Такой подход близок моему пониманию самой проблемы происхождения жизни, которое следует рассматривать как непрерывный процесс упорядочения при росте уровня самоорганизации. Одновременно можно думать, что в изначально хаотической среде на предбиологической стадии эволюции система находилась в квазиустойчивом состоянии. Накопление неустойчивости в подобной системе за счет внешних воздействий обычно приводит к переходу ее в новое состояние путем бифуркации, и таких последовательных бифуркаций, вообще говоря, может быть много. Понятие устойчивости также лежит в основе стохастической динамики. С моей точки зрения, появление жизни на Земле можно уподобить бифуркации, возникшей за счет внешнего источника — привноса некой новой субстанции, как возмущающего агента, в изначальную среду. Вот почему я рассматриваю столь важной роль комет в эволюции Земли, с которыми, помимо летучих, могли быть (и несомненно были) занесены другие разнообразные соединения. Мне представляется, что такой фактор мог оказать решающее воздействие на предбиологическую среду и ее состояние устойчивости, принципиально изменившееся с зарождением жизни. Именно с этих позиций я воспринимаю те основные выводы, которые были сделаны на совещании. Спасибо.
Л.М. Гиндилис: Прежде всего, я хотел бы отметить, что необходимость в таком совещании явно назрела. В СССР проводились совещания и конференции по SETI, и на них обсуждалась проблема происхождения жизни. Особенно плодотворным в этом плане было обсуждение на советско-американской конференции 1971 г. в Бюракане, где присутствовали Карл Саган, Френсис Крик, а из наших специалистов по происхождению жизни — Лев Михайлович Мухин. Но специальных совещаний по происхождению жизни, насколько я помню, не было. А за рубежом такие совещания довольно регулярно проводились, даже издается журнал «Origins of Life». Так что это совещание действительно очень нужное. Информации на нем было много. Это хорошо. Но коэффициент понимания, во всяком случае, у меня, весьма мал. С одной стороны, это неизбежно на подобных междисциплинарных совещаниях; с другой — всем нам надо стремиться, по возможности, говорить на языке междисциплинарного общения, чтобы облегчить жизнь друг другу.
Меня немного удивило высказывание Николая Леонтьевича Добрецова, который сказал, что, мол, туманности это хорошо, но нас интересует происхождение жизни на Земле. Полагаю, он сам так не думает, это скорее было чисто эмоциональное высказывание. Я глубоко убежден, что мы никогда не поймем, как произошла жизнь на Земле, если не будем принимать во внимание космические факторы. Поэтому организаторы конференции безусловно правы, что не ограничились геологической точкой зрения и пригласили также астрофизиков. В конце концов, Земля произошла из космического газопылевого облака, и не учитывать это невозможно. Здесь был очень содержательный обзор Николая Геннадиевича Бочкарёва по межзвездной среде, но я также обратил внимание, что астрофизические факторы, так или иначе, затрагивались во многих докладах.
Я хотел бы также высказать некоторые соображения по поводу панспермии. Когда эти идеи высказывались еще до С. Аррениуса, в XIX в. (Г. Гельмгольц, У. Томсон и др.), все представлялось ясным. Считалось, что Вселенная, бесконечная в пространстве, существует вечно. В этой вечно существующей, стабильной Вселенной всегда существовала жизнь на тех или иных телах. При разрушении этих тел семена жизни переносились на другие планеты. Но сейчас мы знаем, что Вселенная возникла из сингулярного состояния, и условия в ранней Вселенной, где не было ни молекул, ни атомов, полностью исключает существование жизни, во всяком случае, в известной нам форме. Значит, она должна была все-таки возникнуть в определенный момент времени, если не на Земле, то где-то во Вселенной. В связи с этим я хотел бы обратить внимание на очень интересную работу Александра Дмитриевича Панова из Института ядерной физики МГУ (жаль, что его не было среди участников совещания). Эволюция планетарной системы проходит через последовательность различных этапов (или фаз) с фазовыми переходами между ними. Как убедительно показал Панов, последовательность фазовых переходов в эволюции планетарной системы с момента возникновения жизни и далее (на биологической и социальной стадиях) обладает свойством масштабной инвариантности, т.е. продолжительность последовательных фаз образует убывающую геометрическую прогрессию. Если экстраполировать эту закономерность назад (во времени), то для предбиологической эволюции требуется 5-7 млрд. лет, что существенно превышает время от формирования Земли как планеты до появления на ней жизни. Отсюда Панов выдвигает предположение, что пред-биологическая эволюция началась на каких-то первопланетах в Галактике, а затем продукты предбиологической эволюции были перенесены на другие планеты, в том числе на Землю, в процессе панспермии. Он рассчитал модель, из которой следует, что за два галактических оборота (400 млн. лет) продукты предбиологической эволюции распространились на всю Галактику. Ввиду того, что это время существенно меньше процесса естественной предбиологической эволюции (5-7 млрд. лет), Панов пришел к выводу, что предбиологическая химическая эволюция на отдельных планетах не могла протекать независимо. Это приводит к тому, что жизнь возникает практически одновременно на всех планетах, где созрели подходящие условия для существования жизни (ранее такую мысль высказывал Всеволод Сергеевич Троицкий, но из чисто умозрительных соображений). При этом жизнь возникает на одной молекулярной основе, с единым генетическим кодом и с одной хиральностью. Думается, что это очень существенный вывод. Возможно, идеи Панова в чем-то спорные, но их необходимо обсуждать.
