Читать онлайн «Поиски жизни в Солнечной системе». Страница 35

там значительно больше, чем это показали исследования "Викингов".

После семи солов увлажнения парами воды первая проба марсианского грунта смачивалась путем введения в камеру большего количества водного питательного раствора. Те

перь эксперимент по газообмену проходил в том виде, как быд задуман первоначально. Влажный грунт инкубировали в течение 196 солов (6,7 месяца); как полагали исследователи, марсианские организмы должны были обнаружить свое при сутствие, выделяя или поглощая газы. Ничего подобного не произошло. Единственным значительным изменением, ко торое удалось зарегистрировать за эти месяцы, была убыль кислорода; это объяснялось тем, что он вступал в реакцию с аскорбиновой кислотой (витамином С) питательного раствора.

Во втором эксперименте камера была освобождена от газа и среды, высушена, после чего в нее загрузили новую порцию поверхностного материала. Образец нагревали на протяжении 3,5 ч при температуре 145 С, охлаждали и затем опять увлажняли. Снова наблюдалось выделение кислорода, в количестве, примерно вдвое меньшем, чем в первом экспе рименте, но этого было достаточно, чтобы подтвердилась необиологическая природа процесса. Эксперименты по газо обмену, проведенные спускаемым аппаратом "Викинга-2" на Равнине Утопия, дали сходные результаты, хотя и меньшие по масштабам. Таким образом, эксперименты по газообмену показали, что марсианская поверхность является химически активной вследствие присутствия в грунте разных районов планеты соединений типа пероксидов.

Эксперимент по выделению радиоактивной метки. Джил берт Левайн, разрабатывая эксперимент с выделением ра диоактивной метки (ВРМ), исходил из предположения, что марсианские микроорганизмы, находясь в водном растворе питательных веществ, будут выделять газ. Однако этот эксперимент отличался от описанного ранее эксперимента по газообмену некоторыми существенными деталями. Прежде всего, использовавшаяся в нем питательная смесь состояла всего из семи более простых и универсальных соединений. Это растворенные в воде муравьиная, гликолевая и мо лочная кислоты (в виде их натриевых или кальциевых солей), а также аминокислоты глицин и аланин; аланин и молочная кислота присутствовали в форме оптических изомеров. Все эти молекулы могут образоваться абиогенно в реакции Миллера с искровым разрядом; все они были обнаружены в метеоритах или в межзвездных газово-пылевых облаках, что позволяло предположить, что организмы, где бы они ни существовали, смогут усвоить в процессе обмена веществ хотя бы одно из этих соединений. Эксперимент ВРМ отли чался также тем, что в питательном растворе использовались

вещества, меченные радиоактивным углеродом. Поэтому образование любого газа, содержащего углерод (преиму щественно СОд), можно было зарегистрировать, измеряя уровень радиоактивности. Это существенно повышало чувст вительность измерения. Сочетая в себе универсальность и высокую чувствительность, данный эксперимент был почти идеальным для выявления признаков жизни на планете, имеющей воду.

Эксперимент начинался с добавления приблизительно 0,1 см^ радиоактивной среды к 0,5 см^ марсианского грунта. Чтобы предотвратить кипение среды при температуре ка меры (около 10 С), в камеру продували гелий. Объем введен ной среды был рассчитан так, чтобы увлажнялась только какая-то часть образца марсианского грунта. Почти сразу после инъекции среды началось сильное выделение радиоак тивного газа. Постепенно уменьшаясь, оно в конце концов достигало уровня, при котором в радиоактивную кислоту превращалось только '/^ часть атомов углерода из смеси органических веществ. Наиболее вероятно, что источником радиоактивного газа была муравьиная кислота-соединение с одним атомом углерода в молекуле, которое легко окисляется пероксидами до СО^.

Когда выделение радиоактивного газа почти полностью прекращалось, вновь вводился питательный раствор. Если бы выделение радиоактивного газа вызывалось действием на грунт пероксидов, то новая порция питательного раствора не приводила бы к его дальнейшему образованию, поскольку пары воды из первой порции раствора должны были бы разрушить пероксид даже в той части образца грунта, которая непосредственно не соприкасалась с питательным раствором. Но если бы радиоактивный газ выделяли микро организмы, содержащиеся в грунте, то добавление свежей питательной среды только усилило бы выделение газа. Под твердилось первое предположение: газ больше не выделялся. Аналогичный результат был получен и с остальными иссле дованными образцами марсианского грунта.

