Возможна ли жизнь без бактерий на планете земля?

Возможна ли жизнь без воды?

Без воды нет и не может быть живой системы. Об этом мы уже говорили. Активная жизнь организмов протекает только тогда, когда количество воды в теле значительно превышает количество сухого вещества.

Для построения своего тела организмы обязательно должны использовать воду из окружающей среды или из пищи. А вот способность извлекать воду из внешней среды и из пищи может быть разной. Есть, например, животные, которые долго живут там, где воды в жидком или газообразном состоянии вообще нет. Они извлекают воду из пищи или же получают се за счет химических реакций, протекающих в теле.

Гусеницы восковой моли живут в ульях и питаются вощиной, в которой имеются лишь следы воды. Вода в их теле получается химически — при окислении алкоголей воска. За счет такой «химической» воды живут и гусеницы платяных молей, питающиеся сухой шерстью, жуки, питающиеся сухой древесиной, мукой, и т. д.

Даже насекомые, которые обычно питаются сочной пищей, могут, оказывается, жить при ничтожном количестве воды. Нам удалось воспитывать гусениц бабочки хлопковой совки, у которых в природе кормом служат зеленые растения, на жмыхах, содержавших всего 5% воды. При этом в теле гусеницы было 75—78% воды.

В жарких пустынях Земли — в Африке, Южной Америке — ив высокогорных пустынях Тибета ила Памира иногда годами не бывает дождей: влажность воздуха снижается до ничтожных величин. Но и здесь есть жизнь, живут и нормально развиваются некоторые растения, насекомые.

Плотные хитиновые покровы насекомых препятствуют испарению. И если в теле есть запас влаги, полученной тем или иным способом, развитие яиц и куколок их может протекать нормально при полном отсутствии паров води в воздухе.

Куколки теряли в весе лишь немного больше, чем в атмосфере со значительной влажностью (75%). Значит, испарение через покровы было ничтожным.

Некоторые виды животных приспособились к временному недостатку воды в природе тем, что могут терять всю или почти всю влагу своего тела и остаются живыми. Так, некоторые беспозвоночные обитатели мха — коловратки, тихоходки, круглые черви, — когда мох высыхает, высыхают вместе с ним. Они сморщиваются и переходят в состояние анабиоза. Как только появляется вода, они «оживают».

Коловраток, тихоходок и червей — нематод (пшеничная угрица) подвергали экспериментальному высушиванию. Их помещали в трубку, из которой выкачивался воздух до давления 0,00001 мм ртутного столба, после чего трубка запаивалась.

В других опытах трубки с сухим мхом, содержащим животных, наполнялись высушенным чистым азотом или гелием и тоже запаивались. После года хранения извлеченных из трубок животных смачивали водой.

Почти все нематоды, коловратки и тихоходки принимали нормальный вид и «оживали».

Особенно выносливы к высушиванию споры плесневых грибков и некоторых бактерий. Они сохраняются совершенно сухими 20 лет и более и способны после этого прорастать. Высокой выносливостью к условиям сухости обладают семена растений.

Недавно были опубликованы интересные сведения по биологии одного вида комара (Polypedilum varderplanki), который живет в Северной Нигерии и Уганде.

Личинки этого комара развиваются в образующихся от дождей лужах и каменных «ваннах» на скалах. Эти временные водоемы систематически высыхают, вместе с ними высыхают и личинки комара. Но личинки не погибают.

Когда лужи снова наполняются водой, личинки вновь становятся активными.

Эти наблюдения и опыты значительно расширяют наши представления о границах жизни таких животных, как насекомые.

Поскольку нас интересует возможность жизни на других планетах, в частности на Марсе, где всегда очень сухо и, по-видимому, нет водоемов, важно выяснить возможность существования низших форм в относительно сухих условиях твердого грунта или почвы. Вот несколько фактов о тех границах влажности, при которых еще происходит активный рост почвенных микроорганизмов на Земле.

Мы поставили опыты с разными почвами, которые высушивались и затем увлажнялись до определенного уровня. Оказалось, что в огородной почве при влажности 14—15% от абсолютно сухой (или 27—35% от полной влагоёмкости) хорошо растут бактерии, но простейшие (амебы, инфузории, жгутиконосцы) не способны к размножению. При влажности от 20% и выше простейшие растут очень энергично.

Действительно, в чистом песке при 1,5% влажности не только бактерии, но и амебы, жгутиконосцы и инфузории были активны — размножались и передвигались. Эти опыты говорят о том, что почвенные микроорганизмы способны жить в условиях очень небольшой влажности.

Они используют воду, не доступную другим существам — находящуюся в капиллярах почвы и облекающую ее частицы.

В пустыне Сахаре обнаружено 98 видов бактерий, 28 видов грибов и 84 вида водорослей. При влажности около 0,5% эти существа активно жили, размножались.

Можно думать, что и при той сухости, которая, как полагают, характерна для Марса, могут существовать разнообразные организмы.

Источник: http://www.activestudy.info/vozmozhna-li-zhizn-bez-vody/

Почему без деятельности бактерий жизнь на Земле была бы невозможна?

10-11 класс

Бактерии играют важную роль на земле. Они участвуют в круговороте веществ в природе, формируя структуру и плодородие почвы. в различных процессах: разложение, гниение, особенно в почве, в разрушении полезных ископаемых, поддерживает запасы углекислого газа в атмосфере….

используются в пищевой, микробиологической промышленности:)))

Много причин. Например:1) бактерии вызывают гниение погибших растений и животных. Без этих бактерий земля была бы покрыта различным мерт­вым материалом.2) бактерии играют важную роль в пищеварительном процессе человека и других животных.

Их очень много в кишечнике. Эти бактерии раз­лагают пищу. В то же время они вырабатывают витамины, которые использует затем организм.3) бактерии необходимы для поддержания жизни. Например, азотсодержащие бактерии обитают в почве и помогают превратить азот в вещества, которые нужны растениям.

Ответить

Cwetik / 18 апр. 2013 г., 16:06:12

1. Первые биополимеры на Земле возникли из мономеров, синтезированных абиогенным путем, в основном при помощи:

а) реакций, катализируемых ферментами; б) тепловой энергии в условиях дефицита воды и посредством реакций, в которых катализаторами служили глины; в) тепловой энергии и посредством реакций, катализируемых ферментами; г) реакций, катализируемых ультрафиолетовым излучением, и за счет тепловой энергии. 2.

