 |
Движущиеся камни (англ. Sailing stones) |
Это интересный вопрос. Смотря каким. Вымышленным чаще всего нужна. Например, румынские сферические «растущие камни» — трованты, — иногда принимаемые за представителей неорганической фауны, это геологические конкреции. Для их формирования, как и для появления отдалённо родственным тровантам сталагмитов, необходима вода, растворяющая карбонаты и переносящая наночастицы кремнезёма. Что же касается реальных организмов на основе, допустим, кремния, а не углерода, то таковые пока не найдены. А значит в отношении их потребностей можно лишь теоретизировать. Чем и займёмся.
Для начала, зачем вода? Легко представить, что выточенный процессами ветровой эрозии похожий на гриб камень на заглавной картинке — и в самом деле гриб. Просто, небелковый. Он растёт и, как грибу и положено, рассыпает разносимые ветром споры. Жизненосные пылинки падают в песок и тоже начинают расти, за века или тысячелетия, — а может и за десятки тысячелетий, ведь для камня время течёт по-другому, — превращаясь в новые взрослые и способные к размножению грибовидные организмы. Можно же такое представить? Можно. Если не задумываться над тем, как всё вышеописанное может работать.
Если организм растёт, поглощая материалы из окружающей среды, они как-то должны быть перемещены внутрь него. А как? Даже если каменный гриб вооружить большой ложкой для зачерпывания песка и отправления оного в ротовое отверстие (допустим, таковое наличествует), это не сведёт дело с мёртвой точки. Через рот пища попадёт в желудок. А дальше? По традиции, поглощённое должно быть растворено, впитано, и не подряд, а уже в форме специально отобранных — нужных организму — молекул, и разнесено по всей плоти существа. То есть, жизнедеятельность подразумевает механизм транспортировки отдельных молекул.
Перетаскивать молекулы поштучно крошечным пинцетом — не вариант. Настоящий гриб с помощью распределённой в почве грибницы впитывает растворённые органические вещества. Растения таким же образом — в форме раствора — получают из почвы необходимые для синтеза неорганические соединения. И далее продукты синтеза и материалы переносятся от корней к листьям и назад именно с током движущейся по капиллярам жидкости.
Тезис можно проверить ещё раз. Если организм размножается, значит он обладает наследственностью. Для хранения же наследственной информации требуется очень большая молекула. Поскольку информация эта весьма обширная. Большие же молекулы получаются из маленьких, путём поэтапного соединения оных. То есть, и тут возникает проблема доставки материалов к точке сборки. Традиционно она решается благодаря тепловому движению в растворе.
Но для раствора нужна жидкость. А на Венере, например, — как минимум, на поверхности, — жидкостей нет совсем. То же касается и Марса, хотя по причине обратной. Всё, что на Венере испаряется, на Марсе замерзает. На Луне же то и другое происходит одновременно, так что там особенно сухо. Жидкий растворитель, таким образом, оказывается проблемой космического масштаба, и возникает вопрос, можно ли без него обойтись.
Теоретически, да. Хотя теория получится очень отвлечённой. Придётся, например, забыть что основное соединение кремния — кремнезём — не только практически не растворимо, но и переходит в жидкую или газообразную форму лишь при температурах с существованием сложных молекул несовместимых. Однако, допустим. На кремнии свет клином не сошёлся. А если же взять куда более подходящий для жизнестроительства углерод, то до некоторой степени заменой жидкости может стать газ, способный транспортировать летучие вещества, как из внешней среды в организм, так и внутри организма. А газ-то в некоторых местах, — таких, как Венера или Юпитер, — не представляет редкости.
В питании через газообразную среду ничего нового нет. Все растения поглощают из воздуха углекислый газ, а некоторые тем же путём получают и пар, и даже минеральные соли. А пар-то может быть и там, где нет жидкой воды.
Сложнее с переносом веществ внутри организма. Тут прецедента нет, и с технической точки зрения транспортировка с помощью газа представляется сложной и неэффективной. Ведь, вентилировать придётся каждую клетку, превратив мембраны в молекулярные фильтры, пропускающие мелкие молекулы и задерживающие большие. Ибо не хорошо получится, если с выдохом вылетит вся ДНК. А такие фильтры будут создавать очень высокое сопротивление движению газа.
