Панспермия

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Изображение кометы, переносящей бактериальную форму жизни из космоса на Землю

Пансперми́я (др.-греч. πανσπερμία — смесь всяких семян, от πᾶν (pan) — «всё» и σπέρμα (sperma) — «семя») — гипотеза о возможности переноса живых организмов или их зародышей через космическое пространство (как с естественными объектами, такими как метеориты, астероиды[1] или кометы[2], так и с космическими аппаратами). Следствием этой гипотезы является предположение о зарождении жизни на Земле в результате занесения её из космического пространства.

В основе данной гипотезы лежит предположение о том, что микроскопические формы жизни, такие как экстремофилы, могут пережить воздействие условий космического пространства. Оказавшись в космосе (например, в результате столкновений между планетами, на которых существует жизнь, и малыми космическими телами), такие организмы долгое время находятся в неактивной форме, пока не попадут на другую планету или не смешаются с веществом протопланетных дисков. Если они окажутся в подходящих условиях, жизненная активность может возобновиться, следствием чего будет являться размножение и появление новых форм организмов. Эта гипотеза не объясняет происхождение жизни во Вселенной, а затрагивает лишь возможные пути её распространения[3][4].

Схожей является гипотеза о псевдопанспермии (также получившая название «мягкая панспермия» или «молекулярная панспермия»), согласно которой космическое происхождение имеют органические молекулы, на основе которых на поверхности Земли в процессе абиогенеза произошло зарождение жизни[5][6]. В настоящее время установлено, что в облаках межзвёздного газа и пыли существуют условия для синтеза органических соединений, которые обнаруживаются в них в существенных количествах[7][8].

Хотя возможность переноса живых организмов через космическое пространство (например, в результате микробного загрязнения космических аппаратов[9]) в настоящее время рассматривается как вполне реальная, не имеется никаких общепринятых свидетельств того, что процессы панспермии действительно имели место в истории Земли или Солнечной системы.

Возникновение гипотезы и её развитие

Первое известное упоминание термина относится к сочинениям греческого философа Анаксагора, жившего в V веке до нашей эры[10]. В более научной форме предположения о возможности переноса жизни через космическое пространство были высказаны Якобом Берцелиусом (1834)[11], Германом Эбергардом Рихтером (1865)[12], У. Томсоном (лорд Кельвин) (1871)[13] и Г. Гельмгольцем(1879)[14][15]. Детально данная гипотеза была обоснована в трудах Сванте Аррениуса (1903), который обосновал путём расчетов принципиальную возможность переноса бактериальных спор с планеты на планету под действием давления света[16][17].

Наиболее влиятельными сторонниками гипотезы были Фред Хойл (1915—2001) и Чандра Викрамасингхе (род. 1939)[18][19]. В 1974 году ими была предложена гипотеза, согласно которой космическая пыль в межзвёздном пространстве в основном состоит из органических веществ, что позже было подтверждено наблюдениями[20][21][22].

Не остановившись на этом, Хойл и Викрамасингхе выдвинули предположение о том, что живые организмы продолжают поступать из космоса в атмосферу Земли, вследствие чего возникают эпидемии, появляются новые заболевания и создаются условия для макроэволюции[23].

Хотя вышеуказанные предположения выходят за рамки общепринятых представлений о жизни во Вселенной, имеются определённые экспериментальные свидетельства того, что живые организмы в неактивном состоянии способны в течение довольно длительного времени переносить условия открытого космоса[24][25].

Аргументы

Начиная с начала 60-х годов XX века в научных журналах стали появляться статьи об обнаружении в некоторых метеоритах структур, напоминающих отпечатки одноклеточных организмов, а также о случаях детектирования в их составе сложных органических молекул. Однако факт их биогенного происхождения другими учёными активно оспаривался[26].

В пользу нехимического возникновения жизни свидетельствует тот факт, что в химически синтезированных молекулах количества правых и левых изомеров приблизительно равны, тогда как в живых организмах синтезируется только один изомер. (Хиральная чистота биологических молекул считается одной из фундаментальнейших характеристик живого)[16].

В 2001 году, предположительно после взрыва метеорита в атмосфере, на территории южного индийского штата Керала выпадали странные осадки — так называемый красный дождь. В ноябре 2001 года уполномоченный правительством Индии Отдел науки и технологий, CESS и TBGRI рапортовали о том, что дожди Кералы были окрашены спорами широко распространённых в данной местности эпифитных зелёных водорослей, принадлежащих к роду Trentepohlia и часто являющихся симбионтами лишайников.

