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

Поскольку при воздействии электрического тока арсенид галлия излучает свет, латёёкарфийцы демонстрируют замысловатые узоры, которые переливаются сверкающими огнями. Красивые головы-дисплеи освещают тёмные ганимедские вечера, словно миллион светлячков, танцующих в каком-то неслыханном ритме. Их кровь состоит из электрореологических жидкостей{44}, которые в ответ на изменения электрического поля превращаются из жидкости в твёрдое вещество и обратно. Их рты, туловища и пищеварительные каналы выстланы пьезоэлектрическими материалами вроде кварца и оксида цинка. Под воздействием электрического напряжения оксиды расширяются или сжимаются, поскольку их молекулы поворачиваются, чтобы выстроить свои внутренние заряды в соответствии с электрическим полем. В результате эти вещества действуют как механические устройства, которые скручиваются или вытягиваются в ответ на электрические сигналы, исходящие от голов латёёкарфийцев.

В «Хаосе в Стране чудес» крошечные простейшие обитают во льдах Ганимеда и являются неотъемлемой частью экосистемы латёёкарфийцев. Эти планктонные существа, называемые ёо (рис. 5.4), мигрируют между поверхностью Ганимеда и потолком подземной воздушной камеры латёёокарфийцев, проделывая путешествие длиной в 17 лет. В романе подробно обсуждается сложная экология ёо и десятков других существ, а также описаны приключения двух антропологов в воздушном кармане Ганимеда.

5.4 Ледяной планктон Ганимеда из «Хаоса в Стране чудес».

От этого причудливого описания странной биологии, которую я разработал для существ из «Хаоса в Стране чудес», мне хотелось бы вернуться к серьёзному рассмотрению микроскопической жизни на других лунах и планетах нашей Солнечной системы. Жизнь может показаться хрупкой, однако же она возникла на Земле в условиях, которые покажутся суровыми и вам, и мне.

Европа, четвёртый по величине спутник Юпитера, долгое время считалась одним из немногих мест в Солнечной системе (наряду с Марсом и спутником Сатурна Титаном), где могла существовать среда, поддерживающая существование примитивных форм жизни. Пять миллиардов лет назад Юпитер был больше похож на миниатюрное солнце, чем на планету, и выделял достаточно тепла, чтобы поверхность Европы была покрыта океаном, а не льдом. В настоящее время известно, что на Европе находится значительное количество замёрзшей воды. Сатурн, возможно, также излучал тепло, потому что по размеру и составу он похож на Юпитер. Существовали и другие процессы, которые могли бы дать Энцеладу, спутнику Юпитера[18], и Европе открытые океаны, в которых сияет солнце.

Европа размером примерно с земную Луну и покрыта гладким белым и коричневатым льдом, а не большими кратерами, как многие другие тела Солнечной системы. Наличие трещин, вероятно, связано с напряжениями, вызванными деформирующим приливным действием сильной гравитации Юпитера. Тепла, генерируемого приливным нагревом, может быть достаточно, чтобы размягчить или даже превратить в жидкость некоторую часть ледяного покрова Европы. В 1996 году снимки Европы с космического аппарата НАСА «Галилео» ещё раз подтвердили идею о том, что в настоящее время «тёплый лёд» или даже жидкая вода по-прежнему существует под покрытой трещинами ледяной коркой Европы. На Европе есть места, похожие на плавучие льды, а также признаки извержений, напоминающих гейзеры. Снимки также свидетельствуют о том, что на Европе наблюдается геологическая активность. В некоторых местах лёд расколот на большие куски, которые отодвинулись друг от друга, но явно подходят друг к другу, как кусочки головоломки-мозаики. Это свидетельствует о том, что под ледяной коркой находится смазка в виде тёплого льда или жидкой воды.