Сергей Васильевич Шестаков говорил об «экопоэзе» и о возможности того, что жизнь могла быть занесена на Землю в результате творчества неких разумных существ с других планет. Я хотел бы заметить, что такая гипотеза (гипотеза о направленной панспермии) была высказана Ф. Криком и Л. Оргейлом в 1973 г. (Crick F., Orgel L., 1973. Directed Panspermia. Icarus. V. 19, № 3: 341). А еще раньше подобные мысли высказывали Дж. Холдейн и К.Э. Циолковский. В отличие от своих предшественников, которые исходили из общих умозрительных соображений, Крик и Оргейл пытались обосновать гипотезу направленной панспермии с биологических позиций. Одним из важнейших аргументов в пользу этой гипотезы они считают универсальность генетического кода.
Лев Михайлович Мухин в своем докладе упомянул о проблеме Дизайнера или Конструктора Вселенной. Мне показалось, что эта мысль была воспринята с большим скептицизмом и даже отторжением. Хочу сказать, что в среде космологов она воспринимается более спокойно. Возможно, на такое восприятие повлияла проблематика антропного принципа. Известно высказывание крупнейшего современного физика и космолога Джона Уилера: «Не замешан ли человек в проектировании Вселенной более радикальным образом, чем мы это себе представляем?» (Уилер Дж., 1978. Выступление в дискуссии. Космология: теория и наблюдения. М.: 368). Еще раньше Фред Хойл, известный английский астрофизик, утверждал: «Здравая интерпретация фактов дает возможность предположить, что в физике, а также в химии и биологии экспериментировал «сверхинтеллект», и что в природе нет слепых сил, заслуживающих доверия». В том же духе высказался недавно Мартин Рис. По его мнению, идеи, связанные с Мультиверсом, приводят к не вполне обычному заключению, что «мы являемся порождениями некоторой высшей или сверхъестественной силы». Эти примеры можно продолжить. Более того, учитывая, что в момент возникновения Вселенная имела ничтожные размеры, некоторые физики и космологи начинают задумываться над тем — нельзя ли создать Вселенную в лаборатории? Но, если наши физики пытаются сделать это на бумаге, то другие более развитые существа могли сделать это на практике. Поэтому под Конструктором Вселенной совсем не обязательно (и даже не следует) подразумевать некую Внеприродную Сущность. Это может быть коллективный разум высокоразвитых существ, прошедших эволюцию в предыдущих циклах Вселенной или в других вселенных.
В связи с докладом Алексея Юрьевича Розанова у нас возникла острая дискуссия о морфологии: в какой степени можно доверять выводам, полученным на основе чисто морфологических методов и не следует ли добавить к ним какие-то другие методы? Я думаю, что другие методы (если они есть) всегда полезны. Но в какой мере можно базироваться на морфологии? Вспоминается, что в 1950-х гг. два наших выдающихся астронома Григорий Абрамович Шайн в Крыму и Василий Григорьевич Фесенков в Алма-Ате успешно занимались изучением морфологии газовых туманностей, и ими были получены важные выводы, в частности, о характере магнитного поля в туманностях. А Борис Александрович Воронцов-Вельяминов с помощью микроскопа исследовал карты Паломарского атласа и открыл многие ранее неизвестные типы галактик. Сам я морфологией никогда не занимался, я занимался спектрофотометрией. Но, в конце концов, что такое спектрограмма? Это же тоже изображение, и опытные спектроскописты по виду спектра, без всякой фотометрии, могут сделать заключение о природе исследуемого объекта, например, о спектральном классе звезды. Я думаю, что на самом деле, морфологические методы используются гораздо чаще, чем мы привыкли думать.
В заключение я хотел бы поддержать предложение Валерия Николаевича Снытникова о получении метеоритного материала непосредственно в космосе. Это можно делать с помощью ловушек метеорной пыли, устанавливаемых на космических аппаратах. Но метеорную пыль можно (и нужно) собирать также на поверхности Земли. Думаю, в ней можно будет найти много интересного.
