Поиск и исследование внеземных форм жизни. Планетарный карантин, необходимый при этом

Научное общество учащихся при СЮТ

Поиск и исследование внеземных форм жизни.

Планетарный карантин, необходимый при этом.

Работу выполнил

Сердюков Андрей Борисович

г. Норильск - 1995 год.

Ввиду особой важности тематики работы для людей, автор со всей объективностью считает своим долгом подойти к решению данной проблемы, полагаясь пока лишь на научные изыскания ученых, решающих эти проблемы практически.

Содержание:

1. Поиск и исследование внеземных форм жизни. Предмет и задачи. 4

1.1. Критерии существования и поиска живых систем. 5

1.1.1. О химической основе жизни. 5

1.1.2. Общие динамические свойства живых систем. 6

1.1.3. Роль света в поддержании жизни. 6

1.2. Методы обнаружения внеземной жизни. 8

1.3. АБЛ для экзобиологических исследований. 10

2. Основы планетарного карантина. 12

2.1. Методология планетарного карантина. 13

2.1.1. Изучение влияния факторов космического полета на выживаемость. 13

2.2. Нормы и рекомендации. 14

2.2.1. Оценка уровня микробной обсемененности. 14

2.2.1.1. Поверхностное загрязнение. 14

2.2.1.2. Внутреннее загрязнение. 14

2.2.2. Анализ источников загрязнения. 14

2.3. Методы контроля за обсемененностью. 15

2.3.1. Предупреждение загрязнения. 15

2.3.1.1. Биологические барьеры. 15

2.3.1.2. Профилактика загрязнения персоналом. 15

2.3.2 Методы обеззараживания. 15

2.3.2.1. Обработка дезинфицирующими средствами. 16

2.3.2.2. Стерильность поверхности. 16

2.3.2.3. Тепловая стерилизация. 16

2.3.2.4. Терморадиация. 16

2.3.2.5. Аутостерилизация. 16

2.4. Методы контроля. 17

3. Практический обзор поиска и исследований внеземных форм жизни. 18

3.1. Луна. 18

3.2. Венера. 18

3.3. Марс. 19

3.3.1. Температура. 19

3.3.2. Атмосфера. 20

3.3.3. Вода. 20

3.3.4. Ультрафиолетовое излучение. 20

3.4. Интересные наблюдения. 20

3.5. Метеориты. 22

3.6. Приборы для поиска. 23

3.7. Случай с “Викингами”. 23

3.8. Поиск внеземных цивилизаций. 25

4. Выводы. 26

Список использованной литературы. 27

Дополнительно о проблемах жизни 28

1. Поиск и исследование внеземных форм жизни. Предмет и задачи.

Определение жизни на других планетах, кроме Земли, является важной задачей для ученых, занимающихся вопросами возникновения и эволюции жизни. Наличие или отсутствие ее на планете оказывает существенное влияние на ее атмосферу и другие физические условия.

Исследования превращений в поверхностных слоях планет с учетом возмож-ных результатов деятельности человека позволит уточнить наши представления о роли биологических процессов в прошлом и настоящем Земли.

С этой точки зрения результаты экзобиологических исследований могут быть полезными и в решении современных задач в области биологии.

Занос чужеродных форм жизни может также привести на Земле к самым не-ожиданным и трудно предугадываем последствиям.

Обнаружение жизни вне Земли, несомненно, имеет и большое значение для разработки фундаментальных проблем происхождения и сущности жизни.

Непосредственной целью предстоящих в ближайшем будущем экзобиологиче-ских экспериментов с помощью автоматических биологических лабораторий (АБЛ) яв-ляется получение ответа на вопрос о наличии или отсутствии жизни (или ее признаков) на планете. Обнаружение внеземных форм жизни существенно усугубило бы наше по-нимание сущности жизненных процессов и явления жизни в целом. Отсутствие жизни на других планетах Солнечной системы, например, имело бы также большое значение, подчеркивая специфическую роль земных условий в процессах становления и эволю-ции живых форм.

Неясно, до какой степени внеземные формы могут быть сходными с нашими земными организмами по биохимическим основам их жизненных процессов.