Первые живые организмы (пробионты), появившиеся на Земле, по способу дыхания и способу питания были: а) анаэробными гетеротрофами; б) анаэробными фототрофами; в) аэробными хемотрофами; г) аэробными гетеротрофами. 3 С момента появления на Земле первых одноклеточных организмов-эукариот прошло, в млрд лет: а) около 1,5; б) около 2; в) около 3,5; г) свыше 4. 4.

Основными источниками энергии для абиогенного синтеза органических веществ из неорганических на древней Земле были: а) тепловое излучение и ударные волны; б) ультрафиолетовое излучение и радиация; в) электрические разряды и ультрафиолетовое излучение; г) ударные волны и электрические разряды. 5.

Согласно современным представлениям, необходимыми условиями для возникновения жизни на Земле являлись: а) определенные химические соединения и отсутствие газообразного кислорода; б) наличие источника энергии, определенные химические соединения и безгранично долгое время; в) безгранично долгое время, определенные химические соединения и отсутствие газообразного кислорода; г) определенные химические соединения, наличие источника энергии, отсутствие газообразного кислорода и безгранично долгое время. 6. Окончательно в 1861 г. доказал опытным путем невозможность появления живого из неживого (абиогенез) на Земле: а) Ф. Реди; б) Л. Пастер; в) А. Левенгук; г) Л. Спалланцани. 7. Согласно теории креационизма, жизнь: а) существовала всегда; б) возникала неоднократно из неживого вещества; в) была создана сверхъестественным существом в определенное время; г) возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам. 8. Согласно теории панспермии, жизнь: а) возникала неоднократно из неживого вещества; б) занесена на нашу планету извне; в) была создана сверхъестественным существом в определенное время; г) возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химических законам. 9. Согласно биохимической теории, жизнь: а) существовала всегда; б) возникала неоднократно из неживого вещества; в) занесена на нашу планету извне; г) возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам. 10. Согласно теории стационарного существования, жизнь: а) существовала всегда; б) возникала неоднократно из неживого вещества; в) была создана сверхъестественным существом в определенное время; г) возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам.

Zlatamiwenkina / 22 февр. 2015 г., 16:33:14

Помогите, пожалуйста!

А1.Жизнь на Земле возникла: 1)первоначально на суше 2)первоначально в океане 3)на границе суши и океана 4)одновременно на суше и в океане А2.Первые живые организмы, появившиеся на Земле по способу питания и дыхания были: 1)аэробными автотрофами. 2)анаэробными автотрофами. 3)аэробными гетеротрофами. 4)анаэробными гетеротрофами. А3.

При истощении запаса синтезированных абиогенным путем органических веществ, на Земле появились организмы по способу питания и по способу питания: 1)аэробными автотрофами. 2)анаэробными автотрофами. 3)аэробными гетеротрофами. 4)анаэробными гетеротрофами. А4.

С момента выхода первых живых организмов на сушу прошло, в млрд лет: 1)около 3,5 2)около 1,5 3)около 2,5 4)около 0,5 А7.Основные организмы, существовавшие на Земле в архее: 1)бактерии и сине-зеленые водоросли (цианобактерии) 2)многоклеточные водоросли и кишечнополостные 3)коралловые полипы и многоклеточные водоросли 4)морские беспозвоночные животные и водоросли А8.

Главное эволюционное событие в развитии органического мира в протерозое: 1)выход растений на сушу 2)выход многоклеточных животных на сушу 3)появление и расцвет эукариот (зеленых водорослей) 4)появление и расцвет прокариот (сине-зеленых водорослей) А9.

Основные организмы, существовавшие на Земле в раннем палеозое (кембрий, ордовик, силур) : 1)Костные рыбы, насекомые и водоросли 2)трилобиты, панцирные рыбы и водоросли 3)кораллы, хрящевые рыбы и споровые растения 4)хрящевые рыбы, насекомые и споровые растения А10.

Основные организмы, существовавшие на Земле в позднем палеозое (девон, карбон, пермь) : 1)хрящевые рыбы, трилобиты и водоросли 2)панцирные рыбы, трилобиты и папоротникообразные 3)хрящевые и костные рыбы, насекомые и папоротникообразные 4)панцирные и хрящевые рыбы, пресмыкающиеся и голосеменные А11.

Главное эволюционное событие в развитии органического мира в середине мезозоя (юра) 1)господство голосеменных и появление первых птиц 2)расцвет папоротникообразных и появление голосеменных 3)расцвет земноводных и появление первых млекопитающих 4)появление папоротникообразных и расцвет пресмыкающихся А12.

Господствующее положение млекопитающих в эволюции органического мира связано с их: 1)относительно крупными размерами тела 2)высокой плодовитостью и заботой о потомстве 3) теплокровностью и внутриутробным развитием 4)приспособленностью к разным способам размножения А13.Главное эволюционное событие в развитии органического мира в середине кайнозоя (неоген) : 1)господство млекопитающих, птиц и насекомых 2)вымирание пресмыкающихся и появление птиц 3)господство голосеменных и вымирание пресмыкающихся

4)появление первых млекопитающих и вымирание пресмыкающихся

Kuceinik / 24 авг. 2013 г., 5:38:10

1. Назовите примеры воздействия человека на природу на ранних этапах истории развития человечества.

2. С какого времени и при каких обстоятельствах взаимоотношения человека с природой начали качественно изменяться? 3. Как научно-технический прогресс, начавшийся в середине ХХ в., повлиял на отношение человека к природе? 4.

Какой смысл имеет понятие «устойчивое развитие биосферы»? 7. Охарактеризуйте основную роль человека в решении задач устойчивого развития биосферы. 8. Объясните, почему человечество обратилось к экологии для решения проблем сохранения жизни на Земле.

9.

Объясните, почему земледелие и скотоводство, ставшие значимыми этапами в развитии человечества, сейчас характеризуют как факторы нарушения устойчивости биосферы

Вы находитесь на странице вопроса “Почему без деятельности бактерий жизнь на Земле была бы невозможна?“, категории “биология“. Данный вопрос относится к разделу “10-11” классов.