А.В. Витязев: Это одно из немногих совещаний, где я получил очень много нового и в очень приятной обстановке. Но если я «съел» очень много, то я совершенно это не «переварил». Хорошо, что будут диски, еще лучше, если будут публикации. Некоторые утверждения, с которыми я внутренне не согласен, я бы хотел увидеть в напечатанном виде. Но мне кажется, что совещание удалось.
М.А. Федонкин: Алексей Юрьевич Розанов сказал, что мы не должны заниматься определением, что такое жизнь. Но есть такая простая вещь: в основе жизни лежит универсальный процесс, который позволяет нам говорить на одном языке — электрон переходит от донора к акцептору, это универсальный язык физики, который лежит и в основе обсуждаемых нами проблем. И если следовать предложению Валерия Николаевича Снытникова по поводу экспериментов, то, конечно, нам больше всего здесь не хватает физиков. Все реакции в своей основе — электрохимические, и сейчас бактерии встраиваются в электрохимические градиенты в среде. Нам нужно подумать, как эти процессы возникали, как жизнь удерживает энергию и отдает (в отличие от неживых тел). То есть исследовать больше саму жизнь, чем, скажем, морфологию, включая морфологию молекул. Это мое главное пожелание.
А.Б. Макалкин: Я хотел бы сказать о некоторых физических вопросах, относящихся к ранним стадиям эволюции Солнечной системы. Во-первых, где в ранней Солнечной системе могли реализоваться физические условия, необходимые для самых ранних стадий предбиологической эволюции? Об этом говорил Александр Сергеевич Спирин. Органические соединения сейчас определяют из астрономических наблюдений не только в газовой фазе межзвездной среды и молекулярных облаков, но и в пылевых частицах таких облаков и околозвездных дисков, а также изучая вещество тел Солнечной системы. Значительная часть органических соединений — полициклические ароматические и алифатические углеводороды. Итак, органических соединений в исходном веществе, из которого образовались первые допланетные тела, было много. В докладе Александра Сергеевича прозвучали следующие требования к обозначенным условиям. Первое — поддержание температуры около 300 К. Второе — наличие жидкой воды. Третье — желательное наличие монтмориллонита, одного из водосодержащих силикатов. По имеющимся данным и основанным на них моделям, все эти условия реализовывались в родительских телах углистых хондритов. Вероятно, они также выполнялись в планетезималях размерами от ста километров, во внешней части Солнечной системы, в области образования планет-гигантов и, возможно, в койперовом поясе.
В 2003 г. мы опубликовали статью по поводу происхождения гидросиликатов, обнаруженных на некоторых телах пояса Койпера по наблюдениям их спектров отражения. Были оценены времена эволюции таких тел. Гидросиликаты обнаружены также на поверхности многих тел в поясе астероидов, причем не только на астероидах С-типа, похожих по веществу на углистые хондриты, но и на некоторых расслоенных астероидах (магматических типов), которые значительно отличаются по спектру и веществу от углистых хондритов. Есть загадка в том. откуда на этих астероидах появились гидросиликаты. Гипотеза такая — они были принесены при соударениях с другими телами, поступившими из внешней части пояса астероидов или даже из области образования Юпитера. О чем свидетельствует наличие гидросиликатов? Большинство исследователей считают, что для их образования нужна жидкая вода, а в протопланетном облаке из-за низкого давления нет жидкой фазы, там происходит сублимация твердого вещества в газообразное. Но жидкая вода могла быть в планетезималях с размерами от нескольких десятков километров. Как достигались необходимые температуры? Основным источником нагрева планетезималей сейчас считаются короткоживущие радиоактивные изотопы, прежде всего — алюминий-26, потому что его больше других. Период полураспада алюминия-26 — около 700 тыс. лет. Поэтому, если планетезимали с радиусом от ста километров (а для зоны родительских тел углистых хондритов — от нескольких десятков километров) смогли образоваться за время не более двух миллионов лет, пока хватает тепла, то океан внутри них мог просуществовать до замерзания в течение нескольких миллионов лет. Возникает вопрос — если там что-то такое могло начать развиваться, то этого периода — в несколько миллионов лет — достаточно или нет?
А.Ю. Розанов: Вполне.
А.С. Спирин: Мало.
А.Ю. Розанов: Смотря с чего начинать.
А.С Спирин: Смотря чем кончить.
А.Ю. Розанов: Не выше, чем протистом.
