Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

АСТРОБИОЛО́ГИЯ

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 2. Москва, 2005, стр. 402

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: В. Г. Сурдин

АСТРОБИОЛО́ГИЯ (от ас­т­ро... и био­ло­гия), на­уч. дис­ци­п­ли­на, изу­чаю­щая про­ис­хо­ж­де­ние и эво­лю­цию жиз­ни во Все­лен­ной. А. ос­но­вы­ва­ет­ся на дос­ти­же­ни­ях био­ло­гии, хи­мии, ас­тро­но­мии и кос­мо­нав­ти­ки. Осн. за­да­чи А. – вы­яс­не­ние об­стоя­тельств за­ро­ж­де­ния и пу­ти раз­ви­тия жиз­ни на Зем­ле как кос­мич. те­ле, оп­ре­де­ле­ние гра­нич­ных ус­ло­вий ор­га­нич. жиз­ни, по­иск жиз­ни на пла­не­тах Сол­неч­ной сис­те­мы и пла­не­тах иных звёзд, ис­сле­до­ва­ние хи­ми­че­ской (пред­био­ло­гич.) эво­лю­ции ор­га­нич. ве­ще­ст­ва. Од­ним из раз­де­лов А. яв­ля­ет­ся по­иск вне­зем­ных ци­ви­ли­за­ций.

Наи­бо­лее бо­га­тый экс­пе­рим. ма­те­ри­ал по­лу­чен в свя­зи с ис­сле­до­ва­ния­ми про­ис­хо­ж­де­ния жиз­ни на Зем­ле. В нач. 1920-х гг. А. И. Опа­рин вы­дви­нул ги­по­те­зу о том, что в пер­вич­ной бес­ки­сло­род­ной ат­мо­сфе­ре Зем­ли на по­верх­но­сти пла­не­ты из про­стей­ших ве­ществ мог­ли фор­ми­ро­вать­ся слож­ные со­еди­не­ния, став­шие ос­но­вой для раз­ви­тия жиз­ни. Впер­вые это до­ка­за­ли опы­ты амер. учё­но­го С. Мил­ле­ра, ко­то­рый в 1953 ими­ти­ро­вал в ла­бо­ра­тор­ной ус­та­нов­ке пер­вич­ную ат­мо­сфе­ру из во­до­ро­да, ме­та­на, ам­миа­ка и па­ров во­ды. Под­вер­гая эту смесь дей­ст­вию элек­трич. раз­ря­дов, Мил­лер син­те­зи­ро­вал в ней ряд ор­га­нич. со­еди­не­ний, в т. ч. ами­но­кис­ло­ты. Од­на­ко в по­доб­ных экс­пе­ри­мен­тах не уда­лось про­дви­нуть­ся до син­те­за са­мо­вос­про­изво­дя­щих­ся струк­тур. Ос­та­лось мно­го не­ре­шён­ных про­блем, свя­зан­ных с пе­ре­хо­дом от слож­ных ор­га­нич. ве­ществ к про­стым жи­вым ор­га­низ­мам. Но боль­шин­ст­во био­ло­гов счи­та­ет, что та­ким пу­тём по­сте­пен­но мог­ла об­ра­зо­вать­ся био­сфе­ра Зем­ли. По­яв­ле­ние фо­то­син­те­зи­рую­щих бак­те­рий из­ме­ни­ло со­став зем­ной ат­мо­сфе­ры: она ста­ла при­об­ре­тать окис­ли­тель­ный ха­рак­тер. При­сут­ст­вие ки­сло­ро­да в со­ста­ве ат­мо­сфе­ры пла­не­ты яв­ля­ет­ся дос­та­точ­ным (хо­тя и не обя­за­тель­ным) при­зна­ком на­ли­чия на ней жиз­ни.

