Инопланетяне глазами науки (ЛП): читать книгу онлайн полностью и бесплатно

На что было бы похоже взаимодействие с расой бессмертных с точки зрения людей? Как они могли бы повести себя по отношению к нам? Предполагаю, что бессмертные были бы одержимы мыслями о безопасности, и их устройства и транспортные средства были бы сконструированы таким образом, чтобы исключить возможность летального исхода. Возможно, на дорогах бессмертных установлены очень низкие скоростные ограничения, чтобы предотвратить аварии со смертельным исходом, и ещё потому, что они никуда не спешат. Войн бы не существовало, потому что бессмертные никогда не рискнули бы сражаться, если бы у них не было некоей веры в загробную жизнь, но для бессмертного вида это кажется маловероятным. Возможно, они могли бы использовать наёмников...

Бессмертные могут страдать от скуки, и потому они очень заинтересованы в контакте с другими цивилизациями. Если мы гипотетически допустим, что бессмертные боятся всего, что угрожает их жизни, они могли бы научить нас, как стать бессмертными, чтобы у нас было меньше шансов воевать с ними. Всё это — творческие рассуждения, и я уверен, что многие читатели могли бы возразить обратное — что бессмертным настолько скучно жить, что они легко идут на риск, который ставит под угрозу их жизни. Становится ли ценность жизни больше или меньше, когда вид живет вечно? Как можно было бы решить проблемы перенаселения?

Обмен информацией

До этого момента мы уделяли основное внимание органам чувств инопланетян, но с помощью какого механизма инопланетяне могли бы общаться? Если бы вы нашли у себя на заднем дворе мёртвого инопланетянина, то вы смогли бы догадаться о возможных способах его общения, изучив его органы чувств. Каждый из способов восприятия существом окружающего мира предполагает возможный способ общения. Например, инопланетянин с глазами, которые очень чувствительны к инфракрасному излучению, может общаться, изменяя характер распределения тепла по своему телу. Язык жестов на Земле предполагает, что успешными может быть общение с помощью жестов. Возможно, при помощи временных или постоянных нервных соединений возможен даже прямой обмен информацией от мозга к мозгу. Если бы эволюция инопланетной расы породила возможность прямого обмена информацией между мозгами сотен индивидуумов, то сразу вся группа могла бы предпринимать коллективные действия по созданию произведений искусства, музыки, религий и технологий, которые мы не можем себе представить.

Будут ли инопланетяне разговаривать? Мы уже обсуждали икшелей, которые используют щупальца своих рук для воспроизведения музыкальной речи, и лебедян, которые пользуются своими шипастыми трубчатыми языками, чтобы зазвучал их музыкальный язык, основанный на аккордах. Разумеется, речевая коммуникация человеческого образца не является обязательным условием для общения, несмотря на тот факт, что голливудские фильмы требуют от многих инопланетян вокализации по человеческому образцу, чтобы актёры могли легко передать свои намерения. Вообще, нам повезло, что мы вообще можем разговаривать. Люди могут произносить сложные звуки лишь потому, что мы перешли от четвероногого передвижения к двуногому прямохождению, и это изменило структуру наших звуковоспроизводящих органов по отношению друг к другу. Многие биологи-эволюционисты считают, что без этого изменения позы не произошло бы изменений в умственном развитии, которые привели к усложнению человеческой речи. Это одна из причин, по которой обезьян нельзя обучить говорить. Несмотря на то, что анатомически шимпанзе чрезвычайно близки к людям, их голосовые органы, такие как гортань и нёбо, расположены таким образом, что не позволяют издавать тот набор звуков, который можем издавать мы. Возможно, инопланетянин, обладающий более универсальным способом воспроизведения звуков, счёл бы человеческий голосовой аппарат таким же недоделанным.