Если ваш вопрос отличается или ответы не подходят, вы можете задать новый вопрос, воспользовавшись кнопкой в верхней части сайта.

Источник: https://biologia.neznaka.ru/answer/3927529_pocemu-bez-deatelnosti-bakterij-zizn-na-zemle-byla-by-nevozmozna/

Земля – планета не людей, а бактерий

Послушать и увидеть микробиолога Константина Северинова пришли как маститые преподаватели-ученые, обремененные должностями в ректоратах, так и студенты харьковских университетов. Для первых он -революционер от науки, которая стремится рационализировать существующую систему прозябания исследовательских учреждений.

Для других – реальный пример человека, который смог вырваться в свободный мир с его серьезным научным бюджетом.

Для тех и других – непонятный чудак, который, несмотря на должность профессора американского университета Ратгерс с пожизненной зарплатой в 150 тысяч долларов в год, взял да и вернулся в Подмосковье, чтобы принять участие в работе нового российского научного центра Skolkovo.

«Накачивать деньгами неэффективную систему организации науки нельзя»

 

– Константин, несколько лет назад вы удивили всех в российских научных кругах, когда неожиданно вернулись из США, чтобы участвовать в тогда еще совсем «сыром» проекте Skolkovo.

Вы еще верите в то, что на территории бывшего Союза возможен научный прорыв в отдельно взятом инновационном городке? Преодолеть сопротивление консервативного сообщества ведущих НИИ, которые являются сторонниками централизованной уравниловки в распределении бюджетных средств очевидно не так уж и легко?

 – Да, непросто. Но, вопреки всему, новый университет Skol Tech на территории упомянутого вами городка уже строится. До 2020 года в рамках этого проекта будут работать около 200 ведущих исследователей-профессоров со всего мира. Сейчас ведется отбор. Мы также подготовили проект программы «1000 лабораторий». Ее давно ждут ученые, она обещает революцию в российской науке. Суть в том, чтобы деньги не распылялись по схеме, которую очень любит наше академическое руководство: всем сестрам – по серьгам. То есть – по конкурсу будут отбираться и получать весомые гранты именно наиболее перспективные коллективы. Независимые лаборатории смогут создать молодые талантливые ученые, а это значит, что они не уйдут за границу. Именно по такой схеме работает наука во многих ведущих странах мира. Но руководство РАН действительно категорически против такого подхода. Они говорят, что деньги должны идти к институтам, а его директоры сами будут решать, каким образом их распределить. Такая феодальная схема имеет право на жизнь, но тогда директорами институтов должны быть признанные во всем мире научные лидеры. Сегодня же достаточно посмотреть на объективные рейтинги руководителей отечественных НИИ, чтобы стало понятно, кто есть кто на самом деле. Накачивать деньгами неэффективную систему организации науки дальше нельзя. Средства должны идти на поддержку тех, кто действительно делает науку мирового уровня. 

«Вопросы больших чисел»

 

– Западный мир славится своим жестким рационализмом. Откуда тогда эта потребность тратиться на дорогостоящие исследования в области фундаментальной науки, которые не всегда приносят практические результаты? То есть, лаборатория может сколько угодно называть свою работу перспективной, но в любом случае не может гарантировать стопроцентный результат. В чем интерес инвесторов?

– Действительно, если ученый говорит потенциальному заказчику, что в течение трех лет создаст лекарство от рака, то он просто мошенник. Фундаментальная наука, в отличие от прикладной, занимается освоением границ неизведанного. Мы приоткрывам завесу неизвестного и при этом совершенно не знаем, что за ней увидим. Там начинают действовать законы, подобные тем, что работают на биржевом рынке. Суть их в том, что поведение акций можно угадать раз или два, но все время угадывать невозможно. Он, биржевой рынок, непредсказуем априори. Вы можете пообещать копеечный результат, но не можете вычислить, куда именно выведет выбранная дорога. И что же делать? Разве можно позволить этим ученым заниматься тем, чем они там занимаются, получая от этого свое удовольствие? Но и не иметь этого тоже нельзя. Наиболее приемлемый выход из ситуации нашли в США. Там очень много самых разнообразных лабораторий, все они чем-то занимаются, и никто не знает, к чему это приведет. Но если вероятность коммерческого достижения в них равна хотя бы одной тысячной, они имеют право на поддержку. Для того же, чтобы достичь чего-то большего, нужно иметь не менее тысячи проектов, а то и 10 тысяч. Вот в моей отрасли в США работает 25 тысяч лабораторий, поэтому в год гарантированно происходит большое открытие. В России же на том же уровне работает всего 150 лабораторий, а в Украине, наверное, с десяток – не больше. Вероятность прорыва в таких условиях фактически нулевая, потому что просто недостаточно людей. То есть, наши ученые не глупее. Их просто мало. На самом деле это вопрос больших чисел и, соответственно, больших денег. Так, рынок ценных бумаг непредсказуем, но если вы вкладываете в него средства, то вы будете в большем выигрыше, чем тот, кто держит их под матрасом. Точно так же все происходит и в фундаментальной науке. 

«Люди – маленькая надстройка на нашей планете»

 

– Константин, вы называете потенциальные открытия областью неизведанного, но, несмотря на это, наверное, можно сделать хоть какие-то прогнозы относительно будущих сенсаций. Что нового ожидается в микробиологии?

 – В современной биологии назревает революция. Она скоро полностью изменит наши представления о разнообразии жизни на планете. Каких-то 100 лет назад на эволюционном древе жизни высший пьедестал занимал венец творения – человек. Далее шли животные, растения, рыбы, птицы и так далее. Но генетические исследования полностью изменили эту картину. Оказалось, что на Земле существует три огромных «континента» форм жизни: бактерии, архибактерии и эукариоты. К последним относится человек. Причем, большая часть форм жизни невидима невооруженным глазом. А все то, что мы видим, что красовалось на ветвях упомянутого дерева в школьных учебниках, – лишь крошечная толика, буквально тысячная процента от реального разнообразия, от невидимой «темной материи». Если вдруг случится какой-то страшный катаклизм, и все человечество исчезнет, ​​то природа этого даже не заметит, ведь вся «темная материя» на Земле останется. Надо понимать, что эта планета – планета не людей, а бактерий. Мы всего лишь – небольшая надстройка. Отсюда, собственно, и природа будущих открытий. Например, до недавнего времени считали, что все антибиотики (их создают бактерии и некоторые грибы) микробиологи уже открыли. Но теперь понятно, что количество неизвестных бактерий несравненно больше, а потому открываются неограниченные возможности для поиска новых лекарств. 