На следующем этапе эксперимента по выделению радио активной метки повторялся тот же анализ, но с нагретой пробой грунта. В опыте по газообмену при нагревании образца грунта до 145 С в течение 3,5 ч выделение кислорода уменьшалось примерно вдвое. Однако в экспериментах ВРМ при нагревании образца марсианского грунта до 160 С в течение 3 ч активность полностью прекращалась. Различие в режимах инкубации по продолжительности времени и вели

чине температуры в этих двух экспериментах несущественно. Наиболее важно, по-видимому, как позже отметил Ояма, различие в методике проведения эксперимента. Ведь в экспе риментах по газообмену камера при нагревании была откры та, и через нее продувался гелий, тогда как в опыте по выделению радиоактивности камера была все время за крыта. Анализ, проведенный с использованием ГХМС, по казал, что при нагревании образцов грунта до температуры 500 С около 1 % их массы выделяется в виде воды, а какая-то часть воды выделяется даже при нагревании до 200"С. Несомненно, что эта вода образуется из гидратированных минералов, а не в результате испарения ее свободной формы. Анализы ГХМС не проводились при температуре 160 С, но длительное пребывание образца марсианского грунта при этой температуре в ходе эксперимента ВРМ вполне могло привести к образованию достаточного количества воды, которая и разрушила вещество-окислитель, ответственное за возникновение СОд. Возможно и другое объяснение. Быть может, на Марсе существуют термостабильные и термола бильные пероксиды, вызывающие окисление, и те из них, которые были обнаружены в эксперименте по' выделе нию радиоактивности, принадлежали именно к последнему классу.

Эксперименты по выделению продуктов пиролиза (ВПП). Еще до полетов "Викингов" можно было с уверенностью

сказать, что если жизнь и существует на Марсе, то она приспособлена к марсианским, а не к земным условиям. Поэтому мной вместе с сотрудниками Джорджем Хобби и Джерри Хаббардом были разработаны эксперименты по выделению продуктов пиролиза, называемые также экспери ментами по ассимиляции углерода, которые предназнача лись специально для проведения биологического анализа марсианского грунта именно при существующих на Марсе условиях.

План эксперимента состоял в инкубации образца марси анского грунта в атмосфере Марса, обращенной небольшим количеством меченных радиоактивным углеродом газов СО и СО^ (они присутствуют в атмосфере планеты в количест вах 0.1 и 95% соответственно), и последующем измерении количества атомов радиоактивного углерода, включившихся в органическое вещество образца. Инкубация грунта должна была происходить в течение 120 ч при давлении, температу ре. составе атмосферы и солнечном освещении, характерных для Марса. После удаления из камеры радиоактивной атмосферы проба должна была нагреваться в потоке гелия до температуры 625" С. чтобы произошел пиролиз любых содержащихся в ней органических веществ и превращение их в летучие фрагменты. Ток гелия уносил их затем из камеры в колонку, заполненную сорбентом из кизельгура *, погло щающим все органические вещества, но не СО и СОд. Как только молекулы органических соединений отделялись от непрореагировавших с кизельгуром газов, колонка нагрева лась до температуры 640 С, при которой газы высвобожда лись и затем окислялись до СО, под действием находивше гося в этой же колонке оксида меди. И наконец, можно было измерить радиоактивность образовавшегося СО,.

На Марсе этот эксперимент был осуществлен по за планированной программе, за исключением двух пунктов. Во-первых, из-за наличия в спускаемых аппаратах источни ков тепла температура в камерах, где проводился анализ, была выше температуры марсианского грунта в обоих районах посадки. Температура в камере колебалась в преде лах 8--26"С, тогда как температура грунта снаружи остава лась ниже 0 С в ходе всего эксперимента. Поскольку на

* Кизельгур (инфузорная мука диатамит) - осадочная горная порода, состоящая из панцирей микроскопических диатомовых во дорослей и обладающая большой пористостью и способностью к адсорбции. Прим. ред.

экваторе Марса температура может достигать 25 С, нельзя сказать, что температурные условия в камерах сильно от личались от марсианских.