Приспособительная способность одноклеточных существ неисчерпаема. Холод, засоленность, ядовитые вещества — все это не помеха для жизни некоторых микробов.
В горячих источниках, с температурой до 92 градусов, обнаружены своеобразные, приспособившиеся к этим условиям, организмы — бактерии и водоросли.
Напомним, что температурный предел жизни для огромного большинства животных и растений ограничивается моментом свертывания белка. Эта граница для яичного белка, например, лежит около +75 градусов. Бактерии и водоросли из горячих источников обладают особым жаростойким белком. В столь исключительных температурных условиях этот белок создался в процессе эволюционного приспособления бактерий и водорослей к жизни.
Экспедиция микробиологов в 1946 году открыла жизнь даже в бесплодных, обезвоженных почвах пустыни Сахары. Поверхность земли там напоминает раскаленную сковородку. Воды нет. И вот в этих условиях в грамме песка найдено до 100 тысяч микробов.
Микробы пустыни оказались очень тонкими химиками. Их водососущая сила выше всяких норм, известных для растительности засушливых районов.
Специальные приборы регистрировали «дыхание» почвы. Следовательно, микробы эти жизнедеятельны. Стеклянные пластинки, зарытые в исследуемую почву, через две недели оказывались покрытыми плесневыми грибами и бактериями.
Еще более обитаемы «черные пески» — пустыня Кара-Кум. В комочке почвы величиной с наперсток находится более полумиллиона разнообразных видов микроорганизмов. Правда, жизнь микробов чуть теплится. Но в этих существах таится огромная скрытая сила, которая проявляется, как только условия становятся подходящими.
Значит, наши обычные представления о границах жизни очень ограничены. Нельзя судить о жизни, видя только крупный рогатый скот, домашнюю птицу, рыбы в реке и т. д. Посмотрите в микроскоп — и вы увидите еще жизнь, то, что не видно простым глазом. А если микроскоп более совершенный, то он расширит наши представления о жизни еще больше.
Плесневые грибы, бактерии, дрожжи выдерживают давление до 3 тысяч атмосфер без всякого видимого изменения своих свойств.
Очевидно, могут существовать организмы, способные выдерживать очень высокие температуры и давления.
Критическая температура находится в прямой зависимости от давления. Глубоководные драги поднимали многочисленных животных со дна самых глубоких впадин океана — с глубины свыше 8 тысяч метров, где они жили под давлением в 800 атмосфер (при погружении в воду на каждые 10 метров давление увеличивается на одну атмосферу).
Советские микробиологи обнаруживали живые бактерии в нефтеносных скважинах на глубине в 1 000 метров. Академик В. И. Вернадский считает, что живые организмы могут встречаться под землей на глубине в 4 тысячи метров.
Лабораторными исследованиями установлено, что дрожжевые грибки могут выдерживать давление в 8 тысяч атмосфер.
Скрытые формы жизни — семена или споры — могут сохраняться длительное время в «безвоздушном» пространстве, то есть при давлениях, равных тысячным долям атмосферы.
На высоте в 7 тысяч метров и при давлении примерно в 225 миллиметров ртутного столба человек теряет сознание. Но ведь крупные горные птицы — кондоры — парят около высочайших горных вершин например у Эвереста в Гималаях высотой 8 882 метра. Тли, мухи найдены в воздухе на высоте в 8 200 метров. Шар-зонд приносит споры бактерий и плесневых грибков с высоты в 33 тысячи метров — из заоблачных областей атмосферы, пронизываемых мощным космическим излучением.
Огромна и область химических изменений, которые выдерживает жизнь. Споры и зерна могут неопределенное время находиться без всякого вреда в среде, лишенной газов и воды, то есть вполне сухой.
Химические среды, в которых может существовать жизнь, чрезвычайно разнообразны. Бацилла Борацикола, живущая в горячих борных источниках Тосканы, свободно выдерживает 10-процентный раствор серной кислоты при обычной температуре и 0,3-процентный раствор сулемы. Некоторые бактерии и инфузории выдерживают даже концентрированные растворы сулемы. Дрожжи живут в растворах фтористого натрия. Личинки некоторых мух выживают в 10-процентном растворе формалина.