– А существует ли угроза, что вся эта невидимая материя возьмет и сама устроит человечеству какой-то катаклизм в рамках борьбы видов?

– В процессе эволюции установлен некий контроль, и все идет нормально. На каждую клетку человеческого тела приходится не менее 10, а то и сотни бактериальных клеток. Без них человек просто не может существовать. Другое дело, когда с самим человеком что-то не то, тогда обычная бактериальная микрофлора может стать причиной его смерти. Все мы, скажем, обсеяны золотистым стафилококком. Он просто живет на нас. Но наша кожа выделяет естественные секреты, которые контролируют количество бактерий. И таких защитных механизмов достаточно много. Главное, чтобы сам человек их не разрушал нездоровым образом жизни. Я вам больше скажу: если бы существовали зоопарки для бактерий, то они были бы бесконечными. Они, как и положено живым существам, постоянно друг с другом конкурируют. Но борьба между ними идет не на уровне лисицы, которая съела кролика, или кролика, который от нее сбежал, а на уровне обмена химическими сигналами. Какая-то бактерия производит определенное вещество, к которому сама устойчива, а та, что рядом и принадлежит к другому виду, – погибает. Одновременно на каждый яд производится противоядие, и тогда начинается бесконечная «гонка вооружений». В результате, возникают очень сложные взаимодействующие системы, которые выполняют очень простые действия. Все это похоже на машину Руба Голдберга – невероятно громоздкую конструкцию, которая оперирует элементарными функциями вроде подачи салфеток или завязывания шнурков. Живые организмы устроены по тому же принципу: они не столько совершенные, сколько похожие на агрегат Голдберга. На молекулярном уровне жизнь удивительно сложна, и эта сложность часто не имеет никакого смысла. 

«Я вернулся частично»

 

– Вы вернулись в Россию навсегда или стараетесь жить и работать в обеих странах?

– Ну скажем так: я частично вернулся, потому что и сейчас являюсь профессором американского университета и имею гражданство США. В то же время у меня в России родилась дочь. Сейчас ей уже восемь лет. Двое старших детей давно живут в Америке. 

– Когда младшая подрастет, вы ее отправите на обучение за океан?

 – Не знаю. Глядя на своих старших, я не уверен, что американская система образования лучше советской. Возможно, я становлюсь ретроградом, но я очень доволен тем, что дочь живет и учится в Москве. Это был мой сознательный выбор. Хотя, по большому счету, я не знаю, что будет потом. Как правило, я точно не знаю, где буду даже через месяц. Картина все время меняется. Это как движение по оживленной дороге. Вот, например, сегодня позвонили из лаборатории, потому что получили какой-то результат, после чего все мои планы могут измениться. Для меня очень важен процесс. Мне важно, чтобы было интересно.

 
Перевод: Антон Ефремов.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Источник: https://inosmi.ru/world/20130327/207432735.html

Смогут ли люди прожить без бактерий?

Невероятные факты

Одна только мысль о том, что триллионы бактерий живут на нашей коже и в нашем теле наводит на некоторых жуть.

“Но так, как человек не может прожить без углерода, азота, защиты от заболеваний, он также не может жить без бактерий“, – рассказывает микробиолог и автор книги “Союзники и враги: как мир зависит от бактерий” Анна Макзулак (Anne Maczulak).

Большинство людей узнают о бактериях только в контексте определенных заболеваний, что естественным образом сказывается на человеческом негативном отношении к ним. “Сейчас самое время подумать о том, как они помогают нам, потому что это очень сложный, многоступенчатый процесс”, – добавила Макзулак.

Крошечные властелины

В почве и океане бактерии – это основные игроки, принимающие активное участие в разложении органического вещества и круговороте химических элементов, таких как углерод и азот, которые необходимы для жизни человека.

В связи с тем, что растения и животные не могут создавать некоторые из молекул азота, мы должны жить, при этом почвенные бактерии и цианобактерии (сине-зеленые водоросли) играют абсолютно незаменимую роль в превращении атмосферного азота в те формы азота, которые растения могут поглощать, тем самым, создавая аминокислоты и нуклеиновые кислоты, которые, в свою очередь, являются строительными блоками ДНК. Мы питаемся растительной пищей и тем самым пожинаем плоды всего этого процесса.

Бактерии также играют роль в циркуляции и другого не менее важного компонента для жизни человека. Это вода. За последние годы ученым университета Луизианы удалось обнаружить доказательства того, что бактерии являются основной составной частью многих, если не большинства крошечных частиц, которые провоцируют в облаках создание снега и дождя.

Бактерии и человеческое тело

На человеческом теле и внутри него бактерии играют не менее важную роль. При работе пищеварительной системы, они помогают нам в переваривании пищи, так как мы не в состоянии это делать самостоятельно. “Мы получаем намного больше полезных веществ из пищи, которую употребляем именно благодаря бактериям”, – отмечает Макзулак.

Бактерии, находящиеся в пищеварительной системе, предоставляют нам необходимые витамины, такие, как биотин и витамин К, а также являются нашими главными источниками питательных веществ. Эксперименты, проводимые на морских свинках, показали, что животные, выращенные в стерильных условиях без бактерий, постоянно недоедали и умирали молодыми.

Согласно Макзулак, бактерии, находящиеся на поверхности кожи (около 200 видов у обычного здорового человека, по данным исследователей из университета Нью-Йорка), активно контактируют друг с другом, обеспечивая тем самым нормальную работу организма. Также важно отметить, что как внешние, так и внутренние бактерии, оказывают огромное воздействие на формирование и развитие иммунной системы.

