Загадка Марса

ЧТО НЕОБХОДИМО ДЛЯ ЖИЗНИ?

Выйдите летним днем в поле и оглядитесь кругом — со всех сторон вас окружает жизнь. Леса состоят из многочисленных живых растений, в поле растут травы и цветы, в воздухе летают птицы, стрекозы, бабочки, мухи и жуки, под ногами копошатся муравьи, стрекочут кузнечики, а в земле прокладывает себе дорогу неутомимый крот. Вы подходите к реке, и здесь, на воде и под водой, вас снова встречает жизнь. Цветут кувшинки и колышутся под водой водоросли, квакают лягушки и проносятся в воде стайки серебристых рыбок.

Сотни тысяч видов различных животных и растений населяют Землю. Количество же отдельных особей и растений неисчислимо. И все же доступный невооруженному глазу живой мир несравненно малочисленное того мира мельчайших микроорганизмов, который открывается нам при наблюдениях в микроскоп.

Возьмем маленькую капельку воды из какой-нибудь лесной лужицы и поместим ее под микроскоп. Взглянув в его окуляр, мы будем поражены удивительным многообразием живых существ, беспрестанно движущихся в поле зрения микроскопа. Они так малы, что для них капля воды кажется такой же огромной, как озеро для маленькой рыбешки.

Мельчайшие животные и человеческий волос при наблюдении в микроскоп.

Было время, когда люди думали, что на земном шаре существует немало мест, где жизни нет вовсе. Однако ныне все труднее и труднее указать, где же есть такие места, да и существуют ли они вообще. Давно отошли в область сказок представления о том, что центральные районы Арктики и Антарктики лишены всяких признаков жизни. Наши славные герои-папанинцы, побывав на Северном полюсе, встретили там и в воде и на льду разнообразные формы животной и растительной жизни.

Антарктика значительно суровее Арктики. Но человек посетил эти суровые места и там встретил жизнь.

Многие из полярных путешественников утверждают, что всюду в полярных странах даже на самом маленьком кусочке твердой земли, свободной ото льда, тянется к солнцу, правда весьма скудная, полярная растительность.

Человек поднимался на высочайшие горы, опускался в глубочайшие шахты и всюду встречал жизнь. Даже в атмосфере, на высотах в несколько километров, были обнаружены маленькие мушки, чувствующие себя превосходно в таком разреженном воздухе, где человек не мог бы свободно дышать.

Какие-нибудь сто лет назад считалось, что мрачные подводные глубины морей и океанов необитаемы. И в самом деле, основания для такого заключения казались весьма вескими. Во-первых, в глубинах океанов и морей господствуют чудовищные давления. Так например, на дне Атлантического океана давление достигает 600 килограммов на 1 квадратный сантиметр! Между тем на нас, живущих на «дне» воздушного океана, атмосфера давит с силой всего около 1 килограмма на 1 квадратный сантиметр.

Во-вторых, в морских глубинах царствует полный и постоянный мрак. Дело в том, что вода поглощает солнечные лучи, и ни один из них не способен проникнуть на глубину больше 400 метров. Поэтому глубины океана — это область постоянного мрака, лишенная смены дня и ночи.

В-третьих, наконец, на больших глубинах температура воды постоянна и лишь немного выше нуля. Значит, и смены времен года для этих глубин также не существует.

Трудно себе представить, чтобы в таких условиях могли жить какие-нибудь существа. Но вот, когда весь ученый мир признал невозможность жизни на больших глубинах, были изобретены глубоководные драги — приспособления для извлечения содержимого морских глубин и их изучения. Когда драги опустили на большую глубину, а затем извлекли из воды, — результат пробы превзошел все ожидания. Драги оказались полными разнообразных живых существ — рыб, ракообразных и моллюсков. Тогда начались систематические исследования подводного мира.

Ученые не ограничились взятием проб из морских глубин. Им хотелось своими глазами увидеть, каким же образом может существовать жизнь при страшных давлениях и без малейшего проблеска света. Они построили батисферу — толстостенный металлический шар с окнами, закрытыми очень толстым стеклом. Батисфера была снабжена прожектором для освещения мрачных морских глубин и аппаратом для создания искусственного воздуха.