В апреле 1997 года новые снимки Европы крупным планом показали завораживающее множество мелких гребней, трещин и разломов на ледяной поверхности. Снимки, сделанные космическим аппаратом «Галилео», подтвердили ранее сделанные выводы о том, что ледяные глыбы на Европе двигались и вращались, как если бы они скользили по подстилающему их слою тёплого льда или воды. Солнечный свет, проникающий сквозь трещины во льду в верхний слой воды, мог создать пребиотические сложные органические молекулы.

На типичной ледяной луне мы находим камень, металл, водяной лёд, сухой лёд, замороженный аммиак и замороженный метан. Целые эпохи тому назад эти материалы в парообразной или жидкой форме подвергались воздействию ультрафиолетовых лучей молодого Солнца, несущих больше энергии, и, вероятно, образовывали различные органические соединения на поверхности таких спутников, как Энцелад и Европа. Если в прошлом в этих двух мирах эволюционировала жизнь, то есть вероятность того, что она всё ещё теплится в наши дни в жидкой воде под их ледяной коркой. Тепла, выделяемого приливными (гравитационными) взаимодействиями между Ио, Европой и Юпитером, по-видимому, достаточно, чтобы растопить лёд под корой Европы. Аппарат «Вояджер-2» даже наблюдал, как Энцелад выбрасывает столбы воды. Геотермальная энергия может поддерживать жизнь в этих мирах точно так же, как геотермальные источники тепла могут поддерживать существование земной жизни. На мой взгляд, нашими первыми инопланетными гостями станут жители Европы и Энцелада, которых доставят на Землю для наблюдения, когда Соединённые Штаты решат потратить нужную сумму денег на отправку робота в эти миры, извлечение образцов из-подо льда и доставку их на Землю.

Марс, четвёртая планета от Солнца, всегда был источником тайн и домыслов. К числу самых оригинальных научно-фантастических произведений, связанных с Марсом, относится цикл «Барсум» Эдгара Райса Берроуза (1875-1950), автора книг о Тарзане. Я вспоминаю, как с любовью читал об экзотических встречах Джона Картера с марсианскими расами и об их особенных языках, обычаях, природной среде, общественных и политических организациях. Серия книг «Барсум» вобрала в себя многие современные для того времени представления, например, идею умирающего Марса с дном мёртвых морей и каналами, отводящими воду с полюсов, популяризированную астрономом Персивалем Лоуэллом.

Хотя в настоящее время мы знаем, что марсианских каналов не существует, никто не сомневается, что когда-то Марс был гораздо более тёплой и влажной планетой. В 1997 году исследования марсианских метеоритов показали, что вода текла по поверхности Марса или неглубоко под ней совсем недавно, 700 миллионов лет назад. Один метеорит содержал большое количество иддингсита — смеси глин и оксидов железа, которая образуется только в присутствии воды. Если вода на поверхности была на Марсе менее 1 миллиарда лет назад, то жизнь, возможно, сохранялась на Марсе значительно дольше, чем предполагали исследователи.

В последние годы всё чаще появляются предположения о жизни на Марсе. В 1996 году весь мир ошеломил марсианский метеорит в форме картофелины, получивший обозначение ALH 84001, содержащий возможные свидетельства примитивной жизни в прошлом Красной планеты. Электронные микроскопы обнаружили крошечные образования, напоминающие земных микробов. Хотя они по-прежнему являются предметом споров, некоторые учёные полагают, что это окаменелые останки древних одноклеточных марсианских организмов.

Некоторые свидетельства указывают на то, что структуры, обнаруженные в метеорите, являются следствием марсианской жизни. На снимках, полученных с помощью электронного микроскопа, видны скопления удлинённых образований длиной не более 4 миллионных долей дюйма (100 нанометров). Эти формы, похожие на крошечные связки сосисок, могли быть просто крупинками минерала. Однако они имеют поразительное сходство с самыми ранними крупными микрофоссилиями на Земле, которые образовались 3,45 миллиарда лет назад. Также были обнаружены тёмные окаймления из магнетита (Fe₃O₄) и сульфида железа (FeS). На Земле эти соединения железа синтезируются определёнными бактериями, в частности, анаэробными (не любящими кислород) штаммами.

