Долгое время вся Антарктида была чем-то вроде сонного царства. Но в последние два десятилетия здесь делается одно открытие за другим. Белое пятно Антарктиды поистине напоминает пустое полотно, на котором географы, как художники, рисуют новый образ континента. Под снежной маской действительно таится свое неповторимое лицо.
Что нас ждет в глубине озера Восток?
Напрасно ледяные просторы Антарктиды называют пустыней. Жизнь не только приспособилась к невыносимому здешнему климату, но и готова терпеть его тысячелетиями. Жизнь приютилась даже под толщей льда, на глубине свыше трех с половиной километров. Там, близ российской станции «Восток», скрывается огромное озеро под тем же названием. Оно полностью отрезано от внешнего мира.
Еще в начале 1960-х годов советские исследователи предположили, что подо льдами Антарктиды может находиться… море пресной воды. В 1963 году советский географ И.А. Зотиков составил карту донного таяния антарктических льдов. На ней хорошо было видно, что в районе станций «Восток», «Амундсен—Скотт», «Берд» идет непрерывное донное таяние, а значит, здесь, под ледяным щитом, должны образоваться озера. Поначалу эта идея была встречена скептически.
В те же годы советские летчики, совершавшие полеты со станции «Мирный» в район станции «Восток», вспоминал И.А. Зотиков, также «видели довольно большие участки поверхности, резко отличавшиеся от остальных. Летчики называли их “озерами”. Они встречались всегда в одних и тех же местах, поэтому их даже использовали для навигации. Озера обладали одной особенностью: были видны с летящих низко над поверхностью ледника самолетов, в стороне от них, то есть когда угол зрения наблюдателя по отношению к поверхности был очень мал. Когда же самолет пролетал над самим озером, его поверхность и границы ничем не отличались от других мест».
В начале 1990-х годов за этим гипотетическим озером закрепляется то же название, что и за станцией, а в 1996 году, после публикации в журнале Nature , известие об озере Восток – «гигантском озере под антарктическим льдом» – стало мировой сенсацией.
Одноклеточные водоросли, которые развиваются в нижнем слое морского льда, часто образуют цепочки и нити
К тому же среди химиков пошли разговоры о том, что тепло не помогает, а лишь мешает зарождению жизни. Представьте себе, вы собираете пазл, а чья-то невидимая рука, выбрасываясь на миг из-за вашей спины, одну за другой похищает детальки будущей картины. Вот так и солнечные лучи, едва соберутся молекулы, без которых не сложится «первоэлемент жизни», начинают бесцеремонно их «красть» – точнее, разрушать. Чтобы сохранить биомолекулы до того момента, когда они начнут размножаться, следует на какое-то время законсервировать их. Необходима, по словам исследователей, «энергетическая впадина», например низкотемпературная фаза, когда процессы разложения молекул почти приостановятся.
В конце концов, сам Миллер в 1998 году перечеркнул прежние надежды, проведя еще один знаменательный опыт – исследовав влияние температуры на компоненты одной из важнейших биомолекул, РНК. В этом эксперименте аденин, гуанин, цитозин и урацил – элементы, содержащиеся во всех живых клетках в составе рибонуклеиновой кислоты, – оказывались то на жаре, то на холоде. При 100 °С эти части РНК быстро гибли. В то же время при 0° большинство их, по словам Миллера, были, в принципе, «достаточно стабильны», чтобы образовать рибонуклеиновые кислоты. Этот опыт окончательно убедил его в том, что молекулы жизни вряд ли могли сформироваться, например, в геотермальных источниках.
Что ж, неужели мы обязаны теперь отправиться на Крайний Север, чтобы там, среди торосов, под завывание пурги, задуматься о том, как пробуждались к жизни частицы органического вещества. И новый завет биологов, ратующих за смену парадигмы, должен звучать так: «В начале были мрак и мраз; потом же ожила твердь, что была мертвее любого камня»?
«Нужно помнить следующее, – пишет Тринкс в книге “Шпицбергенский эксперимент”. – При температуре от 10 до 20 °С определенные биомолекулы разлагаются в считаные недели, в то время как при 5° ниже нуля – в течение десятков тысяч лет». Так что жизнь может зародиться в любой среде, но лишь в оцепенении и покое – при очень низких температурах – она способна сохраниться. Лед можно рассматривать как идеальный инкубатор «молекул жизни». Он консервирует их; в его толще они могут пусть очень медленно, но зато стабильно развиваться.