И вот батисферу на стальном тросе вместе с находящимися внутри учеными опустили на глубину около одного километра. В окно батисферы ученые увидели множество причудливых рыб, совсем не похожих на своих мелководных сородичей. Эти рыбы чувствовали здесь себя так же превосходно, как и животные, обитающие при солнечном свете и на суше. Но, пожалуй, самым удивительным было то, что природа снабдила обитателей морских глубин собственными источниками света. Их органы светились подобно светлячкам, излучая холодный свет в окружающий мрак. Когда был потушен прожектор, то зрелище стало совершенно необыкновенным. Во всех направлениях вокруг батисферы сновали в виде светящихся разноцветных огоньков удивительные обитатели подводного мира.

Итак, повсюду — на земле и в воде, на экваторе и у полюсов, высоко в атмосфере и в глубинах океана — мы встречаем жизнь в разнообразных ее формах.

Батисфера в глубинах океана.

Живые организмы — растения и животные — поражают нас не только своим многообразием, но и необычайной приспосабливаемостью к окружающим условиям, Ни суровые морозы, ни разреженный воздух, ни отсутствие света не могут воспрепятствовать существованию жизни.

В 1909 году известный русский ботаник академик В. Л. Комаров обнаружил на Камчатке удивительные растения. Это сине-зеленые водоросли, живущие в Малкинских горячих источниках, температура воды которых достигает 76 градусов тепла! С другой стороны, такие растения, как сибирская лиственница, свободно переносят морозы в 60 градусов. А еще более стойки животные микроскопических размеров — коловратки, тихоходки и нематоды. Их помещали в жидкий воздух, температура которого достигала 190 градусов ниже нуля, и в нем они оставались живыми в течение пяти суток!

Раскройте учебник биологии, и вы найдете там много других примеров приспособляемости живых организмов.

В пустынных и безводных местностях растения имеют длинные корни, позволяющие им доставать живительную влагу из глубоких слоев почвы. Получив воду, они бережно сохраняют ее. Испарение воды происходит через листья, а потому многие из растений пустынь совсем не имеют их, как, например, кактусы или саксаул. В тех же местах, где влаги много, испарение ее растениями достигает огромных размеров. Так например, береза за сутки испаряет несколько десятков ведер воды!

Эти и многие другие примеры убеждают нас в том, что живые организмы обладают важной способностью приспособляться к окружающей среде. И все-таки у жизни есть границы, за которыми ее существование немыслимо.

Изучая животный и растительный мир на Земле, ученые установили, какие условия необходимы для жизни. Прежде всего оказалось, что все живые организмы состоят из разнообразных химических соединений углерода. Вместе с кислородом, азотом и водородом он образует так называемые белковые соединения, или, проще, белки.

Нет ни одного живого организма, в состав которого не входили бы белки. И это не случайно. Белки в живых организмах обладают замечательными свойствами: они, взаимодействуя с окружающей средой, непрерывно видоизменяются, перестраиваются, отделяя принадлежащие к ним атомы и присоединяя новые. Короче говоря, они осуществляют тот обмен веществ, который является одним из главнейших признаков жизни.

Однако способность к обмену веществ с окружающей средой проявляется у белков только при вполне определенных условиях. Вот эти-то условия и являются теми границами, в рамках которых возможна жизнь.

Первым из условий, без которых жизнь не может существовать, является подходящая температура. Возьмите сырое яйцо с живым зародышем и погрузите его в кастрюлю с кипятком. Белок свернется, затвердеет, и вместе с ним погибнет куриный зародыш. Высокая температура вредна для жизни. Большинство живых организмов погибает при температуре, близкой к 100 градусам тепла. Исключением являются микробы заразной болезни, называемой сибирской язвой. Эти «рекордсмены» выдерживают температуру до 170 градусов выше нуля. Но тем не менее можно смело утверждать, что при температуре выше 200 градусов гибнет все живое.