Полученные в 2006 году результаты миссии Deep Impact по исследованию кометного вещества показали наличие в нём воды и простейших органических соединений. По мнению сторонников панспермии, этот факт указывает на кометы как один из возможных переносчиков жизни во Вселенной.

В 2014 году успешно завершился полет российского исследовательского спутника Фотон-М4, один из экспериментов которого заключался в исследовании возможности выживания микроорганизмов на материалах, имитирующих основы метеоритов и астероидов. После приземления аппарата часть микроорганизмов выжила и продолжила размножаться в земных условиях.[27] По словам ученого, из 11 термофильных и 4 спорообразующих бактерий в условиях полета в космос и возвращения на планету выжила одна линия бактерий.

В 2014 году швейцарские и немецкие ученые сообщили о высокой устойчивости ДНК к экстремальным суборбитальным полетам и перелетам в условиях космоса.[28] Исследование дает экспериментальное доказательство того, что генетическая информация ДНК способна выживать в экстремальных условиях космоса и после повторного входа в плотные слои атмосферы Земли.

В 2019 году ученые заявили об обнаружении в метеоритах молекулы различных сахаров, включая рибозу. Это открытие подтверждает принципиальную возможность того, что химические процессы в космосе могут производить некоторые необходимые биоингредиенты, важные для возникновения жизни, и косвенно поддерживает гипотезу мира РНК. Таким образом возможно, что метеориты как поставщики сложной органики сыграли важную роль в первичном абиогенезе[29][30].

В 2020 году ученые обнаружили белок гемолитин в метеорите Acfer 086, это первый и пока единственный белок внеземного происхождения[31].

В этом же году (2020) ученые узнали, как земные бактерии приспосабливаются к жизни в космосе. Ученые обнаружили класс бактерий, который может выжить в чрезвычайно суровых условиях космического пространства. Спустя год работы с этими микроорганизмами, авторы исследования смогли понять, как им это удается. Это доказывает, что бактерии (в том числе и земные) могут путешествовать на значительные расстояния в космосе, и попадать на разные планеты.[32]

Мнения исследователей

Академик РАН А. Ю. Розанов, глава комиссии по астробиологии Российской академии наук, считает, что жизнь на Землю была занесена из космоса. В частности, он утверждает: «Вероятность того, что жизнь зародилась на Земле, настолько ничтожно мала, что это событие практически невероятно». В качестве аргументов академик приводит информацию о том, что несколько лет назад в Гренландии были найдены бактерии возрастом 3,8 миллиарда лет, в то время как нашей планете 4,5 миллиарда лет, а за такой короткий промежуток времени жизнь, по его мнению, просто не смогла бы возникнуть[33]. Розанов утверждает, что при изучении метеорита Ефремовка и Мурчисонского метеорита, относящихся к углистым хондритам, в них, при помощи электронного микроскопа, были обнаружены ископаемые частички нитчатых микроорганизмов, напоминающих низшие грибы и сохранивших детали своего клеточного строения, а также окаменелые остатки неких бактерий[34]. Анализировались при этом псевдоморфозы, образованные теми или иными минералами, не отличающиеся по составу от всего остального материала метеорита, а не современные или фоссилизированные остатки[35]. Однако другие специалисты с таким выводом не согласны.[34]

По мнению учёных Фреда Хойла и Чандры Викрамасинга, частицы межзвёздной пыли состоят из замёрзших клеток и бактерий.[36]

Техногенная панспермия

На основе гипотезы панспермии зародилось понятие «техногенной панспермии». Учёные опасаются, что с космическими аппаратами, отправляемыми к другим космическим объектам, мы можем занести туда земные микроорганизмы, что уничтожит местную биосферу, не позволив её изучить.

В научной фантастике

Панспермия — популярный сюжет в научной фантастике[37]. Попадание инопланетных спор на землю описано в романах «Вторжение похитителей тел» и «Штамм „Андромеда“» и показано в их экранизациях. Особенно популярен сюжет с целенаправленной панспермией — намеренным созданием инопланетянами жизни на Земле. Разумная панспермия упоминается или описывается в сериалах «Звёздный путь» и «Доктор Кто», фильме «Миссия на Марс», с акта намеренной панспермии начинается фильм «Прометей»[38]. Музыкальный проект Ayreon посвятил теме разумной панспермии ряд концептуальных альбомов (особенно подробно тему раскрывает 01011001). В мифологию саентологов входит придуманная фантастом Л. Роном Хаббардом история о неком инопланетянине по имени Ксену, создавшем жизнь на Земле путём панспермии.