При рассмотрении проблемы обнаружения внеземной жизни надо принимать во внимание разные этапы эволюции органического вещества и организмов, с которы-ми в принципе можно встретиться на других планетах. Например, в отношении Марса могут представиться различные возможности от обнаружения сложных органических соединений или продуктов абиогенного синтеза и до существования развитых форм жизни. На Марсе к настоящему времени закончилась только химическая эволюция, ко-торая привела к абиогенному образованию (как это было в сове время на Земле) амино-кислот, сахаров, жирных кислот, углеводов, возможно, белков, но жизнь как таковая на планете, видимо, отсутствует. Эти вещества в той или иной степени отличаются от ана-логичных соединений, встречающихся на Земле.

Возможно, что на Марсе могут быть обнаружены: первичные протобиологиче-ские открытые системы, отделенные мембранами от окружающей среды (относительно простые примитивные формы жизни, аналогичные нашим микроорганизмам); более сложные формы, подобные нашим простым растениям и насекомым; следы существо-вавшей ранее или существующей и ныне жизни; остатки высокоразвитой жизни (циви-лизации) и, наконец, можно констатировать полное отсутствие жизни на Марсе (более подробно проблема жизни на Марсе рассматривается выше).

В настоящей главе рассматриваются теоретические предпосылки, критерии существования жизни, предполагаемые методы обнаружения живых систем на других планетах.

1.1. Критерии существования и поиска живых систем.

Наши представления о сущности жизни основаны на данных по исследованию жизненных явлений на Земле. В то же время решение проблемы поиска жизни на дру-гих планетах предполагает достоверную идентификацию жизненных явлений в услови-ях, существенно отличных от земных. Следовательно, теоретические методы и сущест-вующие приборы для обнаружения жизни должны основываться на системе научных критериев и признаков, присущих явлению жизни в целом.

Можно считать, что ряд фундаментальных свойств живых систем земного про-исхождения действительно имеет ряд общих свойств, и поэтому эти свойства, несо-мненно, должны характеризовать и внеземные организмы. Сюда можно отнести такие хорошо известные биологам и наиболее характерные признаки живого, как способ-ность организмов реагировать на изменение внешних условий, метаболизм, рост, раз-витие, размножение организмов, наследственность и изменчивость, процесс эволюции.

Не будет сомнения в принадлежности к живым системам неизвестного объекта при обнаружении у него перечисленных признаков. Но реакция на внешнее раздраже-ние присуща и неживым системам, изменяющим свое физическое и химическое со-стояние под влиянием внешних воздействий. Способность к росту свойственна кри-сталлам, а обмен энергией и веществом с внешней средой характерен для открытых химических систем. Поиски внеземной жизни должны поэтому основываться на при-менении совокупности разных критериев существования и методов обнаружения жи-вых форм. Такой подход должен повысить вероятность и достоверность обнаружения инопланетной жизни.

1.1.1. О химической основе жизни.

Исследования последних лет показали возможность синтеза разнообразных биологически важных веществ из простых исходных соединений типа аммиака, метана, паров воды, входивших в состав первичной атмосферы Земли.

В лабораторных условиях в качестве необходимой для такого синтеза энергии используется ионизирующая радиация, электрические разряды, ультрафиолетовый свет. Таким путем были получены аминокислоты, органические кислоты, сахара, нук-леотиды, нуклеозидфоссфаты, липиды, вещества порфириновой природы и целый ряд других. По-видимому, можно считать установленным, что большинство характерных для жизни молекул произошло на Земле абиогенным путем и, что еще важнее, их син-тез может происходить и сейчас в условиях других планет без участия живых систем.

Следовательно, само наличие сложных органических веществ на других плане-тах не может служить достаточным признаком наличия жизни. Примером в этом отно-шении могут быть углеродистые хондриты метеоритного происхождения, в которых содержится до 5-7% органического вещества (более подробно о хондритах ниже).

Наиболее характерная черта химического состава живых систем земного про-исхождения заключается в том, что все они включают углерод. Этот элемент образует молекулярные цепочки, на основе которых построены все главные биоорганические со-единения, и прежде всего белки и нуклеиновые кислоты, а биологическим растворите-лем служит вода. Таким образом, единственная известная нам жизнь, ее основа углеро-доорганическая белково - нуклеиновая - водная. В литературе обсуждается вопрос о возможности построения живых систем на другой органической основе, когда, напри-мер,