Походження життя на Землі - цілком серйозна міждисциплінарна наукова проблема, якою займаються сотні експериментаторів і теоретиків з самих різних галузей науки. Існують щонайменше три, а то й чотири серйозні наукові гіпотези, кожна з яких на свій лад пояснює, яким саме чином могла виникнути життя на нашій планеті і яким саме чином вона може (або не може) виникнути на інших планетах Сонячної системи (і інших зоряних систем теж). Хороший і самий новітній огляд цих гіпотез і всіх «за» і «проти» кожної з них міститься у вийшла нещодавно книзі австралійського фізика і популяризатора науки Поля Девіса «П'яте диво». Але крім всього перерахованого, до тієї ж проблеми адресуються гіпотези зовсім іншого штибу, і саме про них і піде тут мова, бо їх з повною підставою можна назвати «божевільними».
Зауважимо відразу, що визначення «божевільна ідея» аж ніяк не припускає, ніби ідея обов'язково дурна або безглуздо. «Божевільними» свого часу були багато радикально нові гіпотези і теорії, сьогодні користуються загальним визнанням і респектом. «Божевільної» змушує назвати ідею скоріше відчуття її якоїсь екстравагантності, виходу за загальноприйняті рамки, такого собі «иконоборческого» характеру або ж, навпаки, надмірної простоти і одночасно універсальності, за якими відчувається безмежний розмах авторських претензій. Що не заважає, зрозуміло, навіть такої ідеї інший раз опинитися науково заможною. Щоб не множити ці туманні опису, наведемо два конкретні приклади, взятих як раз з кола, позначеного назвою цієї замітки, - з кола ідей щодо походження життя.
Для початку зведемо разом кілька науково доведених фактів. Встановлено, що Земля в її ранньому минулому (4,5 - 4 мільярди років тому) піддавалася інтенсивному бомбардуванню досить великими небесними тілами - астероїдами і навіть цілими протопланет. То був час формування всіх планет Сонячної системи з первинної газопилової хмари, яка оточувала тільки що народилося Сонце, і матеріалу для бомбардування в системі було навіть більше, ніж потрібно. «Більше, ніж треба», тому що така інтенсивне бомбардування раз у раз викликала на молодій Землі жахливі катаклізми, що, зрозуміло, перешкоджало виникненню життя. Встановлено також, що перші живі організми на Землі з'явилися приблизно 3,8 мільярда років тому, тобто «майже одразу» (через 200 мільйонів років) після того, як космічні околиці Землі очистилися від безладно носилися навколо уламків і небесна бомбардування неабияк стихла. Встановлено також, що молоде Сонце в ту пору було багато тьмяніше, ніж зараз, тобто випромінювало менше енергії, і це якось важко пов'язати з виникненням життя на Землі, тому що воно вимагає достатнього тепла. В антарктичних умовах життя навряд чи виникла б, а тим часом встановлено (це вже останній з потрібних нам фактів), що ще 800 мільйонів років тому і аж до 540 мільйонів років тому льодовики існували навіть на земному екваторі. (Ця остання труднощі іноді називається «парадоксом молодого Сонця».)
Як поєднати всі ці суперечливі факти? Ситуація так і проситься бути пояснене «одним ударом», і одним ударом її і пояснює чергова божевільна ідея, висунута не так давно американським метеорологом Грегорі Дженкінсом. Удар, який відіграє центральну роль у його теорії походження життя, стався, на думку Дженкінса, приблизно 4,5 мільярда років тому і був такий сильний, що повернув Землю «на бік». Іншими словами, вісь її обертання, яка раніше була майже вертикальна (тобто перпендикулярна площині орбіти), лягла майже горизонтально, під кутом 70 градусів до вертикалі. Природно, екваторіальні області при цьому стали «приполярних», а враховуючи ще й тьмяність тодішнього («молодого») Сонця, неважко зрозуміти, чому там з'явилися льодовики. Зате в колишніх полярних областях встановився теплий клімат. Але головне - що завдяки новим положенням Землі, вращавшейся тепер «на боці», цей теплий клімат практично ніколи не змінювався: з року в рік, із століття в століття, з мілліонолетія в мілліонолетіе він залишався таким же теплим і сприятливим для виникнення життя. Сонце, звичайно, було тьмяним, але це компенсувалося постійно рівним потоком його енергії, падав на «полярні» області Землі. У цих кліматично стійких умовах органічна еволюція отримала достатньо часу для перших «проб і помилок», якими супроводжувалися її «експерименти» щодо створення найпростіших живих організмів.