Тем не менее, что-то такое, пусть и работающее в миллион раз медленнее, чем организм на жидкой основе, представить можно. Но выглядеть безжидкостное существо, получающее всё необходимое извне с потоками газа, и на газе же строящее внутренний метаболизм, будет не так как гриб на картинке. Это окажется нечто весьма пористое и даже эфемерное, состоящее из воздуха в основном. По тому же принципу, по которому некоторые морские существа на 99% состоят из забортной воды. Нечто состоящее из эластичных и растяжимых наноплёнок, раздуваемое ветром (ибо при скорости метаболизма на шесть порядков меньшей на собственные силы для дыхания рассчитывать не приходится) и поддерживающее форму благодаря созданию внутреннего давления чуть превосходящего внешнее.
…Альтернативой же и такой альтернативе может послужить существо менее экзотическое, пусть рассчитанное на диапазон условий не столь широкий. Ведь даже при отсутствии условий для существования жидкостей во внешней среде, внутри организма они могут быть созданы искусственно. Так, замерзанию воды при низкой температуре будет препятствовать примесь аммиака и высокая концентрация солей. А испарению при низком давлении атмосферы — давление внутреннее и капиллярные силы. На Марсе и даже в ещё более холодных мирах вполне могут выжить (и выжили в процессе экспериментов) существа на традиционной жидкой основе. Необходима им лишь хоть какая-то атмосфера, содержащая водяной пар.
Соответственно, для миров горячих понадобится придумать что-то основанное на жидкостях с высокой точкой кипения. Для условий Венеры это может быть серная кислота, испаряющаяся вблизи поверхности, но и это можно поправить примесями и коррекцией внутренних условий. …Возникновение жизни без жидкой, и даже конкретно водной среды — фантастика уже не научная. Такого произойти не может, поскольку условия для синтеза сложных молекул в отсутствии жидкости организм способен создать, только если он уже есть. Но даже на очень суровых телах, —таких как Титан, — в прошлом условия могли быть сравнительно мягкими. Возникнув же, жизнь попытается приспособиться и к условиям экстремальным.
Для начала, зачем вода? Легко представить, что выточенный процессами ветровой эрозии похожий на гриб камень на заглавной картинке — и в самом деле гриб. Просто, небелковый. Он растёт и, как грибу и положено, рассыпает разносимые ветром споры. Жизненосные пылинки падают в песок и тоже начинают расти, за века или тысячелетия, — а может и за десятки тысячелетий, ведь для камня время течёт по-другому, — превращаясь в новые взрослые и способные к размножению грибовидные организмы. Можно же такое представить? Можно. Если не задумываться над тем, как всё вышеописанное может работать.
Если организм растёт, поглощая материалы из окружающей среды, они как-то должны быть перемещены внутрь него. А как? Даже если каменный гриб вооружить большой ложкой для зачерпывания песка и отправления оного в ротовое отверстие (допустим, таковое наличествует), это не сведёт дело с мёртвой точки. Через рот пища попадёт в желудок. А дальше? По традиции, поглощённое должно быть растворено, впитано, и не подряд, а уже в форме специально отобранных — нужных организму — молекул, и разнесено по всей плоти существа. То есть, жизнедеятельность подразумевает механизм транспортировки отдельных молекул.
 |
Грибная скала в пустыне Вади-Рам, Иордания |
Перетаскивать молекулы поштучно крошечным пинцетом — не вариант. Настоящий гриб с помощью распределённой в почве грибницы впитывает растворённые органические вещества. Растения таким же образом — в форме раствора — получают из почвы необходимые для синтеза неорганические соединения. И далее продукты синтеза и материалы переносятся от корней к листьям и назад именно с током движущейся по капиллярам жидкости.
Тезис можно проверить ещё раз. Если организм размножается, значит он обладает наследственностью. Для хранения же наследственной информации требуется очень большая молекула. Поскольку информация эта весьма обширная. Большие же молекулы получаются из маленьких, путём поэтапного соединения оных. То есть, и тут возникает проблема доставки материалов к точке сборки. Традиционно она решается благодаря тепловому движению в растворе.
