Происхождение жизни: Можем ли мы быть марсианами?

Что если жизнь на Земле вовсе не возникла здесь, а появилась на Марсе, прежде чем добраться до нашей планеты на космическом камне?

Шон Джордан: Как возникла жизнь на Земле? Ученые имеют свои теории, но пока не понимают точно, какие химические процессы привели к биологии и когда появились первые примитивные формы жизни.

Но что, если жизнь на Земле не зародилась здесь, а прибыла с метеоритами с Марса? Это не самая распространенная теория о происхождении жизни, но она остается интригующей гипотезой. Здесь мы рассмотрим аргументы за и против.

Вопрос времени

Марс образовался около 4,6 миллиардов лет назад, в то время как Земля чуть моложе — 4,54 миллиарда лет. Поверхности обеих планет были изначально расплавлены, а затем постепенно остыли и затвердели.

Жизнь могла теоретически возникнуть независимо как на Земле, так и на Марсе вскоре после их образования. Хотя сегодня поверхность Марса, вероятно, непригодна для жизни, ранний Марс, возможно, имел схожие условия с ранней Землей.

Ранний Марс, по всей видимости, обладал защитной атмосферой и жидкой водой в виде океанов, рек и озер. Он также мог быть геотермально активным, с множеством гидротермальных источников и горячих источников, обеспечивающих необходимые условия для возникновения жизни.

Однако около 4,51 миллиарда лет назад в протоземлю врезался планета размером с Марс, известная как Тея. Этот удар привел к их слиянию, в результате чего образовались Земля и ее луна. Если жизнь начала свое существование до этого события, она, безусловно, не могла бы его пережить.

С другой стороны, Марс, вероятно, не пережил глобального переплавления. Красная планета испытала множество ударов в жестоком раннем солнечном системе, но, по имеющимся данным, ни один из них не был достаточно мощным, чтобы полностью разрушить планету — некоторые области могли оставаться относительно стабильными.

Таким образом, если жизнь возникла на Марсе вскоре после его формирования 4,6 миллиарда лет назад, она могла бы продолжать эволюционировать без значительных прерываний как минимум полмиллиарда лет. После этого магнитное поле Марса обрушилось, что стало началом конца его жизнеспособности. Защитная атмосфера исчезла, оставив поверхность планеты подверженной морозным температурам и ионизирующему излучению из космоса.

Вопрос о времени

Но как скоро на Земле появилась жизнь после удара, который сформировал Луну? Прослеживание «древа жизни» до его корней приводит к микроорганизму под названием Лука — последнему универсальному общему предку. Это микробное существо, от которого ведет свое происхождение вся жизнь на Земле сегодня. Недавнее исследование восстановило характеристики Луки с использованием генетических данных и ископаемых записей ранней жизни на Земле. Установлено, что Лука жил 4,2 миллиарда лет назад — раньше, чем некоторые предыдущие оценки.

Лука не был самым ранним организмом на Земле, но одним из множества видов микробов, существовавших одновременно на нашей планете в это время. Они конкурировали, сотрудничали и справлялись с неблагоприятными погодными условиями, а также отражали атаки вирусов.

Если на Земле около 4,2 миллиарда лет назад существовали небольшие, но довольно сложные экосистемы, жизнь должна была зародиться гораздо раньше. Но насколько раньше? Новая оценка возраста Луки составляет 360 миллионов лет после формирования Земли и 290 миллионов лет после удара, приведшего к образованию Луны. Все, что мы знаем, это то, что за эти 290 миллионов лет химия каким-то образом стала биологией. Смогло ли это время стать достаточным для возникновения жизни на Земле и ее последующей диверсификации в экосистемы, существовавшие во время жизни Луки?

Марсианское происхождение земной жизни обходит этот вопрос. Согласно гипотезе, виды марсианских микроорганизмов могли бы добраться до Земли на метеоритах как раз вовремя, чтобы воспользоваться благоприятными условиями после формирования Луны.

Выживание в путешествии

Восстановленный геном Луки предполагает, что он мог питаться молекулярным водородом или простыми органическими молекулами. Это также указывает на то, что среда обитания Луки могла быть либо системой гидротермальных источников в мелких морях, либо геотермальным горячим источником. Современные представления в области происхождения жизни предполагают, что такие виды окружающей среды на ранней Земле имели необходимые условия для возникновения жизни из неживой химии.

Тем не менее совершенно неясно, могли ли ранние жизненные формы выжить в путешествии с Марса на Землю. А в геноме Луки нет никаких указаний на то, что он был особенно хорошо адаптирован к космическому путешествию.

Чтобы добраться до Земли, микроорганизмы должны были пережить начальный удар на поверхности Марса, быстрое выбрасывание из атмосферы и путешествие через вакуум космоса, подвергаясь бомбардировке космическими лучами в течение как минимум большей части года.

Им также пришлось бы выжить при высокотемпературном входе через атмосферу Земли и еще одном ударе о поверхность. Это последнее событие могло либо закончиться размещением их в среде, к которой они были хоть немного адаптированы.

Шансы на это кажутся довольно низкими. Однако, как бы трудно не казался переход от химии к биологии, мне кажется, что это гораздо проще, чем предположение о том, что этот переход произошел на Марсе, с формами жизни, пережившими путешествие на Землю, а затем адаптировавшимися к совершенно новой планете. Хотя я могу и ошибаться.

Полезно взглянуть на исследования, показывающие, могли ли микроорганизмы выжить в пути между планетами. Пока что кажется, что только самые выносливые микроорганизмы смогли бы выжить в пути между Марсом и Землей. Это виды, адаптированные к предотвращению повреждений от радиации и способные выживать при обезвоживании через образование спор.

Но, возможно, если популяция микроорганизмов оказалась бы заперта в недрах достаточно большого метеорита, они могли бы быть защищены от большинства жестких условий космоса. Некоторые компьютерные симуляции даже поддерживают эту идею. Ведутся дальнейшие симуляции и лабораторные эксперименты для проверки этого.

Это вызывает еще один вопрос: если жизнь добралась с Марса на Землю в течение первых 500 миллионов лет существования нашей Солнечной системы, тогда почему она не распространилась с Земли на остальные части Солнечной системы в последующие четыре миллиарда лет? Может быть, мы не марсиане после всего.