Дженкінс завершує свою «божевільну» гіпотезу настільки ж ефектною кінцівкою. Приблизно 540 мільйонів років тому, каже він, поступове скупчення материків поблизу південного полюса Землі змусило планету здійснити «перекид» (про цю гіпотезу "земного оберти» ми вже не раз писали в нашій рубриці. - М.В.), який повернув земну вісь до її нинішнього становища (нахил в 23 градуси щодо вертикалі). При такому положенні осі почалися сезонні зміни клімату на всіх географічних широтах, і це (стверджує Дженкінс) призвело до бурхливого, вибухоподібний розвиток нових живих форм на всій планеті. Ті з наших читачів, які пам'ятають, що саме 540 мільйонів років тому відбувся так званий Кембрійський еволюційний вибух, відразу зрозуміють, на що натякає Дженкінс.
Що, власне, спонукає назвати гіпотезу Дженкінса «божевільною ідеєю»? Чому не поставитися до неї як до звичайної наукової гіпотези, які раз у раз висловлюються в науці і складають, якщо вдуматися, головну форму її розвитку? Адже всі її положення начебто цілком наукові. Бомбардування молодої Землі протопланет, як ми вже говорили, відбувалася насправді, стало бути, міг статися і такий удар, який уклав б планету на бік.
Перекид Землі під впливом специфічного розташування континентальних плит теж швидше за все мав місце, стало бути, Земля цілком могла в результаті і повернутися до її нинішнього стану. У чому ж справа?
Мабуть, справа в тому, що в цій гіпотезі явно відчувається якась «подогнанность». Цей сценарій походження життя передбачає надто вже вдалий збіг обставин. Саме в потрібний момент (4,5 мільярда років тому) удар астероїда або протопланети укладає Землю на бік, щоб вона так лежала до наступного потрібного (автору) моменту. Саме в наступний потрібний момент (540 мільйонів років тому) материки збираються так, щоб повернути Землю назад і провести Кембрійський вибух. Між тим, як ми знаємо, після першого «потрібного» моменту бомбардування молодої Землі тривала ще добрих півмільярда років, так що за цей час вона могла (якщо вірити Дженкінсу) ще десятки разів змінювати свій нахил. А що до перекиду, викликаного рухом тектонічних плит, то наука поки що не знає, чи був він взагалі, а якщо й справді мав місце, то один раз або багаторазово, а якщо був одиничним, то збігся чи за часом з кембрійського вибухом, а якщо співпав, то чи набагато змінив нахил земної осі. Але у Дженкінса Земля перекидається тільки тоді, коли потрібно, - зрозуміло, для того, щоб пояснити те, що потрібно.
Тепер - про другу новітньої гіпотезу "щодо походження життя на Землі». Вона належить американському фізику, професору Річарду Мюллеру. Не так давно, в березні минулого року, група дослідників з Геохронологічного центру Каліфорнійського університету в Берклі під керівництвом професора Мюллера опублікувала в журналі «Сайенс» повідомлення про те, що вони завершили вивчення 155 зерен оплавленого базальту, виявлених ними в одному грамі місячного грунту, доставленої на Землю екіпажем «Аполло-14» в 1971 році. Такі зерна утворюються при сильному локальному підвищенні температури, викликаному ударом метеорита, комети або астероїда об місячну поверхню. Вимірявши концентрацію радіоактивного ізотопу аргону в цих зернах (щодо його стійкого ізотопу) і знаючи швидкість радіоактивного розпаду аргону, дослідники визначили вік кожного зерна. Це дозволило їм оцінити, скільки таких зерен з'явилося в ті чи інші періоди історії Місяця, іншими словами - яка була частота бомбардувань Місяця в ті чи інші епохи.