А.С. Спирин: Микробом. А можно вопрос? Наверное, когда я перечислял необходимые условия, забыл о фосфоре. Его в космической органике и в целом ряде космических тел нет. Надо искать фосфор. Без фосфора ничего нельзя сделать, потому что не только нуклеиновые кислоты, не только репродукция, но и вся энергетика живой системы базируется на фосфоре.
А.Б. Макалкин: Может быть, найдут фосфоросодержащие добиологические органические соединения…
A. С. Спирин: Хотя бы просто фосфор найти.
B. Н. Снытников: Соединение углерод-фосфор (CP) спектрально установлено в межзвездной среде. Кроме того, в углистых хондритах есть фосфор.
А.Ю. Розанов: Хорошо, это мы перепроверим. А.С. Спирин: А в земной коре где есть фосфор? А.Ю. Розанов: Везде. И его много. А.В. Витязев: 0.08 % в земной коре.
А.С. Спирин: Значит, Земля не может быть в этом уникальна? А.Ю. Розанов: Конечно.
А.Б. Макалкин: Он и в космосе не самый редкий элемент…
А.С. Спирин: Тогда почему в пылевых облаках он не обнаружен?
А.Б. Макалкин: А это уже вопрос к методике. Там пока не всё умеют находить.
Г.А. Заварзин: Но совершенно точно сформулирован вопрос — выдайте фосфор.
А.Б. Макалкин: В молекулярных облаках уже обнаружена молекула PN, а в межзвездной среде и молекула РО. Из наблюдений линии поглощения ионизованного фосфора считают, что межзвездная среда не обеднена этим элементом.
Я бы хотел еще несколько слов сказать по поводу условий для появления жизни на ранней Земле. Было высказано две позиции. С одной стороны, что температура на ранней Земле уже через 100 миллионов лет после ее образования была близка к современной. С другой стороны — была мощная бомбардировка, которая длилась еще несколько сотен миллионов лет, причем не факт, что она все время шла по убывающей, возможно, что около четырех миллиардов лет назад, незадолго до окончания, был всплеск ее активности. По моему мнению, несмотря на то, что температурные условия, возможно, были в среднем довольно стабильными и близкими к современным, бомбардировка могла привести к задержке появления жизни на Земле, так как периодически вызывала масштабные катастрофические события.
М.Я. Маров: В связи с этой проблемой важно соотношение между привносом вещества падающими телами и обусловленными ими катастрофическими событиями.
В.Н. Снытников: У меня вопрос. Споры микробов после тяжелой космической бомбардировки могут остаться?
Г.А. Заварзнн: Споры в основном приспособлены против высыхания, а не против нагревания. Но это неважно. Микробы выживут и так.
А.Ю. Розанов: Для корректности я бы уточнил теперь тему нашего заседания как «Некоторые вопросы происхождения жизни и появления ее на Земле».
Заключительное слово
Высокочтимые коллеги, какая-то часть из Вас оказалась чрезвычайно устойчивой к потоку информации и этот самый поток информации выдержала, оставшись в зале. На что я бы хотел обратить ваше внимание. Очень удачно, что совещание было немногочисленным, это дало необходимую свободу общения. Поэтому, если предполагается создание следующей программы, то перед этим можно было бы провести семинар, немного с другим составом, учитывая те лакуны знаний, которые тут у нас оказались ясны. Это организационное предложение. Далее следует психологическое наблюдение. Программа Президиума РАН № 18 оказалась весьма продуктивной по производству членов Академии. Можно сделать вывод, что люди, участвовавшие в этой программе, принадлежат к людям, действительно извне уважаемым. Второй психологический вывод — совещание было весьма междисциплинарным, и каждый пришел со своей психологической догмой (не парадигмой, потому что парадигма — это противопоставление догме), при этом психологическое совмещение — понять, что говорит другой — конечно, очень затруднено. Мгновенное взаимопонимание на таких собраниях невозможно. Но мы здесь, в общем-то, смогли получить представление о способах мышления смежников — от бесформенного мышления химика (для которого формы не существует) до сугубо оформленного мышления морфологов. И есть еще третья категория это люди, которые верят в то, что формула представляет объективную реальность, что написанная формула уже есть реальность, независимо от параметров, которые в нее вставляют. Сухой остаток: необходимость проведения следующего семинара и доброе пожелание пытаться понимать тех, кого мы не понимаем.
Г.А. Заварзип
Вы всегда импонировали учениям такого религиозно-философского учения, как саентология и, наверное, уже не раз слышали, что с помощью одитинга можно улучшить жизнь, научиться самостоятельно решать свои проблемы, обрести уверенность и даже стать более успешным. Узнать, так ли это самом деле, Вы сможете из статьи «ЗНАКОМИМСЯ С ОДИТИНГОМ», которую Вы найдете на сайте www.ot8.org.