Учёные также обнаружили на метеорите органические молекулы под названием полициклические ароматические углеводороды, или ПАУ. Обычно их присутствие не указывает на биологическую активность — ПАУ часто наблюдаются в таких разнообразных телах, как метеориты и межзвёздные облака, предположительно как следствие процессов образования звёзд. Однако распределение ПАУ в метеорите напоминает то, которое ожидается при распаде простой органики.

Руководитель группы НАСА Дэвид Маккей признаёт, что ни одна из этих находок сама по себе не является окончательным доказательством существования примитивной жизни на метеорите, известном как ALH 84001. Полученные результаты можно имитировать с использованием чисто неорганических механизмов, а по поводу интерпретации наблюдений существуют некоторые разногласия.

Крошечный размер гипотетических окаменелостей марсианских микробов также даёт обширное поле для дискуссий, о чём свидетельствуют десятки писем, написанных в научные журналы. Существует ли ещё меньший предел размера для микроорганизмов? Некоторые учёные утверждают, что «существа» размером с тех, что были найдены в марсианском метеорите, были бы слишком малы, чтобы вместить химические и генетические механизмы, считающиеся необходимыми для жизни. При длине от 0,8 до 4 миллионных долей дюйма (от 20 до 100 нанометров) марсианские формы составляют в лучшем случае одну сотую размера самых мелких микрофоссилий древних земных бактерий из когда-либо найденных. Однако бактерии рода Coxiella (мелкие грамотрицательные патогены) имеют размеры всего 8 × 16 миллионных долей дюйма (200 × 400 нанометров, или 0,2 × 0,4 микрометра), что было бы ближе к пятикратной разнице в размерах. Таким образом, вполне возможно, что на Марсе могли развиться ещё более мелкие бактерии. С тех пор команда Маккея также предположила, что многие особенности, которые они видят в ALH 84001, являются скорее придатками бактерий, чем организмами.

Каков же будет самый крошечный инопланетянин, которого мы можем рассчитывать обнаружить когда-либо? На Земле диаметры самых мелких среди известных микроорганизмов довольно близки к теоретическому минимальному диаметру (0,14 мкм) для клеток, рассчитанному на основании размера макромолекулярных компонентов, необходимых и достаточных для жизни. Если учесть, что внутри клетки находятся её собственная ДНК, рибосомы, ферменты, липиды и всё остальное, наиболее вероятен теоретический минимальный диаметр в 8 миллионных долей дюйма (0,2 микрометра). Следует заметить, что овальный объект с диаметром меньше этого содержал бы всего лишь около 100 миллионов атомов — плотно упакованный набор для осуществления хранения информации, обменных и сборочных процессов, а также процессов репликации, необходимых для жизни.{45}

6 ИНОПЛАНЕТНЫЙ СЕКС

Есть ли секс у инопланетян?

В научно-фантастическом фильме 1995 года «Особь» была показана сексуальная «Сил», неудачный продукт объединения инопланетной и человеческой ДНК. Если вы не придаёте значения неправдоподобной генетике, то вполне возможно, что вам понравится наблюдать, как Сил рыщет по Южной Калифорнии и ищет мужчин, с которыми можно было бы спариться, прежде чем их убить. Временами Сил выглядит как блондинистая секс-бомба; в иное время она превращается в клыкастое чудовище, капающее слюной в традициях фильма «Чужой».

Когда я думаю о нюансах таких существ, как Сил, и о прочих экзотических инопланетных биологиях, мысли неизбежно ведут меня к сексуальным практикам инопланетян. Секс у инопланетян будет не просто более странным, чем мы его себе представляем; он более странный, чем мы можем себе это представить. Тем не менее, как и в наших предыдущих дискуссиях, мы всё равно можем получить представление о его возможностях путём изучения земных существ.