На­ря­ду с тео­ри­ей за­ро­ж­де­ния жиз­ни на Зем­ле об­су­ж­да­ет­ся и ги­по­те­за пан­спер­мии – пе­ре­но­са жиз­ни с од­них не­бес­ных тел на дру­гие. Ос­но­ва­ния для неё да­ёт об­на­ру­же­ние ор­га­нич. со­еди­не­ний в меж­звёзд­ной сре­де, в яд­рах ко­мет и ме­тео­ри­тах. Осо­бен­но ин­те­рес­ны древ­ней­шие ме­тео­ри­ты – уг­ли­стые хон­д­ри­ты, сфор­ми­ро­вав­шие­ся 4,6–4,4 млрд. лет на­зад. В их ве­ще­ст­ве об­на­ру­же­ны слож­ные ор­га­нич. со­еди­не­ния вплоть до осн. эле­мен­тов ДНК – пу­ри­но­вых ос­но­ва­ний – аде­ни­на и гуа­ни­на. Это сви­де­тель­ст­ву­ет о том, что об­ра­зо­ва­ние та­ких ве­ществ мо­жет про­ис­хо­дить ещё на до­пла­нет­ной ста­дии в пер­вич­ной га­зо­во-пы­ле­вой ту­ман­но­сти; в даль­ней­шем эти ор­га­нич. ве­ще­ст­ва могут вхо­дить в со­став об­ра­зую­щих­ся пла­нет и при бла­го­при­ят­ных ус­ло­ви­ях оп­ре­де­лять раз­ви­тие на них жиз­ни. Во­прос о пе­ре­но­се жи­вых ор­ганиз­мов с пла­не­ты на пла­не­ту по­ка не решён. На Зем­ле най­де­ны ме­тео­ри­ты, при­ле­тев­шие, по-ви­ди­мо­му, с Мар­са (SNC-ме­тео­ри­ты: шер­гот­ти­ты, на­кли­ты, шас­синь­и­ты). Есть со­об­ще­ния об об­на­ру­же­нии в «мар­си­ан­ском» ме­тео­ри­те ALH-84001, а так­же в не­ко­то­рых уг­листых хон­д­ри­тах (Ор­гей, Еф­ре­мов­ка, Аль­ен­де, Мур­чи­сон и др.) ока­ме­не­ло­стей, на­по­ми­наю­щих при­ми­тив­ные фор­мы жиз­ни. Эти био­морф­ные об­ра­зо­ва­ния мик­ро- и на­но­мет­ро­во­го раз­ме­ров по­хо­жи на ми­не­ра­ли­зо­ван­ные циа­но­бак­те­рии, при­сут­ст­вую­щие в древ­них тол­щах Зем­ли, но пол­ной уве­рен­но­сти в их иден­тич­но­сти нет.

Совр. ус­ло­вия на боль­шин­ст­ве объ­ектов Сол­неч­ной сис­те­мы ис­клю­ча­ют воз­мож­ность на­ли­чия жиз­ни. Наи­бо­лее при­вле­ка­тель­ны­ми для её по­ис­ка ос­та­ют­ся Марс, Ев­ро­па (спут­ник Юпи­те­ра) и Ти­тан (спут­ник Са­тур­на). Пря­мые по­ис­ки жиз­ни, до сих пор про­во­див­шие­ся лишь на Лу­не и Мар­се, не да­ли по­ло­жи­тель­ных ре­зуль­та­тов, но ис­сле­до­ва­ния Мар­са в нач. 21 в., вы­явив­шие на­ли­чие во­ды, ос­тав­ля­ют не­ко­то­рую на­де­ж­ду. По­пыт­ки об­на­ру­жить жизнь на др. кос­мич. те­лах с по­мо­щью ав­то­ма­тич. ап­па­ра­тов ос­но­вы­ва­ют­ся на пред­по­ло­же­нии, что она име­ет ту же уг­ле­род­ную ос­но­ву, что и на Зем­ле. Воз­мож­ность жиз­ни на др. ос­но­ве (ам­ми­ак, крем­ний) счи­та­ет­ся ма­ло­ве­ро­ят­ной.