Несмотря на разного рода экстравагантные предположения, приведённые в этой главе, мы можем быть уверенными, что органы чувств инопланетян, какими бы они ни были, позволят инопланетянам познать вселенную, совершенно отличную от той, которую познали мы. Они увидят то, чего не видим мы, поймут отношения, которые мы никогда не сможем понять, и будут думать так, как мы никогда не сможем подумать. Проблема обмена опытом между инопланетянами, которые полагаются на разные органы чувств, очень сложна. Люди с трудом могут представить себе какой у инопланетянина «умвельт» — это немецкое слово, которое специалисты по поведению животных используют для обозначения воспринимаемой животным окружающей среды. Чем ближе инопланетянин к нам с точки зрения его чувств, тем легче проникнуть в его умвельт. Однако наш орган ощущений (та часть разума, где наши чувства могут объединяться) — это всего лишь одна из форм органа ощущений. Повсюду вокруг нас, отделённые от нас тонкими завесами, находятся потенциальные формы сознания, которые совершенно иные. Наши описания Вселенной не будут исчерпывающими, если они не учитывают возможность инопланетного восприятия и сознания. Наши рассуждения и исследования определяют отношения, хотя и не могут дать формул, и открывают широкие перспективы, хотя и не дают карт.

Как изменилось бы восприятие мира человечеством, если бы мы могли учиться у инопланетян? Если свойства, которые мы приписываем миру природы, являются выражением нашего образа мышления и нашей способности к пониманию, то встречи с инопланетянами изменят эти свойства. Вселенная, ставшая видимой благодаря встрече с инопланетянами, кажется безграничной.

3 ЖИЗНЬ НА ГРАНИ

У меня нет рта, но я должен кричать

Писатели-фантасты давно представляли себе инопланетян, живущих в экстремальных условиях: в атмосферах солнц, в ядрах планет, на поверхности нейтронных звёзд с высокой гравитацией, в космическом вакууме, в атмосфере паров железа и даже в промышленных коридорах Нью-Джерси. У Ларри Нивена в «Брюхошлёпе» и «Известном космосе» у инопланетян были клетки на основе сверхпроводящего гелия, а не воды. В «Прыжке в Солнце» Дэвида Брина инопланетяне жили в верхних слоях Солнца. В «Конце детства» Артура Кларка на планетах, где температура меняется в широчайших пределах, существовали инопланетяне в виде кристаллических образований. В цикле книг Джеймса Уайта «Космический госпиталь» инопланетяне процветали благодаря жёсткой радиации.

Насколько надуманными кажутся эти сценарии? Может ли жизнь существовать в экстремальных условиях на других планетах нашей солнечной системы?

Когда мы задаёмся вопросом о внеземной жизни, то для того, чтобы узнать об условиях, которые могут поддерживать жизнь в других местах, полезно взглянуть на наш собственный мир. Хотя разнообразные среды обитания Земли не являются микрокосмами планетарных местообитаний изо всей Вселенной, в последние несколько лет стало ясно, что земная жизнь может выживать и даже процветать в таких условиях окружающей среды, которые кажутся совершенно инопланетными.

В экстремальных условиях хозяевами жизни являются микроскопические организмы вроде бактерий и грибов, хотя выживать в удивительно неблагоприятных условиях способны и более крупные существа (например, насекомые и ракообразные). Поскольку у наземной жизни водная основа, многие приспособления к суровым условиям связаны с высыханием, устойчивостью к замораживанию или предотвращением разрушения структуры белков при высоких температурах. Некоторые организмы могут процветать в условиях, которые крайне токсичны для большинства других форм жизни, — вроде присутствия тяжёлых металлов. В качестве лишь одного примера скажу, что в 1997 году Стивен Зиндер из Корнельского университета обнаружил бактерии, которые процветают в перхлорэтилене (ПХЭ) и трихлорэтилене (ТХЭ). Такие растворители обычно используются для чистки одежды, машин и электронных компонентов.

