вся земная биосфера представляет собой саморегулирующуюся систему, благодаря которой жизнь делает Землю более пригодной для самой себя.
Гипотеза Геи
Идея о том, что жизнь оказывает значительное влияние на химический состав атмосферы Земли стала основой того, что Лавлок назвал своей гипотезой Геи, которую продолжал совершенствовать совместно с микробиологом Линн Маргулис. Гипотеза Геи, названная в честь древнегреческой богини Земли, постулирует, что жизнь является саморегулирующейся. Земные организмы коллективно взаимодействуют со своим окружением таким образом, что сохраняется обитаемость их среды – в общем случае самой планеты. Например, более высокие глобальные температуры из-за избытка углекислого газа в атмосфере также могут стимулировать рост растений. Это в свою очередь, приводит к поглощению большего количества парниковых газов из воздуха. В конечном итоге происходит возвращение планеты в более прохладное состояние. Таким образом, несмотря на возникновение критических состояний, за счёт включения процессов саморегуляции происходит стабилизация биосферы.
Гипотеза Медеи
Однако в 2009 году палеонтолог Питер Уорд из Вашингтонского университета города Сиэтла высказал менее оптимистичную точку зрения. По его утверждению, в планетарных масштабах жизнь более саморазрушительна, чем саморегулируема, и в конце концов уничтожает сама себя. В противовес Гее он назвал свою гипотезу в честь другого персонажа из древнегреческой мифологии – Медеи, матери, которая убила собственных детей. В поддержку гипотезы Медеи Уорд приводит несколько событий массового вымирания из истории Земли, которые могут указывать на самоубийственную природу жизни. Во время Великого события окисления более 2 млрд лет назад фотосинтезирующие цианобактерии продуцировали огромное количество кислорода в атмосферу Земли, которая до этого была почти лишена данного газа. Это неизбежно привело к уничтожению прежних хозяев планеты – метаногенов и других анаэробных организмов, для которых кислород был ядовит.
«По сути, мы говорим, что жизнь, когда она появляется и развивается на планете, может быть саморазрушительной, — говорит Борис Сотерей, научный сотрудник Сорбоннского университета в Париже. Именно эта склонность к саморазрушению может ограничивать возможность широкого распространения жизни во Вселенной».
Эволюция Марса
Хотя мы уже знаем, что древний Марс обладал более тёплым и влажным климатом и был более пригодным для жизни, чем сегодняшняя ледяная и пустынная планета, учёным ещё предстоит найти какие-либо прямые доказательства того, что на марсианской поверхности когда-либо существовала жизнь. Если на Марсе когда-то была жизнь, остаются ключевые вопросы: как такая жизнь повлияла на планету, и где мы можем найти доказательства её существования в прошлом?
Новое исследование, рассматривающее эти загадки вопреки здравому смыслу, обнаруживает, что древняя марсианская биосфера могла сыграть важную роль в превращении планеты в её нынешнее состояние. Полученные данные также предполагают, что определённые регионы Марса, в том числе кратер Джезеро, в области которого проводит исследования марсоход NASA Perseverance, считаются приоритетными местами планеты для поиска признаков жизни. И они зловеще намекают, что жизнь может быть злейшим врагом самой себе в мирах по всему космосу.
Баланс трёх газов
Используя климатические и геологические модели для воссоздания облика Марса, каким он был 4 млрд лет назад, исследователи из Франции пришли к выводу, что микробы, вероятно, когда-то процветали всего в нескольких сантиметрах под большей частью поверхности Красной планеты. От агрессивного космического излучения их защищал поверхностный слой почвы. Затем эта подземная биосфера, движимая отрицательными температурами, созданными ею же, отступила ещё глубже внутрь планеты, возможно, уже к своей гибели. Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, предполагает, что эти гипотетические древние микроорганизмы поглощали водород и углекислый газ из марсианской атмосферы и производили метан. Все эти три вещества действуют как парниковые газы, улавливающие тепло. При этом изменения концентрации любого из них могут иметь выраженное влияние на температуру поверхности планеты. Общее сокращение атмосферных парниковых газов предполагаемой метаногенной биосферы могло бы вызвать глобальное похолодание, которое покрыло большую часть поверхности Марса льдом. И именно этот процесс привёл к нынешнему бесплодному состоянию планеты.
Хрупкая биосфера
Конечно, наиболее вероятной причиной потери Марсом своей биосферы считается удар по его поверхности космическим телом. Но нельзя не согласиться, что гипотеза самоуничтожения жизни как в случае Марса, так и на других планетах, где в какой-то момент зародилась жизнь, имеет право на существование. И тогда нет никакой гарантии, что жизнь всегда сделает планету более подходящей для себя самой. А случиться может в точности наоборот. Вполне вероятно, что если жизнь часто зарождается, то она также часто способна и самоуничтожаться. И тогда мы можем допустить, что большая часть Вселенной заполнена очень молодыми биосферами (необязательно только на молодых планетах), балансирующими на грани нестабильности.
Независимо от того, жили ли древние метаногены когда-либо на Марсе, результаты нового исследования напоминают, что сама жизнь может создавать условия как для своего собственного процветания, так и для угасания в любом месте Вселенной. При этом совершенно необязательно наличие на планете технологического вида, разрушающего свой собственный мир. Даже одноклеточные организмы способны превратить обитаемую планету в безжизненную пустыню. И, как мрачно добавляет Сотери: «С имеющимися у нас техническими средствами люди могут делать это ещё быстрее». А учитывая, что человечество в конце XX века вошло в эру биоинженерии, следует с особым вниманием и осторожностью относиться к разработке и введению в биосферу чуждых для неё искусственно-созданных генетически-модифицированных организмов. Хотя, как считают некоторые противники ГМО, ящик Пандоры уже открыт.
Платформа Дзен по определённым причинам меняет алгоритмы показов. Если вы уверены, что подписаны на канал рекомендуется проверить это в связи с возможной автоматической отпиской.
Также материалы по теме: «Дискутабельные вопросы биологии»: