Мы марсиане? Захватывающая идея о том, что жизнь на Земле зародилась на Красной планете

Химик собрал доказательства этой теории

Как зародилась жизнь на Земле? Хотя у ученых есть свои теории, они пока не до конца понимают, какие именно химические процессы привели к появлению биологии и когда возникли первые примитивные формы жизни.

Но что, если жизнь на Земле зародилась не здесь, а была занесена на метеоритах с Марса? Это не самая популярная теория происхождения жизни, но она остается интригующей гипотезой. Доцент кафедры химии Дублинского городского университета Шон Джордан (Seán Jordan) привел все доказательства за и против.

Время — ключевой фактор

Марс сформировался около 4,6 миллиарда лет назад, а Земля немного моложе — ей 4,54 миллиарда лет. Поверхности обеих планет изначально были расплавленными, но постепенно остыли и затвердели.

Теоретически жизнь могла зародиться независимо друг от друга как на Земле, так и на Марсе вскоре после их формирования. Хотя поверхность Марса сегодня, вероятно, непригодна для жизни в том виде, в котором мы ее знаем, на раннем Марсе, вероятно, были те же условия, что и на ранней Земле.

Судя по всему, на раннем этапе развития Марс обладал защитной атмосферой и жидкой водой в виде океанов, рек и озер. Возможно, он также был геотермально активен, с множеством гидротермальных источников и горячих ключей, которые обеспечивали необходимые условия для зарождения жизни.

Одна из гипотез утверждает, что около 4,51 миллиарда лет назад, скалистая планета размером с Марс под названием Тейя врезалась в Протоземлю. Это столкновение привело к тому, что оба тела расплавились, а затем разделились на Землю и ее луну. Если бы жизнь началась до этого события, она, конечно, не пережила бы его.

Марс, с другой стороны, вероятно, не подвергался глобальному расплавлению. На красной планете было немало столкновений в неспокойные ранние периоды существования Солнечной системы, но, судя по имеющимся данным, ни одно из них не было настолько сильным, чтобы полностью уничтожить планету, а некоторые области могли оставаться относительно стабильными.

Таким образом, если жизнь зародилась на Марсе вскоре после формирования планеты 4,6 миллиарда лет назад, она могла продолжать развиваться без существенных перерывов по крайней мере полмиллиарда лет. По прошествии этого времени магнитное поле Марса разрушилось, что ознаменовало начало конца для марсианской жизни. Защитная атмосфера исчезла, и поверхность планеты оказалась под воздействием низких температур и ионизирующего излучения из космоса.

Что насчет Земли?

Как скоро после гипотетического столкновения, в результате которого образовалась Луна, появилась жизнь? Если проследить путь древа жизни до его корня, то мы придем к микроорганизму по имени Лука (LUCA) — последнему универсальному общему предку. Это вид микроорганизмов, от которого произошли все современные формы жизни. Недавнее исследование позволило реконструировать характеристики Луки с помощью генетики и изучения окаменелостей ранних форм жизни на Земле. Это позволяет предположить, что Лука жил 4,2 миллиарда лет назад — раньше, чем предполагалось ранее.

Лука был не самым древним организмом на Земле, а одним из множества видов микробов, существовавших в то время на нашей планете. Они конкурировали, сотрудничали и выживали в суровых условиях, а также отражали атаки вирусов.

Если около 4,2 миллиарда лет назад на Земле существовали небольшие, но довольно сложные экосистемы, значит, жизнь зародилась раньше. Но насколько раньше? По новым оценкам, возраст Луки составляет 360 миллионов лет после образования Земли и 290 миллионов лет после столкновения, в результате которого образовалась Луна. Все, что мы знаем, — это то, что за эти 290 миллионов лет химия каким-то образом превратилась в биологию. Было ли этого времени достаточно для зарождения жизни на Земле и последующего формирования экосистем, существовавших при жизни Луки?

Марсианское происхождение земной жизни позволяет обойти этот вопрос. Согласно гипотезе, марсианские микроорганизмы могли попасть на Землю с метеоритами как раз вовремя, чтобы воспользоваться благоприятными условиями, возникшими после образования Луны.

Однако, некоторые ученые все же считают, что 290 миллионов лет — это достаточно большой срок для того, чтобы в результате химических реакций на Земле появились первые живые организмы, а биология впоследствии диверсифицировалась и стала более сложной.

Пережить путешествие

Реконструированный геном Луки предполагает, что он мог питаться молекулярным водородом или простыми органическими молекулами. Наряду с другими доказательствами, это позволяет предположить, что средой обитания Луки были либо неглубокие морские гидротермальные источники, либо геотермальные горячие источники. В настоящее время считается, что в таких средах на ранней Земле были необходимые условия для зарождения жизни из неживой материи.

Лука также обладал биохимическими механизмами, которые могли защитить его от высоких температур и ультрафиолетового излучения — реальных опасностей в условиях ранней Земли.

Однако далеко не факт, что ранние формы жизни смогли бы пережить путешествие с Марса на Землю. Итв геноме Луки нет ничего, что указывало бы на то, что он был особенно хорошо приспособлен к космическим полетам.

Чтобы попасть на Землю, микроорганизмам нужно было пережить первичное столкновение с поверхностью Марса, высокоскоростной выброс из марсианской атмосферы и путешествие в космическом вакууме под воздействием космических лучей в течение как минимум большей части года.

Затем им нужно было пережить высокотемпературный вход в атмосферу Земли и еще одно столкновение с поверхностью. Это последнее событие могло привести или не привести к попаданию в среду, к которой он был хотя бы отдаленно приспособлен.

Шон Джордан считает это маловероятным. Он отмечает, что каким бы сложным ни казался переход от химии к биологии, он все гораздо более простой, чем идея о том, что этот переход произошел на Марсе, что формы жизни пережили путешествие на Землю, а затем адаптировались к совершенно новой планете.

«Возникает еще один вопрос: если жизнь попала с Марса на Землю в течение первых 500 миллионов лет существования нашей Солнечной системы, то почему за последующие четыре миллиарда лет она не распространилась с Земли на остальную часть Солнечной системы? Может быть, мы все-таки не марсиане», — пришел к выводу ученый.

Известно, что примерно от 4,2 до 3,7 миллиардов лет тому назад реки, озера и океаны Красной планеты начали исчезать, поскольку солнечный ветер постепенно сдувал ее атмосферу.