Способствует этому и особая структура морского льда. Это – не монолитный блок, где на всех уровнях, во всех слоях господствуют одни и те же условия. Наоборот, при замерзании морская вода, в отличие от пресной, ввиду высокого содержания соли расслаивается. Между кристалликами льда – самые крохотные из них достигают в поперечнике 10—100-тысячных долей микрометра и состоят из чистой замерзшей воды – неизменно сохраняются крохотные пузырьки и канальцы, где циркулирует солевой раствор, содержащий определенные кислоты, простые сахара, минеральные вещества и углекислый газ. По меткому сравнению Тринкса, этот раствор – словно кровь, пульсирующая в наших жилах. Жидкость и лед разделены тончайшими пленками, которые напоминают клеточные мембраны. Все вместе это впрямь выглядит каким-то подобием живых клеток. Благодаря такой структуре лед подолгу удерживает сложные молекулярные комплексы, однажды образовавшиеся в нем; они скапливаются между отдельными его «клетками».
Стоит отметить, что ультрафиолетовые лучи, опасные для всего живого, почти не проникают в толщу льда. Их поглощают близ его поверхности попавшие сюда аминокислоты. Сами они при этом частично разрушаются, а их фрагменты погружаются в глубь льда, где могут быть использованы для синтеза других сложных биологических молекул. Там же, в ледяных глыбах, отмечено поразительно высокое содержание углекислого газа, а его молекулы играют важную роль в подобном синтезе.
Подкрепляет гипотезу «холодного» зарождения жизни и мнение ряда геологов, полагающих, что около 4 миллиардов лет назад значительная часть морей на нашей планете была скована льдом – тем более что в то время, когда Солнечная система только сформировалась, количество энергии, излучаемой Солнцем, было примерно на четверть меньше, чем теперь.
Эта гипотеза нашла поддержку и у редакции авторитетного журнала Science. Одна из статей, появившихся на его страницах, была озаглавлена так: «Некоторые любят погорячее – но не первые биомолекулы». Разумеется, в ней говорилось о возможности зарождения жизни при низких температурах.
Итак, отдельные исследователи готовы назвать лед «холодным первородным бульоном». В полярных льдах, кстати, обнаружены разнообразные формы жизни, а это лишний раз свидетельствует о том, что биота может существовать в такой среде. Почему бы ей не зародиться там?
Вопрос отнюдь не академический. Если эта гипотеза найдет подтверждение, то, очевидно, жизнь гораздо шире распространена в космосе, чем считалось прежде. «Везде, на любой планете, где образовался лед, в его толще, возможно, зародилась и существует жизнь», – заявляет Тринкс. В таком случае следы живых организмов следует искать даже в нашей Солнечной системе: во льдах Марса, на спутниках Юпитера и, конечно, на кометах – этих припорошенных пылью льдинах, снующих среди планет и, может быть, всюду – успешно или нет – сеющих жизнь. Если же вспомнить, что кометы порой вылетают за пределы Солнечной системы, то они могут уносить семена жизни и к другим планетным мирам, распространяя их на просторах Галактики, как предполагают сторонники гипотезы панспермии – «жизни, прилетевшей из космоса».
Море
Что нас ждет в глубине темных вод?
Несколько лет назад бестселлером в Европе стал роман немецкого писателя Франка Шетцинга «Стая». К череде ужасов, подстерегающих нашу цивилизацию, добавился новый. Что, если против своеволия человека восстанет океан? И мириады животных, обитающих в его глубинах, сплотятся и попробуют отомстить нам за непрошеное вторжение? Фантастика? Бред? Или призрак подлинной беды, подстерегающей нас? Ведь глубины океана, например, – это еще и область обитания неведомых микробов, защититься от которых наш организм не готов. Мы только начинаем проникать в этот чуждый нам мир. И наши первые опыты вызывают тревогу. Так что нам ждать в этих темных водах, так пугающих нас, так зовущих нас?