Но для раствора нужна жидкость. А на Венере, например, — как минимум, на поверхности, — жидкостей нет совсем. То же касается и Марса, хотя по причине обратной. Всё, что на Венере испаряется, на Марсе замерзает. На Луне же то и другое происходит одновременно, так что там особенно сухо. Жидкий растворитель, таким образом, оказывается проблемой космического масштаба, и возникает вопрос, можно ли без него обойтись.
 |
Эффектные каменные образования назвали trovants, |
Теоретически, да. Хотя теория получится очень отвлечённой. Придётся, например, забыть что основное соединение кремния — кремнезём — не только практически не растворимо, но и переходит в жидкую или газообразную форму лишь при температурах с существованием сложных молекул несовместимых. Однако, допустим. На кремнии свет клином не сошёлся. А если же взять куда более подходящий для жизнестроительства углерод, то до некоторой степени заменой жидкости может стать газ, способный транспортировать летучие вещества, как из внешней среды в организм, так и внутри организма. А газ-то в некоторых местах, — таких, как Венера или Юпитер, — не представляет редкости.
В питании через газообразную среду ничего нового нет. Все растения поглощают из воздуха углекислый газ, а некоторые тем же путём получают и пар, и даже минеральные соли. А пар-то может быть и там, где нет жидкой воды.
Сложнее с переносом веществ внутри организма. Тут прецедента нет, и с технической точки зрения транспортировка с помощью газа представляется сложной и неэффективной. Ведь, вентилировать придётся каждую клетку, превратив мембраны в молекулярные фильтры, пропускающие мелкие молекулы и задерживающие большие. Ибо не хорошо получится, если с выдохом вылетит вся ДНК. А такие фильтры будут создавать очень высокое сопротивление движению газа.
 |
Белая Пустыня. Южный Синай. Каменные Грибы |
Тем не менее, что-то такое, пусть и работающее в миллион раз медленнее, чем организм на жидкой основе, представить можно. Но выглядеть безжидкостное существо, получающее всё необходимое извне с потоками газа, и на газе же строящее внутренний метаболизм, будет не так как гриб на картинке. Это окажется нечто весьма пористое и даже эфемерное, состоящее из воздуха в основном. По тому же принципу, по которому некоторые морские существа на 99% состоят из забортной воды. Нечто состоящее из эластичных и растяжимых наноплёнок, раздуваемое ветром (ибо при скорости метаболизма на шесть порядков меньшей на собственные силы для дыхания рассчитывать не приходится) и поддерживающее форму благодаря созданию внутреннего давления чуть превосходящего внешнее.
…Альтернативой же и такой альтернативе может послужить существо менее экзотическое, пусть рассчитанное на диапазон условий не столь широкий. Ведь даже при отсутствии условий для существования жидкостей во внешней среде, внутри организма они могут быть созданы искусственно. Так, замерзанию воды при низкой температуре будет препятствовать примесь аммиака и высокая концентрация солей. А испарению при низком давлении атмосферы — давление внутреннее и капиллярные силы. На Марсе и даже в ещё более холодных мирах вполне могут выжить (и выжили в процессе экспериментов) существа на традиционной жидкой основе. Необходима им лишь хоть какая-то атмосфера, содержащая водяной пар.
 |
Жизнь на Марсе. Пылевые бури |
Соответственно, для миров горячих понадобится придумать что-то основанное на жидкостях с высокой точкой кипения. Для условий Венеры это может быть серная кислота, испаряющаяся вблизи поверхности, но и это можно поправить примесями и коррекцией внутренних условий. …Возникновение жизни без жидкой, и даже конкретно водной среды — фантастика уже не научная. Такого произойти не может, поскольку условия для синтеза сложных молекул в отсутствии жидкости организм способен создать, только если он уже есть. Но даже на очень суровых телах, —таких как Титан, — в прошлом условия могли быть сравнительно мягкими. Возникнув же, жизнь попытается приспособиться и к условиям экстремальным.
Igor Krai
По теме:
Возможна ли небелковая жизнь?
Кремний, фосфор и метан как основа органики