Как утверждает микробиолог из университета штата Колорадо Джеральд Каллахан (Gerald Callahan), от активности как полезных, так и вредных бактерий – это именно то, от чего в последствии зависит как отреагирует иммунная система на патогенные изменения в организме. Исследование, опубликованное в медицинском журнале New England Journal, также подтвердило, что дети, которые растут в условиях, защищенных от бактерий, имеют более высокий риск развития астмы и аллергии.

Количество бактерий в организме человека превышает количество клеток человека в 10 раз. “Это немного жутко, но это поможет нам представить, какую роль играют эти организмы”.

Источник:

Перевод: Баландина Е. А.

Источник: https://www.infoniac.ru/news/Smogut-li-lyudi-prozhit-bez-bakterii.html

Есть ли жизнь на других планетах?

Вероятность существования жизни на других планетах определяется масштабами Вселенной. То есть чем больше Вселенная, тем больше вероятность случайного возникновения жизни где-нибудь в ее отдаленных уголках.

Так как согласно современным классическим моделям Вселенной она является бесконечной в пространстве, кажется, что вероятность существования жизни на других планетах стремительно растет.

Подробнее данный вопрос будет рассмотрен ближе к концу статьи, так как начать придется с представления самой инопланетной жизни, определение которой довольно размыто.

Условия для жизни на других планетах

По некой причине до недавнего времени у человечества сложилось четкое представление инопланетной жизни в форме серых гуманоидов с большими головами.

Однако, современные кинофильмы, литературные произведения, следуя за развитием самого научного подхода к этому вопросу, все более выходят за рамки указанных выше представлений.

Действительно, Вселенная довольно разнообразна и, учитывая сложную эволюцию человеческого вида, вероятность возникновения схожих форм жизни на разных планетах с разными физическими условиями – крайне мала.

Прежде всего следует выйти за рамки представления жизни таковой, какой она есть на Земле, так как мы рассматриваем жизнь на других планетах. Оглядываясь вокруг, мы понимаем, что все известные нам земные формы жизни являются именно такими не просто так, а в силу существования на Земле некоторых физических условий, пару из которых мы и рассмотрим далее.

Гравитация

Первым и наиболее явным земным физическим условием является гравитация. Чтобы гравитация на другой планете была точно такой же, ей понадобится точно такая же масса и такой же радиус. Чтобы это было возможно, вероятно другая планета должна состоять из тех же элементов, что и Земля.

Для этого потребуется также ряд других условий, в результате соблюдения которых вероятность обнаружения такого «клона Земли» стремительно падает. По этой причине, если мы намеренны отыскать все возможные внеземные формы жизни, следует предполагать о возможности их существования на планетах с несколько иной гравитацией.

Конечно, для гравитации должен быть определен некоторый диапазон, такой чтобы удерживать атмосферу и при этом на расплющить все живое на планете.

В границах этого диапазона возможны самые различные формы жизни. Прежде всего гравитация влияет на рост живых организмов.

Вспоминая самую известную гориллу в мире – Кинг-Конга, следует отметить, что он не выжил бы на Земле, так как умер бы под давлением собственного веса.

Причиной этому служит закон квадрата-куба, согласно которому с увеличением тела в два раза, его масса увеличивается в 8 раз. Поэтому если мы рассматриваем планету с пониженной гравитацией – следует ожидать обнаружение форм жизни в крупных размерах.

Также от силы гравитации на планете зависит крепость скелета и мышц. Вспоминая еще один пример из мира животных, а именно самое большое животное – синего кита, отметим, что в случае попадания его на сушу кит задыхается.

Однако происходит это не потому, что они задыхаются словно рыбы (киты – млекопитающие, а посему они дышат не жабрами, а легкими, как и люди), а потому, что сила тяжести мешает их легким расширяться.

Перечисленные физические характеристики тела, зависящие от гравитации, — это лишь наши представления о влиянии силы тяжести на организм. На самом деле гравитация может определять значительно больший диапазон параметров тела.

Атмосфера

Другим глобальным физическим условием, определяющим форму живых организмов, является атмосфера.

Прежде всего наличием атмосферы сознательно сузим круг планет с возможностью жизни, так как ученым не удается представить организмы, способные выживать без вспомогательных элементов атмосферы и при убийственном влиянии космической радиации.

Поэтому предположим, что планета с живыми организмами должна обладать атмосферой. Сперва рассмотрим атмосферу с содержанием кислорода, к которому мы все так привыкли.

Каменноугольный период (350-300 млн. лет до нашей эры) характеризовался повышенным содержанием кислорода в атмосфере (на 30-35%), и присущие тому времени животные могут Вас удивить.

А именно, гигантские дышащие воздухом насекомые.

К примеру, стрекоза Meganeura могла иметь размах крыльев более 65-ти см, скорпион Pulmonoscorpius достигать 70-ти см, а многоножка Arthropleura — 2,3 метра в длину.

Земля глазами спутника GOES-16

Таким образом, становится очевидно влияние концентрации кислорода в атмосфере на диапазон различных форм жизни.

Тогда если влияние кислорода на организмы столь высоко, какова же будет форма жизни на планетах со совершенно другим составом атмосферы? – сложно представить.

Так перед нами возникает немыслимо большой набор форм жизни, которые могут нас ожидать на другой планете, учитывая лишь два перечисленных выше фактора.

Если же рассматривать и другие условия, вроде температуры или атмосферного давления, то разнообразие живых организмов выходит за рамки восприятия.

Но и в этом случае ученые не боятся делать более смелые предположения, определяемые в альтернативной биохимии:

• Многие убеждены, что все формы жизни могут существовать лишь при наличии в их составе углерода, так как это наблюдается на Земле. Данное явление в свое время Карл Саган назвала как «углеродный шовинизм». Но на самом деле основным строительным элементом инопланетной жизни может быть совсем не углерод. Среди альтернатив углероду ученые выделяют кремний, азот и фосфор или азот и бор.
• Фосфор – также один из основных элементов, составляющих живой организм, так как входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и прочих соединений. Однако, в 2010-м году астробиолог Фелиса Вольф-Саймон обнаружила бактерию, во всех клеточных компонентах которой фосфор заменяется мышьяком, к слову токсичным для всех других организмов.
• Вода – один из важнейших компонентов для жизни на Земле. Однако, и воду можно заменить иным растворителем, согласно исследованиям ученых, это может быть аммиак, фтороводорот, цианистый водород и даже серная кислота.