См. также

Примечания

  1. ↑ Rampelotto, P. H. Panspermia: A promising field of research // Astrobiology Science Conference. — 2010. — Т. 1538. — С. 5224. — Bibcode: 2010LPICo1538.5224R. Архивировано 27 марта 2016 года.
  2. ↑ Wickramasinghe, Chandra. Bacterial morphologies supporting cometary panspermia: a reappraisal (англ.) // International Journal of Astrobiology[англ.] : journal. — 2011. — Vol. 10, no. 1. — P. 25—30. — doi:10.1017/S1473550410000157. — Bibcode: 2011IJAsB..10...25W.
  3. ↑ Hoyle, F. and Wickramasinghe, N.C. (1981). Evolution from Space. Simon & Schuster Inc., NY, and J.M. Dent and Son, London (1981), ch3 pp. 35-49.
  4. ↑ Wickramasinghe, J., Wickramasinghe, C. and Napier, W. (2010). Comets and the Origin of Life Архивная копия от 4 января 2017 на Wayback Machine. World Scientific, Singapore. ch. 6 pp. 137—154. ISBN 981-256-635-X
  5. ↑ Klyce, Brig Panspermia Asks New Questions (2001). Дата обращения: 25 июля 2013. Архивировано 3 сентября 2013 года.
  6. ↑ Klyce, Brig. Panspermia asks new questions // The Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) in the Optical Spectrum III (англ.) / Kingsley, Stuart A; Bhathal, Ragbir. — 2001. — Vol. 4273. — P. 11. — (The Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) in the Optical Spectrum III). — doi:10.1117/12.435366.
  7. ↑ Dalgarno, A. The galactic cosmic ray ionization rate (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2006. — Vol. 103, no. 33. — P. 12269—12273. — doi:10.1073/pnas.0602117103. — Bibcode: 2006PNAS..10312269D. — PMID 16894166. — PMC 1567869.
  8. ↑ Brown, Laurie M.; Pais, Abraham; Pippard, A. B. The physics of the interstellar medium // Twentieth Century Physics. — 2nd. — CRC Press, 1995. — С. 1765. — ISBN 0-7503-0310-7.
  9. ↑ Madhusoodanan, Jyoti. Microbial stowaways to Mars identified (англ.) // Nature : journal. — 2014. — 19 May. — doi:10.1038/nature.2014.15249.
  10. ↑ Margaret O’Leary (2008) Anaxagoras and the Origin of Panspermia Theory, iUniverse publishing Group, ISBN 978-0-595-49596-2
  11. ↑ Berzelius (1799–1848), J. J. Analysis of the Alais meteorite and implications about life in other worlds (англ.) : journal.
  12. ↑ Rothschild, Lynn J.; Lister, Adrian M. Evolution on Planet Earth – The Impact of the Physical Environment (англ.). — Academic Press, 2003. — P. 109—127. — ISBN 978-0-12-598655-7.
  13. ↑ Thomson (Lord Kelvin), W. Inaugural Address to the British Association Edinburgh. "We must regard it as probably to the highest degree that there are countless seed-bearing meteoritic stones moving through space." (англ.) // Nature : journal. — 1871. — Vol. 4, no. 92. — P. 261—278 [262]. — doi:10.1038/004261a0. — Bibcode: 1871Natur...4..261..
  14. ↑ The word: Panspermia (англ.) // New Scientist : magazine. — 2006. — 7 March (no. 2541). Архивировано 23 апреля 2015 года.
  15. ↑ History of Panspermia. Дата обращения: 25 июля 2013. Архивировано из оригинала 13 октября 2014 года.
  16. ↑ 1 2 4. Происхождение жизни: абиогенез и панспермия. Гиперцикл. Геохимический подход к проблеме. Архивная копия от 2 апреля 2010 на Wayback Machine // К. Ю. Еськов. История Земли и жизни на ней. (рус.)
  17. ↑ Arrhenius, S. (1908) Worlds in the Making: The Evolution of the Universe. New York, Harper & Row.
  18. ↑ Napier, W.M. Pollination of exoplanets by nebulae (англ.) // Int. J. Astrobiol.[англ.] : journal. — 2007. — Vol. 6, no. 3. — P. 223—228. — doi:10.1017/S1473550407003710. — Bibcode: 2007IJAsB...6..223N.
  19. ↑ Line, M.A. Panspermia in the context of the timing of the origin of life and microbial phylogeny (англ.) // Int. J. Astrobiol.[англ.] : journal. — 2007. — Vol. 3, no. 3. — P. 249—254. — doi:10.1017/S1473550407003813. — Bibcode: 2007IJAsB...6..249L.