В ранней научно-фантастической литературе злобные инопланетяне часто изображались как существа, похожие на пауков или рептилий, обуреваемые страстью к пожиранию женщин или спариванию с ними. Многим из нас межвидовой секс кажется отвратительным, и мы смогли бы думать о том, что способны воспылать чувствами к инопланетной рептилии, не больше, чем о желании согрешить с обезьяной. Однако формы поведения инопланетян могут охватывать всю гамму странных желаний и отношений. Вполне очевидно, что секс между инопланетянами и людьми не мог бы привести к появлению потомства, потому что наша генетическая составляющая различалась бы очень сильно.

На Земле секс имеет преимущества перед более простыми формами размножения, например, когда одна амёба делится надвое, давая начало двум существам. При половом размножении репродуктивные клетки родителей находят друг друга и сливаются, в результате чего появляется потомство, которое немного отличается от каждого из родителей. С другой стороны, когда потомство развивается из черенков, почек или фрагментов тела, генетически оно в точности похоже на своих родителей — ровно в той же степени, что и однояйцевые близнецы. Земную или инопланетную расу, практикующую эту простую форму продолжения рода, может уничтожить любое серьёзное изменение условий окружающей среды, поскольку всё их потомство пострадает в равной степени. Когда яйцеклетка и сперматозоид соединяются, они создают генетическое разнообразие внутри популяции, поэтому некоторые потомки будут обладать уникальными чертами, позволяющими им пережить изменения в окружающей среде.

У многих земных животных половые различия явственно выражены как внутри, так и снаружи. Внутри происходит разделение по первичным половым признакам на самцов с семенниками и самок с яичниками. Разделение по вторичным половым признакам может принимать различные формы — это, например, низкий голос и борода у самца человека и увеличенная грудь у самки. Красивые хвостовые перья павлина, крупная клешня манящего краба, рога лося и мощное тело секача в колонии морских котиков — всё это типично мужские характеристики, связанные с половым влечением самцов. В природе самки часто отличаются сравнительно тихим нравом и невзрачной внешностью. Их функция заключается том, чтобы отложить и выносить яйца, находясь в безопасности и будучи никем не замеченной. Функция самца — найти и оплодотворить самку, чему помогают и влечение, и демонстрация.

Мы привыкли думать, что у видов, размножающихся половым путём, есть два пола — мужской и женский. Однако нет никаких оснований полагать, что этому правилу подчинялись бы и инопланетяне. Даже на Земле из него есть много исключений. Например, натуралист девятнадцатого века Фриц Мюллер описал замечательный род ракообразных Tanais, в котором самцы представлены двумя различными формами. Самец одной формы несёт многочисленные пахучие придатки. Самцы другой формы обладают более мощными клешнями, чтобы удерживать самку во время спаривания. Таким образом, самец одного типа находит много самок, но не может так же легко держать их под контролем; самец другого типа находит меньше самок, но удерживает их значительно крепче. В результате обе формы самцов дают примерно одинаковое количество потомства.

Раздельнополое состояние, хотя и распространённое, не является всеобщим явлением. В целом наличие двух полов внутри одной особи типично для более медлительных животных.[19] Дождевые черви, наземные улитки, слизни, плоские черви, ленточные черви и морские жёлуди — это всё двуполые особи, или гермафродиты. У них всех есть яичники и семенники, вырабатывающие зрелые яйцеклетки и сперматозоиды одновременно. Тем не менее, обычным явлением бывает взаимное оплодотворение, осуществляемое между разными особями. Хотя самооплодотворение и возможно, его обычно избегают. Каждая особь из пары в процессе спаривания вводит сперму в тело своего партнёра.

У млекопитающих пол животного обычно можно определить, изучив первичные или вторичные половые признаки. И хотя попадаются неоднозначные случаи интерсексуальности или гермафродитизма, они встречаются нечасто. В случае беспозвоночных задача усложняется. Как только что упоминалось, у ракообразных рода Tanais есть три «пола». Мировым рекордсменом с наибольшему количеству полов у вида является одноклеточное Paramecium amelia[20], у которого, как полагают, существует 8 различных полов. У простых существ из рода Chlamydomonas есть не менее 10 полов — хотя считать их 5 мужскими и 5 женскими типами (как делали некоторые люди) несколько нереально.