Зачем же мы рассматривали вышеописанные возможные формы жизни на других планетах? Дело в том, что с увеличением разнообразия живых организмов размываются границы самого термина жизни, который, к слову, до сих пор не имеет явного определения.

Понятие инопланетной жизни

Так как предметом данной статьи есть не разумные существа, а живые организмы, следует определить понятие «живого». Как оказалось, это достаточно сложная задача и существует более 100 определений жизни.

Но, дабы не углубляться в философию, пойдем по следам ученых. Наиболее широкое понятие жизни должны иметь химики и биологи.

 Исходя из привычных признаков жизни, вроде размножения или питания, к живым существам можно приписать некоторые кристаллы, прионы (инфекционные белки) или вирусы.

Доподлинное определение границы между живым и неживым организмом должно быть сформулировано прежде, чем возникнет вопрос о существовании жизни на других планетах. Биологи считают такой пограничной формой – вирусы.

Сами по себе, не взаимодействуя с клетками живых организмов, вирусы не обладают большинством привычных нам характеристик живого организма и представляют из себя лишь частицы биополимеров (комплексы органических молекул).

Например, они не имеют обмена веществ, для их дальнейшего размножения потребуется какая-то клетка-хозяин, принадлежащая другому организму.

Вирусы

И хотя размножаются они не посредством деления клетки, как, согласно некоторым определениям, живые организмы, все же размножение имеет место быть, причем с наследством мутации в результате естественного отбора.

Также в 2013-м году было опубликовано исследование, согласно которому некоторые бактериофаги (вирусы, которые поражают лишь белковые клетки) владеют собственным иммунитетом.

Таким образом можно условно провести грань между живыми и неживыми организмами проходит через обширный слой вирусов. То есть обнаружение вирусоподобного организма на другой планете может стать как подтверждением существования жизни на других планетах, так и еще одним полезным открытием, однако не подтверждающим указанное предположение.

Согласно вышесказанному, большинство химиков и биологов склоняются к тому, что основным признаком жизни есть репликация ДНК – синтез дочерней молекулы на основе родительской молекулы ДНК. Имея такие взгляды на инопланетную жизнь, мы значительно отдалились от уже избитых образов зеленых (серых) человечков.

Однако проблемы определения объекта как живого организма могут возникнуть не только с вирусами.

Учитывая указанное ранее разнообразие возможных видов живых существ, можно представить ситуацию, когда человек столкнется с некоторой инопланетной субстанцией (для простоты представления – размеров порядка человека), и поставит вопрос о жизни этой субстанции, — поиск ответа на этот вопрос может оказаться таким же затруднительным, как и в случае с вирусами. Данная проблема просматривается в произведении Станислава Лема «Солярис».

Внеземная жизнь в Солнечной системе

Kepler — 22b-планета с возможной жизнью

Сегодня критерии поиска жизни на других планетах довольно строгие. Среди них в приоритете: наличие воды, атмосферы, и температурных режимов, схожих с земными. Для обладания указанными характеристиками планета должна находиться в так называемой «обитаемой зоне звезды» — то есть на определенном расстоянии от звезды, в зависимости от типа этой звезды.

Среди наиболее популярных планет-двойников Земли можно отметить: Глизе 581 g, Kepler-22 b, Kepler-186 f, Kepler-452 b и другие. Однако, сегодня о наличии жизни на таких планетах можно лишь гадать, так как слетать к ним удастся совсем не скоро, в силу огромного расстояния до них (одна из ближайших Глизе 581 g, до которой 20 световых лет).

Поэтому вернемся в нашу Солнечную систему, где на самом деле также есть признаки неземной жизни.

Марс

Марсианские облака снятые зондом MOM (Индия) в сентябре 2014 года.

Согласно критериям существования жизни, некоторые из планет Солнечной системы обладают подходящими условиями. Например, на Марсе был обнаружен сублимирующийся (испаряющийся) лед – шаг на пути к обнаружению жидкой воды.

Кроме того, в атмосфере красной планеты был найден метан – известный продукт жизнедеятельности живых организмов.

Таким образом даже на Марсе есть вероятность существования живых организмов, хоть и простейших, в определенных теплых местах с менее агрессивными условиями, вроде полярных шапок.

Европа

Следы водяных выбросов на Европе, снимки телескопа Хаббл

Небезызвестный спутник Юпитера – Европа – довольно холодное (-160 °C — -220 °C) небесное тело, покрытое толстым слоем льда. Однако, ряд результатов исследований (движение коры Европы, наличие индуцированных токов в ядре) все больше приводят ученых к мысли о существовании жидкого водного океана под поверхностными льдами.

Причем в случае существования, размеры этого океана превышают размеры мирового океана Земли. Разогрев этого жидкого водяного слоя Европы скорее всего происходит посредством гравитационного влияния Юпитера, которое сжимает и растягивает спутник, вызывая приливы.

В результате наблюдения за спутником были также зафиксированы признаки выбросов водяного пара из гейзеров со скоростью примерно 700 м/с на высоту до 200 км. В 2009-м году американским ученым Ричардом Гринбергом было показано, что под поверхностью Европы имеется кислород в объемах, достаточных для существования сложных организмов.

Учитывая другие указанные данные о Европе, можно с уверенностью предположить о возможности существования сложных организмов, пусть подобных рыбам, которые обитают ближе ко дну подповерхностного океана, где судя по всему расположены гидротермальные источники.

Энцелад

Спутник Сатурна Энцелад

Наиболее многообещающим местом для обитания живых организмов является спутник Сатурна – Энцелад.

Несколько похожий на Европу, этот спутник все же отличается от всех других космических тел Солнечной системы тем, что на нем обнаружена жидкая вода, углерод, кислород и азот в форме аммиака.

Причем результаты зондирования подтверждаются реальными фотографиями огромных фонтанов воды, бьющих из трещин ледяной поверхности Энцелада.

Помимо этого, данные, полученные аппаратом «Кассини», и обработанные учеными из института Карнеги, позволили выяснить щелочность среды океана, которая составляет 11-12 pH. Данный показатель является довольно благоприятным для зарождения, а также поддержания жизни.