При ис­сле­до­ва­нии ор­га­низ­мов, оби­таю­щих в экс­тре­маль­ных ус­ло­ви­ях (в веч­ной мерз­ло­те, гео­тер­маль­ных ис­точ­ни­ках, льдах Ан­тарк­ти­ды, глу­бо­ко­за­ле­гаю­щих по­ро­дах), уточ­ня­ет­ся диа­па­зон ус­ло­вий, при­год­ных для ор­га­нич. жиз­ни, ко­то­рая де­мон­ст­ри­ру­ет ши­ро­кий диа­па­зон воз­мож­но­стей и ме­ха­низ­мов при­спо­соб­ле­ния. Осо­бо экс­тре­маль­ные ус­ло­вия внеш­ней сре­ды вы­дер­жи­ва­ют не­ко­то­рые мик­ро­ор­га­низ­мы. Од­ни из них спо­соб­ны жить в го­ря­чей (до 115 °C) во­де, дру­гие при­спо­со­би­лись к низ­кой темп-ре (до –20 °C); мн. бак­те­рии раз­мно­жа­ют­ся в очень кис­лых или ще­лоч­ных сре­дах, в кон­цен­три­ро­ван­ных рас­тво­рах со­лей, в при­сут­ст­вии боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва тя­жё­лых ме­тал­лов и при очень вы­со­кой ра­диа­ции. Не­ко­то­рые мик­ро­ор­га­низ­мы ак­тив­но раз­ви­ва­ют­ся при низ­ком дав­ле­нии в верх­них сло­ях ат­мо­сфе­ры (до выс. 85 км), дру­гие – при дав­ле­нии во­ды в 1000 атм на дне оке­ан­ских впа­дин. Прак­ти­че­ски пол­ное вы­сы­ха­ние и ох­ла­ж­де­ние до темп-ры 0,01 К (–273 °C) вы­дер­жи­ва­ют спо­ры и цис­ты мик­ро­ор­га­низ­мов – бак­те­рий, во­до­рос­лей, гри­бов. Рас­ши­ре­ние воз­мож­ных гра­ниц жиз­ни осо­бен­но ин­те­рес­но в свя­зи с от­кры­ти­ем в сер. 1990-х гг. пер­вых вне­сол­неч­ных пла­нет (эк­зо­пла­нет). По­ка об­на­ру­же­но при­сут­ст­вие у не­ко­то­рых звёзд лишь пла­нет-ги­ган­тов, но по­ла­га­ют, что в тех же сис­те­мах име­ют­ся и пла­не­ты, по­доб­ные Зем­ле.

Ас­т­ро­фи­зич. ис­сле­до­ва­ния по­зво­ля­ют про­гно­зи­ро­вать па­ра­мет­ры т. н. зон жиз­ни (эко­сфер) во­круг звёзд. Не­об­хо­ди­мым для раз­ви­тия жиз­ни счи­та­ет­ся на­ли­чие звез­ды уме­рен­ной мас­сы с дли­тель­ным пе­рио­дом спо­кой­ной эво­лю­ции, а так­же пла­не­ты с по­лу­про­зрач­ной ат­мо­сфе­рой, дви­жу­щей­ся по близкой к кру­го­вой ор­би­те в оп­ре­де­лён­ном диа­па­зо­не рас­стоя­ний от звез­ды. Име­ет зна­че­ние воз­раст звез­ды, оп­ре­де­ляю­щий её хи­мич. со­став, а так­же ор­би­та звез­ды в Га­лак­ти­ке, оп­ре­де­ляю­щая час­то­ту пе­ре­се­че­ния ею спи­раль­ных ру­ка­вов, где ус­ло­вия для жиз­ни счи­та­ют­ся не столь бла­го­при­ят­ны­ми. Так вы­яв­ля­ют­ся наи­бо­лее пер­спек­тив­ные мес­та для по­ис­ка вне­зем­ной жиз­ни.

От­кры­тие эк­зо­пла­нет и ис­сле­до­ва­ния Мар­са в нач. 21 в. ав­то­ма­тич. зон­да­ми сти­му­ли­ро­ва­ло по­яв­ле­ние ис­сле­до­ват. цен­тров по А. в США, Фран­ции, Ве­ли­ко­бри­та­нии, Ис­па­нии, Ав­ст­ра­лии и др. стра­нах.

См. так­же Эк­зо­био­ло­гия.

Лит.: Каль­вин М. Хи­ми­че­ская эво­лю­ция. Мо­ле­ку­ляр­ная эво­лю­ция, ве­ду­щая к воз­ник­но­ве­нию жи­вых сис­тем на Зем­ле и на дру­гих пла­не­тах. М., 1971; Пон­нам­пе­ру­ма С. Про­ис­хо­ж­де­ние жиз­ни. М., 1977; Голд­смит Д., Оу­эн Т. По­ис­ки жиз­ни во Все­лен­ной. М., 1983; Ру­бен­чик Л. И. По­иск мик­ро­ор­га­низ­мов в кос­мо­се. К., 1983; Хо­ро­виц Н. По­ис­ки жиз­ни в Сол­неч­ной сис­те­ме. М., 1988; Ге­ра­си­мен­ко Л. М. и др. Бак­те­ри­аль­ная па­леон­то­ло­гия и ис­сле­до­ва­ния уг­ли­стых хон­д­ри­тов // Па­лео­нто­ло­ги­че­ский жур­нал. 1999. № 4; As­tro­bi­ol­ogy: the quest for the con­di­tions of life / Ed. Cr. Horneck, C. Baum­stark-Khan. B.; N. Y., 2002; Proce­ed­ings of the III Euro­pean Work­shop on Exo – As­tro­bi­ol­ogy: Mars: the search for life. Noord­wijk, 2004.

Вернуться к началу