Наукой доказано существование живых существ, лишенных хлорофилла, но добывающих себе питание из неорганических веществ. Эти невидимые существа — бактерии живут в почвах, в верхних слоях земной коры, проникают в глубокие толщи океана. Для поддержания своей жизнедеятельности они употребляют химическую энергию минералов, богатых кислородом, поэтому не зависят от других организмов и солнечных лучей.
Число видов таких бактерий незначительно. Оно не превышает сотни. Между тем видов зеленых растений известно до 180 тысяч.
Листья подснежника ранней весной пробились из-под снега.
Солданелла пробивает толстый слой снега.
Но одна бактерия может произвести в один день несколько триллионов особей. А одна одноклеточная зеленая водоросль, из всех растений наиболее быстро размножающаяся, дает в тот же промежуток времени лишь несколько особей, а большей частью около одной особи в два-три дня.
Несмотря на микроскопические размеры, из-за поразительной силы размножения значение бактерий в природе огромно.
Вот вы, читатель, теперь и подумайте — существуют или не существуют микроорганизмы на других планетах, в частности, на Марсе и Венере. Или иначе: существует ли жизнь на планетах?
Мы познакомили вас с физическими и химическими свойствами планет солнечной системы, с колоссальной приспособляемостью растений и микроорганизмов к условиям среды.
Отрешитесь от обычных представлений о жизни, загляните глубже в сущность вопроса — и вы убедитесь, что жизнь существует и на других планетах. Во всяком случае, мы с уверенностью говорим о существовании микроорганизмов на Марсе и Венере.
Можно ли сказать то же о планетах-гигантах — Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне?
Да, можно, и вот почему.
Атмосферы планет-гигантов заполнены газами метаном (он же рудничный, или болотный, газ) и аммиаком. Микроорганизмы могут жить в этих газах. Между прочим, газы метан и аммиак в основном происходят от разложения отживших организмов.
По некоторым данным можно считать, что с углублением в атмосферы планет-гигантов температура постепенно повышается и на некоторой глубине становится нулевой и положительной. Интересно отметить, что при сравнении спектра метана из светильного газа, имеющего органическое происхождение, со спектрами планет-гигантов получилось полное сходство, тогда как между спектрами этих планет и аммиака лабораторного, синтетического найдено различие. Следовательно, в условиях планет-гигантов могут существовать микроорганизмы.
Могут ли существовать высшие животные на Марсе, свойства которого нам известны несравненно лучше, чем свойства Венеры?
Необходимо открыто сказать, что здесь мы вступаем в область чрезвычайно темную. На Земле растения и высшие животные находятся в теснейшей связи— растения выделяют кислород, которым дышат животные, а животные выделяют углекислый газ, обеспечивающий растениям воздушное питание. В атмосфере Марса, как говорилось выше, присутствие кислорода не обнаружено. Правда, присутствие паров воды в его атмосфере также не обнаружено, хотя нет сомнения, что вода на Марсе есть, а следовательно, есть и пары воды в воздухе.
Несомненно, что спектральный анализ в применении к атмосфере Марса еще не сказал своего последнего слова. Дальнейшие исследования Марса при помощи мощных астрономических приборов и развитие некоторых вопросов физики дадут возможность расширить знания о жизни на этой планете.
Как видим, астроботаника уже переросла в науку о внеземной жизни в более широком смысле, то есть в астробиологию. Мощные астрономические инструменты позволят нам исследовать свет планет, проникая возможно дальше в инфракрасные лучи.
Тесная связь астробиологии с астрономией, физикой, химией, биологией объединит усилия исследователей. Все это даст науке единый комплекс знаний о жизни на Земле и других планетах.