Вот мы и подобрались к оценке вероятности существования инопланетной жизни. Все написанное выше несет оптимистичный характер. Исходя из широкого разнообразия земных живых организмов, можно сделать вывод, что даже на самой «суровой» планете-двойнике Земли может возникнуть живой организм, пусть и совсем отличный от привычных для нас.

Даже исследуя космические тела Солнечной системы, мы находим закоулки, казалось, мертвого мира, не похожего на Землю, в которых все же существуют благоприятные условия для углеродных форм жизни.

Таким образом допустимые условия для жизни на другой планете значительно расширяются. Умножив это все на размеры Вселенной, конкретнее – на количество планет, получим достаточно высокую вероятность возникновения и поддержания инопланетной жизни.

Анимация вращения экзопланет вокруг звезды HR 8799 в 129 световых лет от нас. Снимки обсерватории Кек, Гавайи.

Есть лишь одна проблема, которая возникает перед астробиологами, равно как и перед всем человечеством – мы не знаем, как возникает жизнь.

А потому оценка вероятности существования живых инопланетных организмов крайне затруднительна.

Если переход от химических соединений к живым организмам определить, как естественное биологическое явление, вроде самовольного объединения комплекса органических элементов в живой организм, то вероятность возникновения такого организма высока.

В таком случае можно сказать, что на Земле так или иначе появилась бы жизнь, имея она в наличии те органические соединения, которые она имела, и соблюдая те физические условия, которые она соблюдала. Однако, ученые так и не выяснили природу этого перехода и факторов, которые могут на него влиять.

Потому среди факторов, влияющих на само возникновение жизни, может быть что угодно, вроде температуры солнечного ветра или расстояния до соседней звездной системы.

Предполагая, что для возникновения и существования жизни в пригодных для жизни условиях требуется лишь время, и никаких более неизученных взаимодействий с внешними силами, можно сказать, что вероятность обнаружить живые организмы в нашей галактике – довольно высока, эта вероятность существует даже в нашей Солнечной системе. Если же рассматривать Вселенную в целом, то исходя из всего вышенаписанного, можно с большой уверенностью сказать, что жизнь на других планетах есть.

Источник: https://spacegid.com/est-li-zhizn-na-drugih-planetah.html

«Бактерии бессмертия»: возможна ли вечная жизнь?

Уроженец Карагандинской области, а ныне профессор МГУ, заведующий кафедрой геокриологии (мерзлотоведения) Анатолий Брушков попробовал на себе “бессмертную” бактерию Bacillus F, чтобы выяснить,может ли она продлить человеческий век. Сейчас ученый, возможно, близок к разгадке жизни, способной продолжаться миллионы лет.

 Клетка-долгожитель

Древний микроорганизм был найден им в вечной мерзлоте Якутии в 2009 году. Как показали исследования, продолжительность жизни единичных клеток Bacillus F, вероятно, близка к 3,5 миллиона лет. Профессор считает вполне реальными шансы на то, чтобы найти средство, которое может изменить жизнь человечества.

– Если мы объясним, каким образом клетка не погибает на протяжении тысяч лет, то найдем механизм ее защиты от старения и способ, как с ним бороться, и это будет настоящая научная революция, – уверен он.

В конце января Анатолий Брушков выступил перед генетиками в знаменитом Нью-Йоркском госпитале Маунт Синай , а также в университете Джона Хопкинса с докладом о выживаемости обнаруженных древних микроорганизмов. До этого американские ученые, имеющие очень хорошее оборудование для изучения генома, предложили российскому ученому собрать всю ДНК, найденную в древнем песке Якутии, и провести у них исследования.

– Первую попытку мы уже осуществили, – сообщил ученый. – Установлено, что есть и другие микроорганизмы, тоже обладающие свойством «вечной жизни». Кроме того, некоторые из них имеют плазмиды, и последние, вероятно, могут передавать это свойство.

Но такие эксперименты требуют подтверждения. Для прочтения геномов бактерий, которые там есть, и их идентификации необходимы так называемые метагеномные исследования.

Важно, что в наших руках есть бактериальная клетка, реально установленный организм, живущий  миллионы лет. Она сравнительно простая, и, как мне кажется, мы близки к разгадке фантастического долгожительства живых клеток.

Чингисхан в поисках бессмертия

Интересно, что сведения о неких загадочных «яйцах бессмертия», которые находятся далеко на севере, появлялись и раньше. О них заговорили задолго до исследований, предпринятых профессором Брушковым. Связано это с именем Чингисхана.

   После завоевания Востока, подчинения себе Китая, разгрома Ургенча, взятия Отрара и афганских городов Газни, Герат, Балх он обратил свои взоры на Запад. План одного из своих последних походов туда Сотрясатель вселенной вынашивал будучи достаточно пожилым человеком.

В это время он, как свидетельствуют современники, стал задумываться о вечности и обратился к монахам, которые проповедовали даоцизм – философское учение, основанное на мистике и на вере в продолжение жизни до бесконечности.

Пригласив к себе одного из последователей этого учения китайского монаха Чань Чуня, великий завоеватель задал ему вопрос: можно ли стать бессмертным? И одна из версий ответа на него заключалась в том, что секрет вечной жизни находится в неких яйцах, которые можно найти далеко на севере.

Если эта история действительно имела место (а она известна многим), то, по мнению Анатолия Брушкова, на самом деле монах подразумевал не собственно яйца птиц, а микроорганизмы, находящиеся в вечной мерзлоте.

– Их споры – это тоже ведь своего рода яйца, – говорит ученый. – Если так, то, получается, монах еще сотни лет назад правильно указал дорогу к бессмертию.

Эта историческая или, вернее, романтическая версии, объясняет, почему Чингисхан хотел пойти на Русь, на эту бедную и холодную страну, где не было ничего ценного с точки зрения богатства: он пытался найти те самые яйца.

Возглавляемая мною исследовательская группа изучила последовательность ДНК в геноме бактерии и выяснила, что в нем много различных белков, отвечающих за его защиту от повреждений.

Кроме того, была идентифицирована плазмида –  мобильный генетически элемент, который может передаваться от одной бактерии к другой. Что интересно, в ней всего несколько генов.

