Насколько нам известно, жизнь существует на одной планете примерно 4 миллиарда лет. Но возможно, что зародилась она сразу после Большого Взрыва, когда вселенная была намного более странным и причудливым местом. Местом, где в любой точке пространства были условия, подходящие для зарождения жизни. Может оказаться, что космос подобен мертвой пустыне, наполненной семенами жизни, которым нужно лишь пару капель дождя, чтобы начать бурно цвести. Возможно, что крошечные и не очень пришельцы на самом деле повсюду.
Давайте обсудим две спорных, но тем не менее научно обоснованных гипотезы.
Чтобы правильно все объяснить, давайте сперва разберемся насколько необычна жизнь на Земле.
Парадокс Жизни
Свои первые несколько сотен миллионов лет Земля была покрыта лавой и постоянно обстреливалась астероидами. Но как только все успокоилось и сформировались первые океаны, жизнь просто появилась и миллиарды микробовзаполнили каждый угол, до куда только смогли добраться. Это довольно странно – жизнь на земле практически такая же древняя как и сама планета. Будто бы она ждала, когда появится возможность. Но жизнь не просто зародилась невероятно быстро. В этот крошечный промежуток времени, она совершила огромный скачок.
Чтобы считаться живыми, микробам нужно есть, испражняться, расти и размножаться. Для этого им нужен геном – биологическая инструкция к эксплуатации, которая запускает внутренние системы организма. Как мертвые штуки без генома стали живыми штуками с геномом – одна из величайших загадок науки.
Если очень упростить, то проблема в том, что для существования генома, нужны протеины, а чтобы создать протеины, нужен функциональный геном. И протеины и геном это очень длинные молекулы, состоящие из довольно сложных блоков, и получить их случайно невероятно трудно. Это парадокс курицы и яйца, только со множеством куриц и яиц.
Когда клетка собрана, вся система работает эффективно. Но достижение такой сложности путем проб и ошибок, начиная с нуля и имея только мертвую материю, должно было занять невероятное количество времени. Так как же первые живые организмы смогли преодолеть этот разрыв всего за пару сотен миллионов лет? Большинство теорий о зарождении жизни пытаются объяснить этот разрыв, выдвигая гипотезы о том, как в примитивном супе из пробиотических молекул могла образоваться первая клетка, способная к делению. Но мы все еще не знаем как именно это сработало.
Возможно, нам нужно вернуться к началу
Часы Эволюции
Представьте, что геном это книга, рассказывающая историю жизни. Время идет, жизнь развивается и все больше букв заполняют книгу: амебы, рыбы, амфибии, динозавры и млекопитающие. За миллиарды лет история жизни становилась все более и более сложной.
Геном можно представить в виде длинной цепочки символов с биологическими инструкциями. И от микробов до современных людей, размер функционального генома увеличивался с примерно постоянной скоростью. Функциональный геном рыбы примерно в два раза больше, чем у червя. Наш геном примерно в два раза больше рыбьего и так далее. Все немного сложнее, но пока давайте примем это на веру.
Если мы соединим все вместе, то окажется, что примерно раз в 350 миллионов лет размер геномов увеличивался вдвое. Будто эволюция живет по каким-то внутренним экспоненциальным часам. Но это еще не самое странное. Самые первые микробы, что появились на земле, даже для своей простоты уже имели довольно длинный и сложный геном. Но как жизнь могла достигнуть такой сложности за такое невероятно короткое время?
Возможно есть интересный ответ на эту загадку. Возьмем экспоненциальные часы и отмотаем их обратно во времени к самым простым возможным формам жизни, которые содержат в своем функциональном геноме всего пару символов. Но если мы это сделаем, то уйдем в прошлое на 10 миллиардов лет! Более чем в два раза дальше, чем возраст Земли. Это означает, что если жизнь действительно так эволюционирует, то зародилась она не здесь, а где-то в далеком космосе.
Это бы объяснило почему жизнь на Земле так быстро развилась на нашей молодой планете. Если она блуждала в космосе, словно семя, то ей нужна была лишь вода и тепло, чтобы пробудиться и продолжить эволюционировать. Кроме того, это объяснило бы высокую сложность первых форм жизни, которые появились на Земле. Они могли быть такими сложными, потому что уже эволюционировали миллиарды лет где-то далеко во вселенной.
Но может ли быть, что жизнь и правда такая древняя? Может быть да. Вообще говоря, возможно она появилась сразу после того, как зародилась вселенная.
Обитаемая Ранняя Вселенная
Для существования жизни требуется две вещи: подходящие химические элементы для создания сложных молекул и жидкая среда, вроде воды, в которой эти молекулы могут взаимодействовать. Жидкая среда должна оставаться теплой, чтобы быть… жидкой. Поэтому когда мы ищем жизнь в космосе, мы фокусируемся на планетах вроде Земли, находящихся недалеко от своих звезд, чтобы поддерживать жидкую воду. Но было время, когда подходящие условия были практически в каждом уголке вселенной.
В итоге вселенная охладилась до температур, неподходящих для жизни, но некоторые из этих древних форм жизни могли продолжать существовать в тепле первых планет, застыв во льдах астероидов или спать в космической пыли — маленькие семена, бороздящие космос в ожидании новых уютных мест, чтобы продолжить развиваться. Если это правда, то жизнь должна быть повсюду во вселенной.
Как мы узнаем?
Все это складывается в хорошую историю. И хотя и обитаемость ранней вселенной и экспоненциальные часы это разумные идеи — они все равно спорные. Лишь один из множества способов объяснить наше существование. Но если жизнь пришла на Землю из космоса, то она должна была расцвести и в других местах, в том числе и в Солнечной Системе.
Возможно в руслах рек на марсе остались ископаемые. Может скоро мы отыщем жизнь в теплых подземных океанах Энцелада или Европы. На Титане есть моря, реки и озера из этана и метана, такие же теплые, какой была молодая вселенная. Поэтому обнаружение жизни на Титане подтвердит гипотезу ее зарождения в молодой вселенной.
Пока что, когда мы смотрим в космос, мы не находим никого похожего на нас. Но может просто потому, что жизни требуется не меньше 10 миллиардов лет, чтобы достичь сложности, допускающей существование развитых цивилизаций. Возможно существует миллионы миров, заполненных микроорганизмами, с океанами полными экзотических рыб и континентами с причудливыми животными. А может есть похожие на нас, совсем недавно осознавшие себя и только начинающие смотреть на небо, удивляясь, почему они одни.
Возможно жизнь процветает прямо сейчас в неисчислимом количестве форм на всех космических ландшафтах. И если мы все делим общее космическое прошлое, мы можем стать частью большой космической семьи. Возможно, что ответ лежит на нашем космическом заднем дворе. Давайте его найдем.