Нельзя себе представить дело так, будто все зарубежные ученые придерживаются мнения об исключительности земной жизни. Мы назвали английского астронома Джинса, который пытается отрицать распространенность жизни во Вселенной. Есть, конечно, и другие астрономы, подобные ему. Но есть и ученые, считающие, что жизнь существует и на других планетах.
Интерес к исследованию возможности жизни на других планетах сильно возрос во всех странах.
В последние годы напечатано много статей в иностранных журналах о возможности жизни на других планетах. Поэтому советским читателям, которых мы познакомили с нашими выводами, небезинтересно знать, что же пишут зарубежные ученые по этому вопросу.
Исследователь планет американский астроном Кейпер в 1952 году издал свою книгу «Атмосферы Земли и планет». Выводы, к которым он пришел, весьма важны.
Кейпер пишет, что в тех местах Марса, где предполагается растительность, наблюдается изменение цвета с сезонами, повидимому, зависящее от относительной влажности.
Зелено-голубые площади после засыпания их песком и пылью из марсианских пустынь имеют способность возобновляться. Этим свойством могут обладать только растения. Минеральные образования уже давным-давно были бы погребены под желтой пылью.
Присутствуют на Марсе углекислота, вода и, вероятно, азот. Пределы температуры хотя и велики, но не чрезмерны. Растения могут получать на Марсе питание от пыли и кристаллов льда, падающих на растительные площади.
В прежние периоды на Марсе был более мягкий и более влажный климат. Эта планета имела так же много времени для эволюции жизни, как и Земля. Конечно, развитие растительности на Марсе происходило по-иному, чем на Земле.
Если жизнь существует хотя бы только на двух планетах солнечной системы, пишет Кейпер, то весьма заманчиво заключить, что по истечении достаточного времени она может самопроизвольно зарождаться, где только позволят условия. Планетных систем во Вселенной множество. Нет оснований считать, что жизнь ограничена лишь Землей.
А вот мнение другого представителя науки — немецкого профессора физиологии Стругхолда, работающего в США.
Стругхолд пишет, что при рассмотрении вопроса о жизни на Марсе необходимо иметь в виду особенности среды, то есть температуру и кислород. Ведь структура всякого живого тела во Вселенной основана на атоме углерода и на его химических свойствах. Температура, свет, вода, химический состав почвы и воздуха накладывают на жизнь некоторые границы. Только внутри этих границ может существовать и развиваться активная жизнь.
Что значат активные проявления жизни? Это — рост и деятельность мускулов и нервов. Активные проявления их возможны только при определенной температуре. Температурная область начинается на несколько градусов ниже точки замерзания воды и кончается приблизительно на 60 градусах. Только теплолюбивые бактерии еще жизнеспособны при температурах выше 70 градусов. Бактерии, споры и некоторые семена могут переносить в течение нескольких часов даже температуру в 120 градусов. Арктические растения переносят температуру —60 градусов. Быстро переохлажденные организмы, такие, как водоросли, бактерии, лишайники и мхи, могут пережить в течение недели в жидком азоте, кислороде, водороде или гелии при температуре, близкой к абсолютному нулю. Значит, в этой области, пишет Стругхолд, жизнь возможна — скрытая или покоящаяся. Очень низкая температура не уничтожает безусловно жизнь, если холод длится временно.
Стругхолд пишет, что Марс и Венера являются вместе с Землей единственными планетами, которые в температурном отношении имеют условия для жизни в нашем понимании. Марс — жизнелюбивая планета. Правда, в атмосфере Марса не удалось обнаружить кислород, но ведь есть анаэробное дыхание, которое не нуждается в кислороде.
Человек нуждается по меньшей мере в 65 миллиметрах давления кислорода. Это соответствует высоте в 7 тысяч метров. Приспособление человека к такой высоте возможно, что подтверждено экспедицией в Гималаях. Но длительная жизнь человека возможна в крайнем случае лишь на высоте до 5 тысяч метров. По современным данным, давление кислорода на Марсе достигает в лучшем случае сотой части минимального давления кислорода, необходимого для человека.