Земные формы жизни, которые процветают в экстремальных условиях окружающей среды, известны как экстремофилы. Разумеется, термин «экстремофил» отражает предвзятость: инопланетяне, живущие в экстремальных условиях окружающей среды, подумали бы, что экстремофилы — это мы, потому что, с их точки зрения, именно мы живём в экстремальных условиях. Например, формы жизни, живущие в космическом вакууме, такие как Звёздные семена и Внешние из книги Ларри Нивена «Известный космос», считают поверхность Земли — с её «сокрушительной» гравитацией, плотной «едкой» атмосферой и отсутствием радиации, экстремальной. С учётом этого предостережения, думаю, самые странные земные экстремофилы — это те, которые живут вблизи горячих глубоководных гидротермальных источников — трещин на морском дне, из которых изливается горячая морская вода, насыщенная сульфидами и металлами. В этой уникальной среде организмы существуют при полном отсутствии света, рядом с нагретыми магмой струями жидкости, температура которых превышает 752 градуса по Фаренгейту (400 градусов по Цельсию). Бактерии из этих сред культивировались при температуре 248 градусов по Фаренгейту (120 градусов по Цельсию), а максимальная температура роста может достигать выше 302 градусов по Фаренгейту (150 градусов по Цельсию). Для сравнения, вода закипает при температуре 212 градусов по Фаренгейту (100 градусов по Цельсию), а бумага загорается при температуре около 415 градусов по Фаренгейту (213 градусов по Цельсию).

Давайте начнём наше обсуждение экстремофилов с беспозвоночных — с животных, у которых отсутствует позвоночный столб. Свыше 90 процентов ныне живущих животных — это беспозвоночные. Они распространены по всему миру и варьируют по размеру от мельчайших простейших до гигантских кальмаров. Из 22 групп беспозвоночных, известных как типы, как минимум, 9 представлены в горячих источниках. Некоторые из этих животных, как правило, обитают в более прохладных водах, окружающих жерла горячих источников, где им приходится выдерживать чрезвычайно высокие концентрации тяжёлых металлов и серосодержащих соединений. И если большинство земных животных в конечном счёте зависит от световой энергии, улавливаемой растениями, животные из горячих источников зависят от бактериальных химических реакций с использованием сульфидов. Например, крупные черви из океанских впадин, живущие на слишком большой глубине, чтобы туда проникал солнечный свет, используют энергию, получаемую из смертоносных смесей сернистых газов (то есть «смертоносных» для других форм жизни). Эти черви длиной 10 футов (3 м), живущие под слоем воды толщиной 8000 футов (2400 м), куда более странные, чем нечто из голливудского научно-фантастического фильма. У гигантских червей нет ртов. Они не могут есть.

Пищеварительная система червей кишит красноватыми бактериями, которые добывают энергию для червей, переваривая сероводород из жерл горячих источников. В этой кислотной среде черви вырастают на 0,08 дюйма (2 мм) в день, что делает их самыми быстрорастущими морскими беспозвоночными на планете. Трудно поверить, что на Земле обитают существа вроде этих. Вообще, когда мне приходится создавать образы инопланетян для своих научно-фантастических романов, я черпаю идеи из фотографий земных беспозвоночных. На нашей планете нет ничего страннее их.

В дополнение к безротым червям из горячих источников есть ещё и гигантские моллюски, красные от присутствия подобных бактерий, которые процветают в воде, нагретой до 680 градусов по Фаренгейту (360 градусов по Цельсию) — значительно выше температуры, при которой воспламеняется бумага.

Давайте поговорим о бактериях, которые благоденствуют в кишечнике червей из горячих источников. Привычные нам микроорганизмы погибают при нагревании до 212 градусов по Фаренгейту (100 градусов по Цельсию). Однако экстремально термофильные (теплолюбивые) бактерии, или гипертермофилы (любители экстремальной жары), не только выживают при воздействии таких температур, но и растут наилучшим образом при температуре выше 212 градусов по Фаренгейту (100 градусов по Цельсию) — температуре, при которой вода остаётся жидкой только из-за чрезвычайно высокого давления. Эти бактерии известны под такими говорящими названиями, как Pyrococcus furiosus или Methanothermus fervidus, и встречаются и в естественных горячих средах, и в такой рукотворной среде, как резервуары с горячей водой. В отличие от гипертермофильных бактерий, менее экстремальные термофильные бактерии растут при температурах выше 140 градусов по Фаренгейту (60 градусов по Цельсию). Такие температуры наблюдаются в гниющих компостных кучах, горячих источниках, а также в океанических геотермальных источниках.