Очень низкие температуры также опасны для жизни. Вряд ли можно встретить жизнь там, где температура никогда не превышает 100 градусов холода.

Вторым условием, необходимым для жизни, является вода. Без воды не может происходить распространение питательных соков в живом организме, то-есть немыслим обмен веществ. Воды в живых организмах очень много. Тела животных наполовину состоят из воды, а в растениях она составляет большую часть веса всего организма. Таким образом, без воды не может быть жизни.

Наконец, третьим, важнейшим условием для существования жизни является наличие атмосферы, по составу сходной с земной. Она нужна хотя бы уже потому, что без нее вода не могла бы существовать в жидком состоянии. Можно проделать такой интересный физический опыт. Чашку с водой помещаем под стеклянный колпак. Стоит только с помощью насоса выкачать воздух из-под колпака, и вода мгновенно закипает, обращаясь в пар. То же произошло бы с морями и океанами нашей Земли, если бы по каким-нибудь причинам ее атмосфера перестала существовать. Кроме того, наша атмосфера играет роль ловушки для солнечных лучей. Она свободно пропускает их до поверхности Земли, и лучи нагревают Землю. Тепло же, полученное Землей, атмосфера обратно не отдает, сохраняя его на благо живым организмам. Она напоминает одеяло, хранящее тепло. Без атмосферы на Земле по ночам свирепствовали бы морозы в 100 градусов и более.

Наконец, атмосфера нужна для дыхания. Правда, не всякая атмосфера годна для этого. Дышать можно лишь атмосферой, содержащей кислород, но не какие-нибудь ядовитые газы в большом количестве.

Когда мы дышим, кислород, попадая в наш организм, соединяется с различными веществами, окисляя их. В результате появляются новые вещества, в частности углекислый газ, выделяемый при выдохе. Таким образом, живой организм черпает энергию за счет дыхания, то-есть соединения с кислородом.

Следовательно, для жизни существенно необходима атмосфера, имеющая в своем составе кислород и в небольшом количестве углекислый газ, но не содержащая в изобилии каких-нибудь ядовитых для дыхания газов.

Однако может возникнуть законный вопрос: ведь мы знаем жизнь только в тех формах, в которых она встречается на Земле. Кто нам дал право утверждать, что границы земной жизни есть границы жизни вообще? Может быть, в других мирах живые существа вовсе не состоят из белков, а потому и условия для их существования будут совсем иными, чем для земных живых организмов?

Было время, когда считали, что жизнь встречается повсюду и на всех небесных телах. Поэтически настроенные фантазеры писали о повсеместности жизни и неограниченности ее возможностей. Однако все эти фантазии пришлось оставить, как совершенно ненаучные.

В природе существуют вещества сложные и простые. Простые вещества иначе называют элементами. И простые и сложные вещества состоят из мельчайших частиц, называемых атомами. В простых веществах, например в углероде, из которого состоит любой кусок угля, все атомы похожи друг на друга. В сложных веществах встречаются атомы разных элементов. Вода, например, это сложное вещество, в котором встречаются атомы двух элементов — кислорода и водорода. Элементов всего девяносто два, если не считать недавно искусственно полученных и весьма неустойчивых еще нескольких элементов.

Ученые с помощью различных приборов изучали состав небесных тел и обнаружили повсюду лишь те элементы, которые есть и на Земле. Других элементов нигде во всей вселенной не существует. Химикам хорошо известны всевозможные сочетания этих элементов, называемые химическими соединениями. Так например, вода состоит из химических элементов кислорода и водорода, углекислый газ — из углерода и кислорода.

Так вот, из всех химических соединений, существующих в природе, способностью к жизненным процессам, то-есть к обмену веществ с окружающей средой, обладают только белки. Поэтому, если где-нибудь за пределами Земли существует жизнь, то она встречается лишь в виде организмов, состоящих из белковых веществ. А такие организмы могут существовать далеко не на всех небесных телах, а лишь на некоторых. На каких же именно — об этом рассказано в последующих главах.