Методы обнаружения внеземной жизни

Поиск микроорганизмов

Наиболее весомым доказательством присутствия жизни на планете будет, конечно, рост и развитие живых организмов. Поэтому когда сравниваются и оцениваются различные методы обнаружения жизни вне Земли, преимущество отдается тем из них, которые позволяют с достоверностью установить размножение клеток. А поскольку наиболее распространенными в природе являются микроорганизмы, при поиске жизни вне Земли прежде всего следует искать микроорганизмы.

Микроорганизмы на других планетах могут находиться в грунте, почве или атмосфере, поэтому разрабатываются различные способы взятия проб для анализов. В одном из приборов — «Гулливере» — предложено остроумное приспособление для взятия пробы для посева. По окружности прибора расположены три небольших цилиндрических снаряда, к каждому снаряду прикреплена липкая силиконовая нить. Взрыв пиропатронов отбрасывает снаряды на несколько метров от прибора. Затем силиконовая нить наматывается и, погружаясь при этом в питательную среду, заражает ее частицами прилипшего к ней грунта.

Размножение организмов в питательной среде может быть установлено с помощью различных автоматических устройств, одновременно регистрирующих нарастание мутности среды (нефелометрия), изменение реакции питательной среды (потенционометрия), нарастание давления в сосуде за счет выделяющегося газа (манометрия).

Очень изящный и точный способ основан на том, что в питательную среду добавляют органические вещества (углеводы, органические кислоты и др.), содержащие меченый углерод. Размножающиеся микроорганизмы будут разлагать эти вещества, а количество выделившегося в виде углекислоты радиоактивного углерода определит миниатюрный счетчик, прикрепленный к прибору. Если питательная среда будет содержать различные вещества с меченым углеродом (например, глюкозу и белок), то по количеству выделившейся углекислоты можно составить ориентировочное представление о физиологии размножающихся микроорганизмов.

Чем больше разнообразных методов будет использовано для выявления обмена веществ у размножающихся микроорганизмов, тем больше шансов получить достоверные сведения, так как некоторые методы могут подвести, дать ошибочные данные. Например, питательная среда может помутнеть и от попавшей в нее пыли, как, возможно, было с «Викингами» в 1976 году.

Когда клетки микроорганизмов размножаются, интенсивность регистрируемых и передаваемых на Землю показателей непрерывно нарастает. Динамика этих процессов хорошо известна, а она — надежный критерий определения действительного роста и размножения клеток.

Наконец, на борту автоматической станции можно поместить два контейнера с питательной средой. И как только в них начнется нарастание изменений, в один из них автоматически будет добавлено сильнодействующее ядовитое вещество, полностью прекращающее рост. Продолжающееся изменение показателей в другом контейнере будет надежным доказательством биогенного характера наблюдаемых процессов.

Конструируемые приборы не должны быть чрезмерно чувствительными, так как перспективы «открыть» жизнь там, где ее нет, приближена к нулю, а за увеличение чувствительности приходится платить излишней громоздкостью.

С другой стороны, прибор не должен дать отрицательный ответ, если жизнь действительно существует на исследуемой планете. Именно поэтому надежность и чувствительность предполагаемой аппаратуры усиленно обсуждается и уже претворяется в жизнь.

Хотя размножение микроорганизмов и является единственным бесспорным признаком жизни, это не значит, что не существует иных приемов, позволяющих получить необходимую информацию. Некоторые краски, соединяясь с органическими веществами, дают легко обнаруживаемые комплексы, поскольку обладают способностью к адсорбции волн строго определенной длины. Один из предложенных методов основан на применении масс-спектрометра, который устанавливает обмен изотопа кислорода 0₁₈, происходящий под влиянием ферментов микробов у таких соединений, как сульфаты, нитраты или фосфаты. Особенно хорошо и, главное, разнообразно применение люминесценции. Применение некоторых люминофоров дает свечение ДНК, содержащейся в клетках бактерий.

Следующий этап в исследованиях — применение портативного микроскопа, снабженного поисковым устройством, способным отыскивать в поле зрения отдельные клетки.

Специальные устройства будут передавать на Землю (в общем, этот принцип уже использовался на практике) видимые микроскопические картины. Здесь уместно отметить, что в задачи экзобиологии кроме обнаружения существующей теперь жизни входят также палеобиологические исследования.

Сложным вопросом в методическом отношении будет признание живыми тех форм, которые организованы более просто, чем микроорганизмы. Эти находки, вероятно, представят гораздо больший интерес для решения проблемы возникновения жизни, чем обнаружение таких относительно живых существ, как микроорганизмы.

Методов, позволяющих получать сведения о внеземной жизни, пока немного. Мы только приближаемся к такой возможности. И трудно будет переоценить значение данных, которые мы получим.

В заключение можно условно разделить все методы на три группы:

1. Дистанционные методы наблюдения определяют общую обстановку на планете с точки зрения наличия признаков Ж1 зни. Дистанционные методы связаны с использованием техники и приборов, расположенных как на Земле, так и на космических кораблях и искусственных спутниках планеты.

2. Методы непосредственного физико-химического анализа свойств грунта и атмосферы планеты при посадке космического аппарата.

3. Функциональные методы предназначаются для обнаружения и изучения основных признаков живого в исследуемом образце. С их помощью предполагается ответить на вопрос о наличии роста и размножения, метаболизма, способности к усвоению питательных веществ и других характерных признаков жизни.