Сложные формы жизни могли попасть с Венеры на Землю с помощью метеоритов

Анабелл Картрайт (Annabel Cartwright) из Кардиффского университета (Великобритания) выдвинула гипотезу, что взрыв разнообразия земной жизни в кембрийском и ордовикском периодах мог быть вызван переносом живых существ с Венеры. Там жизнь к тому времени могла быть куда более развитой, чем на Земле. Соответствующая работа направлена на публикацию в Science, а с её текстом можно ознакомиться на сервере препринтов Корнелльского университета arxiv.org.

Около 540 миллионов лет назад на Земле начался необычайно быстрый процесс появления целого ряда новых типов живых существ. Как отмечает Картрайт, за последующие несколько десятков миллионов лет возникло 34 из 35 известных типов животных. В геологических масштабах это весьма мало. Рекорд скорости образования новых типов не повторялся ни до, ни после этого. Именно к возникшим тогда типам принадлежат почти все известные животные и человек. В то же время представители более древних эдиакарской и хайнаньской биот быстро вымирали. Новые многоклеточные организмы были подвижны, что давало им выигрыш в сравнении с неподвижными "предшественниками".

Исследовательница отмечает, что метод молекулярных часов усугубляет загадку кембрийского взрыва и быстрой эволюции жизни в тот период. (Молекулярными часами называют метод датировки расхождений видов, основанный на гипотезе, по которой эволюционно значимые замены нуклеотидов в ДНК и РНК или аминокислот в белках происходят с практически постоянной скоростью. Следует отметить, что на практике скорость накопления таких замен может быть разной для разных видов. Из-за этого в ряде случаев метод даёт лишь приблизительные результаты.) Дело в том, что белки и гены разных типов современных животных отличаются друг от друга таким количеством аминокислотных и нуклеотидных замен, которое в теории никак не могло накопиться всего лишь за 540 миллионов лет. Если замены накапливались в ДНК животных кембрия с такой же скоростью, как сейчас, то большинство этих животных должны были возникнуть 0,9—1,0 миллиарда лет назад. В то же время находок многоклеточных организмов такой древности практически нет.

Анабелл Картрайт выдвигает гипотезу, что мутации в ДНК кембрийских типов животных шли с обычной скоростью. По её версии, эти организмы действительно возникли миллиард лет назад, но не на Земле (потому мы и не видим их останков), а на Венере. Она ссылается на недавние публикации, показывающие, что вопреки ранее принятым взглядам, эта планета вполне могла быть обитаемой почти с её возникновения до 700 миллионов лет назад. Тогда тектоника плит на ней остановилась, и венерианская кора престала быть подвижной. За счёт этого прервался углеродный цикл поглощения пород, связывавших углекислый газ. Он начал высвобождаться в атмосферу и привёл к катастрофическому потеплению, из-за которого на Венере сейчас 450 градусов по Цельсию.

Картрайт отмечает, что 700—450 миллионов лет назад, судя по датировкам ряда кратеров, Земля подверглась массовой бомбардировке небесными телами умеренных размеров (до 10 км в поперечнике). Как она полагает, ряд упавших на третью планету метеоритов были ранее выброшены с поверхности Венеры. Как известно, крупные астероиды, падая на поверхность планеты, выбивают из неё вторичные обломки. Часть из них получает скорость ниже первой космической и после короткого полёта в космосе падает на планету обратно огненным дождём, раскаляясь от трения о воздух. Другие получают первую космическую скорость и остаются на орбите (из таких обломков образовалась наша Луна). Часть вторичных обломков получает вторую и даже третью космическую скорость. Они могут вылететь в космос за пределы околопланетной орбиты. Затем гравитация других небесных тел захватывает их, и они падают на иные планеты. На Земле известно больше 130 марсианских метеоритов, которые таким образом попали на нашу планету. Меж тем Венера находится ближе к Земле, чем Марс. А значит, метеориты вполне могли попасть на Землю и с Венеры.

По гипотезе Картрайт, венерианская биота уже 700 миллионов лет назад могла быть более развитой, чем земная. На Венере нет магнитного поля, а большая близость к Солнцу означает, что космическая радиация сильнее бомбардировала эту планету, чем Землю. Известно, что космическая радиация может способствовать росту скорости генетических изменений. По современным расчётам, древняя Венера имела в 9—10 раз меньше воды, чем Земля. Поэтому океаны на ней имели меньшую глубину, а площадь суши была больше. Всё это способствовало меньшей защищённости местных видов от радиации и подстёгивало их эволюцию.

По расчётам исследовательницы, наиболее вероятным местом, откуда венерианские организмы мигрировали на Землю, была тёмная сторона Венеры, обращённая к Земле. Поскольку ночь на Венере в 100 раз дольше земной, организмы "ночной" стороны на тёмное время суток, скорее всего, впадали в спячку, Поэтому удар астероида застал их в состоянии, когда они были больше всего "готовы" к путешествию через космос внутри крупного обломка. Как известно, большие метеориты, падающие на Землю, внутри не расплавляются (пример — метеорит "Челябинск"). Получаемое ими тепло эффективно рассеивается при срыве внешних слоёв падающего тела. По мысли Картрайт, организмы, подобные нематодам или тихоходкам, могли перенести путешествие от Венеры к Земле внутри такого метеорита-обломка в спячке, и, оказавшись на нашей планете, начать бурное размножение, вытесняя менее продвинутые местные виды (эдиакарцев). Первая волна таких метеорных переносов случилась 540 миллионов лет назад ("кембрийский взрыв"), вторая — 470 миллионов лет назад (ордовикский всплеск биоразнообразия).

Гипотеза планетолога имеет ряд сложных мест. Анализ ДНК всех существующих видов показывает, что их общим предком является некий организм, живший 3,8 миллиарда лет назад. У тех 34 типов животных, которых Картрайт считает венерианскими по происхождению, общий предок тот же, что и у сине-зелёных водорослей и остальных одноклеточных, существовавших на Земле задолго до кембрия. Из-за этого Картрайт выдвигает ещё одну гипотезу: первый обмен жизнью между Землёй и Венерой произошёл за миллиарды лет до кембрия, что и дало гены последнего общего предка как земным, так и венерианским видам. Это усложняет гипотезу, поскольку доказать или опровергнуть венерианское происхождение типов животных после такого допущения будет очень сложно, если вообще возможно.

Другое узкое место гипотезы — вопрос о длительности путешествия венерианских обломков на нашу планету. Картрайт приводит самый оптимистичный сценарий полёта обломков — почти по прямой траектории. Согласно нему, часть венерианских организмов попала бы на Землю за 150 лет. Однако подавляющее большинство обломков провело бы в космосе до падения на нашу планету куда больше — до 10 миллионов лет. Если перенос жизни и состоялся, то большинство "венерианцев" прибыло по долгой, а не оптимальной, короткой траектории. Современные эксперименты на орбитальных станциях показывают, что по крайней мере тихоходки могут несколько дней пробыть в открытом космосе, и не просто выжить, а сохранить способность к размножению. Однако неясно, могут ли они сохранять способность вернуться к жизни через сотни тысяч и миллионы лет "спячки". Эксперимент для решения этого вопроса поставить нереально: его итогов придётся ждать слишком долго.