Некоторые ученые считают, что прямо под нашим носом может существовать скрытая вторая форма жизни.
Ключевые выводы
- Вся жизнь на Земле имеет некоторые общие характеристики, такие как углеродная основа; использование ДНК, РНК и белков для функционирования; и так далее.
- Многие из этих характеристик просто единственные, которые могут работать в земной среде, но есть также удивительное количество, казалось бы, произвольных особенностей жизни.
- Согласно теории теневой биосферы, некоторые ученые утверждают, что альтернативные формы жизни существуют прямо здесь, на Земле, незамеченными просто потому, что мы не умеем их искать.
В 2009 году исследователь НАСА выделил необычную бактерию из озера Моно в Калифорнии. Озеро Моно гиперсоленое и богатое мышьяком, что затрудняет существование жизни, за исключением некоторых артемий, питающихся ими, перелетных птиц и некоторых очень интересных бактерий-экстремофилов.
Исследователь считал, что именно эта бактерия, получившая название GFAJ-1, способна на невероятный трюк. Вся жизнь на Земле - и, следовательно, вся жизнь, о которой знают люди, - использует фосфор в своей ДНК. Но когда в GFAJ-1 не было фосфора, казалось, что он может расти, используя только мышьяк. Наиболее близкой аналогией было бы сказать, что исследователи только что обнаружили инопланетную жизнь прямо на Земле.
В научном сообществе возник шквал волнения и активности, но, к сожалению, он был недолгим; дальнейшие исследования не смогли воспроизвести эксперимент, и оказалось, что GFAJ-1 был просто замечательно устойчив к мышьяку и выживал при следовых количествах фосфора, загрязнившего культуру.
Этот эпизод поднимает вопрос, который беспокоит как молекулярных биологов, так и астробиологов; почему жизнь такая? Почему GFAJ-1 не мог использовать эту молекулу мышьяка вместо стандартной молекулы фосфора? Существует множество гипотетических форм жизни, которые просто не могли бы существовать в земных условиях, например жизнь на основе кремния, а не наша на основе углерода, но есть также много, много вариаций земной жизни на основе углерода, которые должны делай хорошо.
Эти вопросы ведут к другому: что, если на Земле действительно существуют другие формы микробной жизни, незамеченные, но существующие параллельно с нашей собственной? Этот гипотетический сценарий называется теневой биосферой.
Mono Lake и GFAJ-1 (врезка).
НАСА
Загадочные обитатели Земли
Если бы на Земле существовала не одна, а две принципиально разные формы жизни, это существенно увеличило бы шансы существования инопланетной жизни во Вселенной. Если бы существовала теневая биосфера, то само собой разумелось бы, что если планета существует в правильных условиях, жизнь не просто имеет шанс на появление, она практически гарантирована.
Но опять же, эта идея тоже кажется крайне надуманной. Если бы параллельно с нашей существовала вторая форма жизни, можно было бы ожидать, что мы уже обнаружили бы ее. В связи с этим сторонники утверждают, что наши методы обнаружения жизни основаны на нашем нынешнем ее понимании. Гипотетические альтернативные микробные формы жизни могут остаться незамеченными.
Важно отметить, что большинство биологов не поддерживают идею теневой биосферы. Существует мало доказательств того, что такая биосфера существует, и крайне сложно доказать обратное, поэтому нам остается предположить, что наш формат - единственный формат, который принимает жизнь. Тем не менее, созерцание теневой биосферы - полезное упражнение, поскольку оно может помочь нам понять инопланетную жизнь. Не говоря уже о том, что теневая биосфера на самом деле может быть реальной.
Как будет выглядеть теневая биосфера?
Вся жизнь зависит от ДНК, РНК и белков. ДНК и РНК состоят всего из 5 азотистых оснований, а белки состоят из 20 аминокислот. Проблема в том, что эти 5 азотистых оснований и 20 аминокислот кажутся произвольными - существует множество других азотистых оснований и сотни встречающихся в природе аминокислот. На Землю падали даже метеориты, нагруженные этими явно посторонними аминокислотами и азотистыми основаниями. Вполне вероятно, что альтернативные формы жизни могут использовать разные комбинации этих строительных блоков.
Другим возможным кандидатом на роль теневой биосферы может быть жизнь на основе РНК. И ДНК, и РНК несут генетическую информацию, и жизнь на Земле использует для своего функционирования и то, и другое. В отличие от ДНК, РНК имеет только одну цепь, использует нуклеиновое основание урацил, а не тимин, и напрямую кодирует аминокислоты.
Поскольку РНК структурно проще, чем ДНК, некоторые ученые утверждают, что преимущественно жизнь на основе РНК возникла сначала на Земле, которую часто называют «Миром РНК». В теневой биосфере такая жизнь могла бы существовать, ответвляясь от того, что в конечном итоге станет жизнью, основанной на ДНК.
Также могут существовать организмы с хиральностью, противоположной нашей. Возможно, одной из самых произвольных характеристик, которые демонстрирует жизнь на Земле, является ее хиральность, или хиральность. В молекулярной биологии форма молекулы играет большую роль в ее функции, но некоторые формы являются просто зеркальным отображением другой, например, наша левая рука является зеркальным отражением нашей правой руки.
Эти молекулы функционально одинаковы, им просто нужен правильный молекулярный механизм для работы. Жизнь на Земле каким-то образом решила, что левосторонние аминокислоты составляют белки, а правосторонние сахара составляют нашу ДНК и РНК, но нет никаких причин, по которым это нельзя было бы изменить. Мы можем столкнуться с молекулярной жизнью с хиральностью, противоположной нашей, и даже не знать об этом; ни одна из наших клеток не смогла бы взаимодействовать с молекулой «не той» рукой по отношению к нашей.
К сожалению, мы, скорее всего, сможем закрыть книгу о теневой биосфере только в том случае, если найдем жизнь, которая отклоняется от формулы, которая, кажется, так хорошо работает на Земле. Доказать отсутствие всех других разновидностей жизни на Земле - невыполнимая задача, поэтому нам, скорее всего, придется строить догадки. Если, однако, мы обнаружим свидетельства существования теневой биосферы в некоторых незнакомых уголках и закоулках Земли, нам придется взглянуть на жизнь во Вселенной с совершенно новой точки зрения.