  20. ↑ Wickramasinghe, D. T.; Allen, D. A. The 3.4-µm interstellar absorption feature (англ.) // Nature. — 1980. — Vol. 287, no. 5782. — P. 518—519. — doi:10.1038/287518a0. — Bibcode: 1980Natur.287..518W.
  21. ↑ Allen, D. A.; Wickramasinghe, D. T. Diffuse interstellar absorption bands between 2.9 and 4.0 µm (англ.) // Nature : journal. — 1981. — Vol. 294, no. 5838. — P. 239—240. — doi:10.1038/294239a0. — Bibcode: 1981Natur.294..239A.
  22. ↑ Wickramasinghe, D. T.; Allen, D. A. Three components of 3–4 μm absorption bands (англ.) // Astrophysics and Space Science[англ.] : journal. — 1983. — Vol. 97, no. 2. — P. 369—378. — doi:10.1007/BF00653492. — Bibcode: 1983Ap&SS..97..369W.
  23. ↑ Fred Hoyle; Chandra Wickramasinghe; John Watson. Viruses from Space and Related Matters. — University College Cardiff Press, 1986.
  24. ↑ Cockell, Charles S. Exposure of phototrophs to 548 days in low Earth orbit: microbial selection pressures in outer space and on early earth (англ.) // The ISME Journal[англ.] : journal. — 2011. — 19 May (vol. 5, no. 10). — P. 1671—1682. — doi:10.1038/ismej.2011.46. — PMID 21593797. — PMC 3176519.
  25. ↑ Amos, Jonathan (2010-08-23). "Beer microbes live 553 days outside ISS". BBC News. BBC. Архивировано 10 марта 2016. Дата обращения: 11 февраля 2016.
  26. ↑ Примечание № 39 к книге В. И. Вернадского «Живое вещество» (М.: Наука, 1978. — С. 329)
  27. ↑ http://tass.ru/nauka/1582283 Архивная копия от 22 ноября 2014 на Wayback Machine Российские ученые доказали возможность занесения жизни на Землю метеоритами
  28. ↑ http://lenta.ru/news/2014/11/27/dna/ Архивная копия от 28 ноября 2014 на Wayback Machine НК показала высокую устойчивость к экстремальным условиям космоса
  29. ↑ Steigerwald, Bill; Jones, Nancy; Furukawa, Yoshihiro (2019-11-18). "First Detection of Sugars in Meteorites Gives Clues to Origin of Life". NASA. Архивировано 15 января 2021. Дата обращения: 18 ноября 2019.
  30. ↑ Furukawa, Yoshihiro. Extraterrestrial ribose and other sugars in primitive meteorites (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2019. — 18 November (vol. 116, no. 49). — P. 24440—24445. — doi:10.1073/pnas.1907169116. — Bibcode: 2019PNAS..11624440F. — PMID 31740594. — PMC 6900709.
  31. ↑ Источник. Дата обращения: 9 марта 2020. Архивировано 1 марта 2020 года.
  32. ↑ Ученые узнали, как бактерии приспосабливаются к жизни в космосе. Дата обращения: 7 ноября 2020. Архивировано 5 ноября 2020 года.
  33. ↑ Круглый стол в Дубне: внеземная жизнь есть. Правда.Ру (26 декабря 2011). Дата обращения: 20 января 2012. Архивировано 5 февраля 2012 года.
  34. ↑ 1 2 Екатерина Горбунова. Кто в космосе живет? Итоги (4 апреля 2004). Дата обращения: 14 апреля 2012. Архивировано 27 апреля 2014 года.
  35. ↑ А. Ю. Розанов. Бактериально-палеонтологический подход к изучению метеоритов // Вестник Российской академии наук : рец. науч. журнал. — 2000. — Т. 70, № 3. — С. 214—226. — ISSN 0869-5873. Архивировано 27 апреля 2014 года.
  36. ↑ Interstellar Dust Grains as Freeze-Dried Bacterial Cells: Hoyle and Wickramasinghe’s Fantastic Journey (англ.). Suburban Emergency Management Project (22 августа 2007). Дата обращения: 12 февраля 2012. Архивировано 9 мая 2009 года.
  37. ↑ Дмитрий Злотницкий. Панспермия. Что, если нас создали пришельцы? Архивная копия от 20 мая 2017 на Wayback Machine «Мир фантастики» № 105 (Май 2012)
  38. ↑ Wise, Damon (2012-05-26). "Prometheus: the making of a new myth". The Guardian. Архивировано 31 мая 2012. Дата обращения: 9 декабря 2012.

Литература

Ссылки

Видео