Виявилося, що Місяць зазнала в минулому два періоди особливо інтенсивної метеорної бомбардування. Одне підвищення цієї активності припав на період з 4 до 3 мільярдів років тому (з піком при 3,2 мільярда), коли середня частота катастрофічних ударів була вдвічі більшою, ніж між 2 і 0,5 мільярда років тому, а другий період бомбардувань, причому тієї ж інтенсивності, що і перший, розпочався близько 500 мільйонів років тому і тягнеться до цих пір. Підготовлені попереднім розповіддю, ми тепер вже не зміг впізнати обидві дати. Перший період, зрозуміло, співпадає (приблизно) з тим часом, до якого сучасна наука відносить виникнення життя на Землі, а другий (теж дуже приблизно) - до часу Кембрійського вибуху. Оскільки Місяць знаходиться в досить тісному (за космічними масштабами) близькості до Землі, можна думати, що і Земля відчувала посилення метеорної бомбардування в ті ж періоди. Звідси випливає дивне (на перший погляд навіть дуже дивне) висновок: обидва ключові події біологічної еволюції - виникнення життя як такий і саме бурхливе в історії виникнення її нових форм - відбувалися саме тоді, коли бомбардування Землі небесними тілами була особливо сильною. Дивно це виглядає з тієї причини, що, з точки зору здорового глузду, така бомбардування повинна була б як ніби приводити до прямо протилежного результату - знищення що з'являються або вже з'явилися форм життя. Як же пояснюють свій результат професор Мюллер і його колеги?
На їхню думку, катастрофи, викликані на Землі ударами падали на неї небесних тіл, грали не негативну, а доброчинну роль у становленні і розвитку життя. Найпростіші живі форми, вважає професор Мюллер, могли з'являтися в проміжках між такими катастрофами, а самі ці катастрофи служили свого роду «фільтром», пропускали (для подальшого розвитку) тільки самі пристосовані з цих форм. «Коли мова йде про виживання найбільш пристосованих, - каже Мюллер, - мається на увазі не тільки здатність конкурувати з іншими видами, але і здатність вижити в умовах загальнопланетарного катаклізму. Це вимагає вищої складності і гнучкості ». Один із співробітників Мюллера додає до цього, що посилена бомбардування Землі небесними уламками була доброчинною ще й тому, що ці уламки приносили на поверхню планети нові речовини і тим самим - можливості для більш швидкого розвитку життя, звідси і збіг Кембрійського вибуху з другим піком метеорної активності . «Ми звикли вважати, що метеоритні удари шкідливі для розвитку життя, але тепер це вже не так очевидно».
Не можна сказати, що ці міркування так вже переконливі, але це ще не кінець. На переконання Мюллера, ці періодичні сплески метеорної активності викликані однією загальною причиною. Ось вже багато років він проповідує теорію, згідно з якою наше Сонце має невидимого супутника, - теж зірку, але слабку і дуже далеко розташовану, яка здійснює один оборот навколо нашого світила кожні 26 мільйонів років. Мюллер назвав цю зірку Немезидою, по імені грецької богині помсти, оскільки вважає, що кожна її наближення до Сонця призводить до обурення кометних і астероїдних орбіт і в результаті - до збільшення частоти катастрофічних зіткнень планет з цими небесними уламками. Кожне таке велике зіткнення, за Мюллеру, може викликати зміну нахилу земної осі з наступною зміною земного клімату (який тому багато разів змінювався протягом земної історії), а особливо сильні впливу Немезіди на Сонячну систему призводять до виявлених зараз групою Мюллера тривалим сплесків метеорної активності, що впливає на розвиток життя на Землі. Теорія ця поки залишається якісної «на пальцях», і яке закінчила зараз дослідження місячного грунту було і зроблено, власне, для того, щоб довести існування 26-мільйонрічного циклу метеорної активності, викликаного гіпотетичної Немезидою.
Однак замість циклу, як бачимо, були виявлені лише два сплески, до того ж вельми тривалої (у сотні мільйонів років) протяжності. Тим не менш Мюллер бачить в цьому непряме підтвердження своєї ідеї.
Список використаної літератури:
Журнал "Екологія і життя". Стаття Михайла Вартбурга.