Пока мы не знаем, что они из себя представляют, но есть версия, что они могут отвечать за продолжительность жизни и передавать это свойство другим бактериям.

Пациент скорее жив, чем мертв

И наконец, о самом интересном: действительно ли Анатолий Брушков перестал стареть с тех пор, как три года назад испытал на себе «бактерию бессмертия»?

– Я бы не хотел распространяться на эту тему, – уклончиво отвечает профессор. – Судите сами: если скажу, что результат хороший, то многие завтра захотят проверить это на себе. Но это будет неправильно: проведенных исследований недостаточно, чтобы рекомендовать такой метод всем. А если скажу, что никакого эффекта нет, то это будет неправдой.

Пока результаты исследований не будут подтверждены и статистически обоснованы, я бы воздержался от комментариев. У меня нет морального права что-то категорически утверждать. В той же Якутии неблагоприятные экологические условия, там, как известно, находится центр холода.

Минерализация воды очень высокая, вследствие чего по некоторым показателям она бывает вообще непригодной для питья. Но при этом данная территория еще в советские времена считалась одним из центров долгожительства.

Но для того, чтобы утверждать «пейте талую воду – и будете здоровы», достаточных оснований нет. Вернее, серьезных и масштабных исследований на эту тему еще не проводилось. Есть лишь результаты отдельных экспериментов, показывающие  активность талой воды. Поэтому давать какие-либо рекомендации будет неправильно. Тем не менее свет в конце тоннеля появился.

Раньше можно было только гадать, есть вечная жизнь или нет. Многие думали, да и до сих пор думают, что нет.  На Земле было известно много живых организмов, но о живущих миллионы лет мы не знали. Кстати, сами бактерии в вечной мерзлоте были найдены столетие назад, однако настоящие их исследования начались после распада СССР.

В преддверии сенсации

– Выходит, вы не первый, кто начал работать с «бактерией бессмертия»?

– Да, но те, кто начинал работать с ней раньше меня, занимались систематикой. Я же решил, что эти вечные клетки можно использовать в практических целях. Многие ученые до сих пор с изумлением восклицают: «Миллионы лет?!  Нет, это невозможно».

Но в целом наука, по-моему, все же поверила в то, что вечные организмы существуют. Просто пока никто не знает, как к ним подступиться.

Сейчас в науке наступило некое затишье – вроде немой сцены, невероятного удивления перед тем, как схватиться за эту идею и начать интенсивно работать.

Кстати, в Америке и Китае первыми активно заинтересовались ею люди практического плана – врачи-онкологи. Ведь что такое рак? Это мутагенез, нарушение геномной последовательности ДНК и т.д.

И пока что никто в мире с этим справиться не может. А найденная  в Якутии «бессмертная бактерия» каким-то образом защищает свой геном от мутации.

Поэтому она и вызвала наибольший  интерес именно у онкологов.

 – Это уже доказано?

– В общем – да, потому что не будь механизма защиты от мутации, бактерии не жили бы так долго.

– Скоро, значит, появится лекарство от рака?

– Не могу утверждать. Пока мы проводим эксперименты на мышах: полезные свойства бактерии вроде бы налицо.

Мне кажется, следовало бы употребить все силы и попытаться изучить эту бактерию. Если сосредоточить ресурсы, то не исключено, что ученые быстро найдут механизм, продлевающий жизнь.

В конце концов улетим на Марс

– А скептически настроенных относительно «бактерии бессмертия» много?

 – Особо нет. Это уже достаточно исследованная тема. О том, что такая бактерия обладает механизмом, дающим ей право на бесконечно долгую жизнь, помимо меня писали еще датчане. Только я сделал это в 2001 году, а они, особо не вдаваясь в подробности, – в 2003-м.

Теперь же, если я буду сидеть сложа руки, то в той же Дании, США или в Израиле, где тоже есть очень мощные лаборатории, очень скоро найдут механизм жизнедеятельности бактерии.

 – То есть вашу идею могут перехватить?

– Легко. Тот, кто первым найдет механизм, тот и получит все награды.

– Нобелевскую премию, например?

– Она – карманные средства по сравнению с тем, что можно заработать на таком средстве, как продление человеческой жизни.

–  Вечная жизнь – это хорошо. Но ведь в последнее время все чаще слышатся разговоры о перенаселенности нашей планеты.

– Я думаю, что вопрос в корне неправильно поставлен и сформулирован. Если следовать этой логике, то не следует ни создавать новые медицинские препараты от тяжелых болезней, ни заботиться о продлении жизни вообще.

Но ведь нельзя уподоблять человека стаду сайгаков: их стало слишком много, поэтому нужен отстрел.

Когда речь идет о том, чтобы освободить окружающее пространство от человека, то это уже попахивает мальтузианством (демографическая теория  – прим.авт.).

Нет, я не утверждаю, что такой проблемы, как перенаселение Земли, не существует вообще. Она имеет место быть, скорее, из-за нашего плохого взаимодействия с окружающей средой. Нерациональная, неразумная жизнь – это и есть связь пространства с количеством населения.

Но даже если нас, землян, стало слишком много по объективным причинам, то надо искать какие-то другие методы решения проблемы. Тратить, к примеру, накопленные ресурсы не на войны, а на космические исследования, ориентированные на переселение людей на другие планеты.

Но не продлевать жизнь человека, чтобы сохранить пространство, –  с этим я совершенно не согласен. В Китае, как мы знаем, пытались найти выход из положения путем не контроля, а ограничения рождаемости. Но через одно поколение она  настолько снизилась, что пришлось отменить этот закон. Проблемы с перенаселенностью мы должны решать каким-то другим, более гуманным путем.

– А если продление человеческой жизни станет неподъемным для госказны?

– Да, это действительно будет нагрузкой на бюджет. Скептики уже говорят: мол, пенсии придется платить бесконечно долго. Но мы ведь говорим о продлении не старости, а активной фазы жизни.

Да, земля перенаселена, но я думаю, что человечество в самое ближайшее время решит эту проблему. В конце концов, переселимся на Марс, будем  разумно контролировать рождаемость. Это все-таки лучше, чем  стройными очередями отправляться на кладбище.

Источник: https://camonitor.kz/26649-bakterii-bessmertiya-vozmozhna-li-vechnaya-zhizn.html