Гидротермальные источники могли обеспечивать существование первых форм жизни, а глубоководная среда, возможно, защищала их от катастрофических ударов метеоритов, случавшихся на древней Земле. Например, эволюция мало изменила примитивных бактерий, называемых архебактериями, со времени их возникновения миллиарды лет назад, и они предпочитают высокие температуры, вплоть до 248 градусов по Фаренгейту (120 градусов по Цельсию). На ранней Земле не было молекулярного кислорода, и поскольку гипертермофилы живут в отсутствие свободного кислорода, миллиарды лет назад они были бы вполне счастливы. Учёные исследуют, как организмы поддерживают структурную целостность своих компонентов, особенно если учесть тот факт, что белки и генетические материалы (ДНК и РНК) обычно весьма чувствительны к нагреву.

Потенциал коммерческого использования высокотемпературной стабильности, или термостабильности, ферментов, продуцируемых экстремофилами, обитающими в горячих источниках и щелочных озёрах, привлёк интерес компаний, занимающихся генной инженерией. В 1997 году Genencor International представила новую моющую добавку, позволяющую хлопчатобумажной одежде выглядеть как новая после сотен стирок. Добавка, фермент под названием целлюлаза 103, была взята у экстремофила. Она работает при рН мыльной воды для стирки — горячей или холодной (рН показывает относительную кислотность или щелочность раствора). Бактерии собраны из содовых озёр (водоёмов с сильнощелочной средой) на нескольких материках — хотя Genencor не раскрывает сверхсекретное расположение этих мест!

Чужие у нас под ногами

Возможно, самое вероятное место для обнаружения инопланетной жизни находится под землёй на планетах или лунах. Невероятно большое количество форм жизни обитает на глубине многих миль под поверхностью Земли без какой-либо «помощи» с поверхности в виде света, воздуха или питательных веществ. Как мы уже говорили, касаясь гипертермофильных существ из горячих источников, если бактерии (и архебактерии) могут выживать в этих, на наш взгляд странных условиях, то также возможно, что жизнь могла зародиться там же. На протяжении большей части истории Земли поверхность Земли была особенно некомфортным местом во многих отношениях. Поверхность часто подвергалась бомбардировке гигантскими метеоритами и огромными дозами ультрафиолетовых лучей Солнца. Там были грандиозные извержения вулканов, густые и смертоносные газы из недр и периоды солнечной нестабильности, которые превратили бы жизнь в сущий ад.{15} Однако глубины горных пород обеспечили бы защиту от стерилизующих температур и радиации.

Сегодня вполне возможно, что живые существа комфортно живут под пыльной красной поверхностью Марса и других планетных тел. Хотя поверхность Марса выглядит негостеприимной из-за отсутствия жидкой воды, по более тёплым недрам планеты могут протекать жидкости. Когда-то на Марсе было много воды, о чем свидетельствуют сети русел, похожих на те, что образуются на Земле при стоке воды из дождливых районов.

Удивительно, но многие геомикробиологи — биологи, изучающие, среди прочего, физические и химические взаимодействия микроорганизмов с Землёй, — считают, что под землёй может скрываться столько же жизни, сколько и поверх неё. Астрофизик Томас Голд из Корнельского университета, убеждённый сторонник повсеместного распространения жизни на глубинах, подсчитал, что вес всех подземных микробов может равняться весу всех организмов, находящихся на поверхности.