Сколько полов, вероятнее всего, будет у инопланетян? Предсказать это непросто. У инопланетян может быть один пол (или их вовсе не будет), если они размножаются путём деления, как простейшие, которые размножаются простым делением надвое, которому не предшествует обмен генетическим материалом. В эпизоде телешоу «Звёздный путь» «Проблема с трибблами» по сценарию Дэвида Герролда мы видим пушистых домашних любимцев всей галактики, искусственно модифицированных для размножения и отдалённо похожих на морских свинок, но лишённых каких бы то ни было отличительных черт, даже морды. Они питаются почти любой органикой; разумеется, «половина их метаболизма направлена на размножение», они «рождаются беременными» и «размножаются, когда хотят». Любой, кто смотрел эту серию, помнит дождь из трибблов, обрушивающийся на капитана Кирка, когда тот открывает вентиляционный люк на потолке. По ходу повествования трибблы размножаются, особенно в тёмных шкафах. Когда их гладят, они издают мурчащие трели, которые успокаивают нервы кому угодно. Мне не удалось выяснить, нужны ли трибблам для спаривания представители двух полов, и я был бы очень признателен знающим читателям за информацию по тому вопросу.

Каковы шансы того, что мы смогли бы определить пол у инопланетян, у которых больше одного пола? Поскольку наружные половые органы разумных земных животных достаточно отличны друг от друга, чтобы с первого взгляда определить пол животного, инопланетяне также могут визуально отличаться друг от друга. В конце концов, мужские и женские половые органы служат разным целям, и форма подчинена функции. Кроме того, некоторые внешние особенности половых органов и вторичные половые признаки вроде лобковых волос и женской груди на Земле, вероятно, эволюционировали исключительно для привлечения партнёров путём усиления визуальной разницы между полами. Иногда даже найти себе пару бывает непросто. Например, представители обоих полов морского червя Hermodice из Вест-Индии живут в расщелинах на морском дне, но покидают их для размножения. Они могут найти друг друга только при помощи создаваемого ими свечения — жутковатого света, видимого лишь в полной темноте. Чтобы им можно было найти друг друга, они выползают из укрытий примерно через полчаса после захода солнца, когда пропадает весь дневной свет, но до восхода луны, что ограничивает их ежемесячный период размножения тремя или четырьмя днями после полнолуния. Инопланетяне с менее развитым зрением будут задействовать для привлечения друг друга иные органы чувств. Возможно, они могли бы даже использовать «место встречи», где для спаривания собирается группа этих существ. К сожалению, толпа, сосредоточенная в одном месте, может оказаться постоянно действующим приглашением для хищников.

Если инопланетяне — это нечто напоминающее некоторых беспозвоночных на Земле, визуальное распознавание полов может быть очень сложной задачей. Для некоторых насекомых требуется вскрытие, прежде чем мы сможем определить их пол. Существуют также млекопитающие, у которых мужские и женские половые органы внешне удивительно похожи. Во внешности пятнистой гиены Hyaenidae crocuta[21] почти полностью отсутствует половой диморфизм — наружные половые органы у обоих полов очень похожи: клитор самки пронизан мочеполовым каналом и напоминает пенис самца. Как ни странно, у самки также есть мешочки мошонки под клитором.

[18] Так в книге. Энцелад — спутник Сатурна. — прим. перев.

[19] Здесь найдётся масса примеров, не вписывающихся в это наблюдение: таковы некоторые глубоководные рыбы, отдельные виды рыб цихлид и груперов. В то же время среди тех же улиток существуют раздельнополые виды, причём в одних семействах с гермафродитными. — прим. перев.

[20] Так в оригинале. Скорее всего, имеется в виду Paramecium aurelia. — прим. перев.

[21] В зоологии принято название Crocuta crocuta. — прим. перев.