Журнал "Наука и Техника" (НиТ) - «Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 08 (15)

вокруг черных курильщиков сохранится высокоорганизованная жизнь, которая сможет долго блуждать на “космическом корабле” планеты по просторам галактики.

Кроме этих источников энергии есть еще один, речь о котором пойдет дальше.

Как бы то ни было, энергия тем или иным способом воплощается в химические вещества сложного строения. На поверхности нашей планеты эти вещества из углекислого газа и воды синтезируют растения, утилизируя солнечный свет с помощью фотосинтеза. В основе биоценоза черных курильщиков находятся хемотрофы — бактерии, которые получают энергию для синтеза нужных им веществ за счет окисления таких реакционно способных неорганических соединений, как водород, сероводород, оксиды двухвалентного железа или аммиак: они в изобилии выходят из жерла подводного вулкана. Ну а когда потом кто-нибудь поедает эти растения или бактерии, получается пищевая цепь, что приводит к многообразной жизни. Помимо энергии, которая запасена в питательных веществах, живому существу нужно еще нагреть свое тело до такой температуры, чтобы в нем шли необходимые химические реакции.

Делать это можно двумя способами. Либо получать тепло от того же источника энергии, откуда берутся вещества: от звезды или внутренностей планеты. Либо, как это делает венец творёния и его ближайшие родственники на эволюционном древе, — только за счет разложения потребленных веществ, созданных другими организмами. Скорее всего, такая же схема рассеяния потока энергии будет верна и для всякой иной жизни. Если она, конечно, существует.

Ледяной панцирь на Европе (спутник Юпитера) может скрывать океан живой воды

Растворитель жизни

Разобравшись с потоком энергии, посмотрим на поток вещества, который проходит сквозь организм в результате каскада химических реакций. А в какой среде могут проходить все эти химические реакции? У нас на Земле основа жизни — жидкая вода, полярный растворитель. И многие ученые не без основания считают, что именно она сделала нас такими, какие мы есть.

В самом деле, липиды — идеальное вещество для построения клеточных мембран из водного раствора: они в воде образуют “пузырьки”, надежно защищая их внутренность от внешних воздействий. В водном растворе прекрасно идет реакция, которая лежит в основе биосинтеза многих веществ, а именно превращения карбонильной группы С=О и слияния двух коротких молекул в одну длинную с общим углеродным скелетом. Цепочки ДНК в воде становятся теми самыми полианионами, которые, благодаря периодически расположенным зарядам одного и того же знака, не перепутываются, а комплиментарные участки при этом объединяются водородными связями в единую молекулу-спираль. При температуре жидкой воды не разрываются связи внутри углеродного скелета. Вдобавок вода обладает уникальным свойством, которого нет у других растворителей: при замерзании ее плотность уменьшается.

Только в водоеме лед плавает над жидкостью, давая возможность жизни спастись от замораживания. Аммиачное или этановое (о котором речь пойдет ниже) озеро промерзает до дна — чтобы в нем зародилась жизнь, окружающая температура не должна падать ниже точки замерзания.

Соответственно, в планетной системе появляется пояс жизни земного типа: зона, где вода может существовать в жидком состоянии. Положение его границ зависит от мощности излучения звезды. Если планета находится слишком близко, на ней так жарко, что вся вода испаряется. Если слишком холодно — она замерзает. Метод расчета границ пояса предложил ученый из США Сушу Хуан. Суть его такова. Поток энергии на поверхность планеты пропорционален светимости звезды и обратно пропорционален квадрату расстояния до нее. Сама же планета излучает тепло, энергия которого по закону Стефана-Больцмана пропорциональна четвертой степени ее температуры. Баланс энергий для температур планеты 273 и 373К (плавление и кипение воды при атмосферном давлении) дает в Солнечной системе положение границ на расстояниях 0,7 и 1,3 астрономических единиц от Солнца. То есть, Земля находится посередине пояса, а Марс — за его пределами. Орбита Венеры проходит как раз по границе пояса жизни, --">