Каковы же свидетельства существования инопланетной жизни в недрах планет? Лучшее подтверждение поступают к нам в ходе исследования «глубинной биологии» на Земле. Глубинная биология включает в себя изучение подповерхностных бактерий и архей — микроскопических организмов, к которым относятся гипертермофилы. Представьте себе на минутку, что вы идёте по глубокой подземной шахте вместе с геологом Принстонского университета Таллисом К. Онстоттом. Хотите заглянуть в ад? В рубашках, промокших из-за 100-процентной влажности, вы пробираетесь по самому глубокому золотому руднику в Южной Африке, где температура породы достигает 1400 градусов по Фаренгейту (600 градусов по Цельсию) и нет ни малейшего намёка на солнечный свет. После часа пешей прогулки по проходам на глубине 2 миль (3,5 км) под поверхностью Земли вы добираетесь до недавно взорванного участка туннеля и берете молоток для выбивания из стены самородков из пород, которые последние 3 миллиарда лет были заперты под землёй. Исследования горных пород показали, что термофильным бактериям каким-то образом удается выживать даже на экстремальных глубинах. Этот сценарий не является фантастическим, и в горячих недрах Земли живёт множество бактерий.

Десять лет назад представление о том, что жизнь процветает так глубоко под поверхностью Земли, показалось бы маловероятным. Фактически, меня учили, что жизнь населяет лишь тонкую плёнку территории на поверхности Земли. Я узнал, что океаны, воздух, суша и даже почва изобилуют животными, растениями и микроорганизмами, но моё образование в области биологии никогда не готовило меня к мысли, что животные могут процветать, заключённые в горячие горные породы глубоко под землёй и окружённые токсичными химическими соединениями.

В настоящее время мы знаем этот вопрос лучше. В конце 1980-х годов исследователи обнаружили микробов, живущих в горной породе на глубине 1640 футов (500 м) под поверхностью земли в Южной Каролине. За последние четыре года Онстотт и другие исследователи значительно углубили границу жизни, продлив её примерно до 2 миль (3,5 км) под землёй. Во многих случаях размеры пор в образцах горных пород настолько малы, что они даже не позволяют проникать в них посторонним бактериям. Эти микробы — живые ископаемые, томящиеся в глубинах уже миллионы лет. Из-за нехватки питательных веществ жизнь на больших глубинах протекает чрезвычайно медленно. Клетки могут делиться раз в год или раз в столетие, а не каждые несколько минут, как в случае инфекции, или каждые несколько часов, как в почве. Грань между жизнью и смертью становится размытой и не имеет никакого значения.

По сравнению с некоторыми плотными породами в глубинах Земли, пористые породы вблизи поверхности представляют собой относительно райские условия для обитателей горных пород, потому что эти породы могут накапливать в своих порах воду и пропускать солнечный свет, что способствует фотосинтезу. Эти породы сравнительно удобны даже в жарких условиях, поскольку они фильтруют экстремально сильное освещение, которое может поджарить микроорганизмы в пустыне. Вообще, в пустынях внутри горных пород фотосинтез протекает в больших объёмах, чем в почве. На Марсе жизнь, которая могла бы в изобилии существовать на поверхности, возможно, отступила в толщу горных пород, когда марсианская поверхность лишилась своих рек.

На Земле жизнь также существует в горных породах под океанским дном — например, под системой вулканических срединно-океанических хребтов протяжённостью 37 000 миль (60 000 км), которая опоясывает планету. Исследователи даже добились роста множества микробов на диете из измельченной базальтовой породы, которая вступает в реакцию с лишённой кислорода водой с образованием водорода — единственного источника энергии в их экосистеме. Если на Марсе когда-либо и была жизнь, то она могла проникнуть в недра, которые, возможно, были такими же гостеприимными для жизни, как и недра Земли: умеренные температуры, жидкая вода, растворённые минеральные вещества и большая площадь поверхности горных пород.

Атака инопланетных пожирателей металла