Знак Солнца

01 января 1989 года, 00:00

— У меня есть кое-какие основания предполагать, что в нашей Галактике нет таких планет, где бы развилась жизнь. Разве что в других галактиках, но тогда там должны существовать уже иные формы жизни, чем на Земле, представить которые довольно трудно, если вообще возможно.

Честно говоря, некоторая категоричность доктора технических наук, заведующего лабораторией обнинского Всесоюзного НИИ сельскохозяйственной метеорологии Петра Петровича Федченко меня несколько обескуражила. Для того чтобы рассуждать о возможности существования жизни на других планетах, необходимо точно знать, как она зародилась и развивалась на Земле. Пока же здесь «белых пятен» хватает. А в лаборатории Федченко занимаются изучением дистанционных методов определения хлорофилла в растениях. Не слишком ли далека эта проблема от вопроса о жизнеобитаемости планет?

— Как сказать...

Петр Петрович был невозмутим.

«Черные пропасти» на ярком фоне

— Как вы думаете, чем отличается, например, человек от «волчьей» ягоды? ДНК одинаковые, жиры, белки, углеводы и тому подобное есть и там, и там. А вы не улыбайтесь, давайте лучше попробуем в этом разобраться...

В XIV веке до нашей эры, то есть почти 3,5 тысячи лет назад, египетский фараон Аменофис IV, что значит «любезный Амону», вводит для своего народа единое божество — Солнце. Олицетворением его становится солнечный диск с гривой лучей вокруг, заканчивающихся человеческими руками. Свое имя фараон меняет на Эхнатон — угодный Атону, то есть Солнцу, которое дарит свет и жизнь всему живому на Земле. Неважно, чем тогда руководствовался царь Египта, меняя государственную религию, главное, Эхнатон не ошибся, обожествляя наше светило — ведь благодаря ему на Земле и расцвела во всем своем многообразии жизнь. Но что конкретно держит Солнце в ладонях своих лучей?

Вот таким «простым» вопросом однажды и задался Петр Петрович Федченко. Возник он, естественно, не на пустом месте. В то время Петр Петрович находился в командировке в Киеве. В Институте ботаники имени Н. Г. Холодного он вместе с биофизиком, кандидатом физико-математических наук Валерием Александровичем Коневским занимался определением содержания хлорофилла в растениях по силе отражаемого ими света.

— Опыты несложные,— объясняет Федченко.— Брали лист картофеля или кукурузы и в совершенно темной лаборатории подсвечивали их голубоватым лучом лазера...

Известно, что свет всегда исходит от вещества — рождается в нем и им же поглощается, а если проходит через вещество, то может заставить светиться и его — эффект всем известной люминесценции. Свойственна она и растениям, просто их свечения на Солнце мы не видим. Однако если растение ночью некоторое время освещать лазером или даже лампой, то оно начнет испускать красный свет. И чем больше содержится в растении хлорофилла, тем он ярче. Правда, такой метод неудобен, да и лазеры — вещь дорогостоящая. Не раз Федченко и Коневский задумывались о том, что хорошо было бы найти способ определения хлорофилла в растениях при свете, днем. И вот вспомнили о так называемых фраунгоферовых линиях, находящихся в спектре Солнца.

Все знают, что если солнечный луч разложить, то мы увидим полосу света с постепенным переходом цветов от темно-красного к фиолетовому. Но ежели приглядеться к спектру повнимательней, цветная полоса его окажется вовсе не сплошной, а со множеством пересекающих ее поперек темных линий, которые находятся всегда в строго определенных местах. Фраунгоферовыми они названы по имени открывшего их ученого, а С. И. Вавилов определил так: «темные пропасти на ярком фоне солнечного спектра». Почему они возникают, не знали до 1859 года, когда немецкие ученые Г. Кирхгоф и Р. Бунзен открыли спектральный анализ и доказали, что фраунгоферовые линии (ФЛ) по своему положению в точности соответствуют тем ярким линиям, которые образуют спектры паров чистых металлов, полученных в лаборатории. Поэтому пары элементов в солнечной атмосфере, пропуская на Землю сплошной спектр солнечного ядра, оставляют на нем свои следы в виде ФЛ. Впоследствии эти «темные пропасти» в спектре Солнца и «рассказали» о том, что почти все элементы, имеющиеся на Солнце, есть и на Земле. Кстати, для астрономов ФЛ давно служат уникальным источником информации о процессах, происходящих как на нашем светиле, так и на звездах.

— Вот тогда мы и предположили,— продолжает Петр Петрович,— что ФЛ солнечного спектра и их форма имеют какое-то отношение и к живым организмам на Земле...

Как известно, в фотосфере Солнца содержится магний, железо, натрий, алюминий, кальций...— десятки металлов, но почему-то только три из них — магний, железо и кальций — образуют в биологически значимой области солнечного спектра наиболее глубокие темные линии. Именно те металлы, атомы которых находятся в клетках живых организмов, в молекулах так называемых металлоферментов, и выполняют важнейшие функции. Более того, магний, кальций и железо определяют и форму молекулы. Были бы другие металлы, организовались бы и другие формы жизни на Земле. Иначе говоря, металлы в клетках живых организмов настроены строго на волну соответствующих фраунгоферовых линий в солнечном спектре.

Но, как оказывается, мощность солнечного излучения на Землю в четыре раза превосходит ту, которая необходима для фотосинтеза. Это отмечал ещ? К. А. Тимирязев. Поэтому в процессе эволюции растениям пришлось выработать защитный механизм от губительного воздействия на них Солнца. То есть приспособиться к свету, который поступает на Землю в виде уникальной «оптической матрицы» с темными щелями фраунгоферовых линий. Кстати, размеры их ничтожно малы — 2—3 ангстрема (100 ангстрем составляют микрон). Вот почему растения и животные включили в свои клетки атомы тех металлов, спектральные линии которых совпадали с ФЛ биологически активной части спектра Солнца — излишняя радиация им теперь была уже не страшна.

Ну а если бы, скажем, ФЛ магния в спектре отсутствовали, молекулы оставались бы такими же устойчивыми? Или, проще, имеет ли существенное значение для земной жизни состав солнечного спектра?

Не вдаваясь в специфические подробности экспериментов, проведенных П. Федченко и В. Коневским при содействии профессора Института ботаники Е. Судьиной и научного сотрудника Института физиологии АН УССР О. Рожмановой, могу лишь сказать, что результаты их подтвердили предположения исследователей: ФЛ биологически значимой области спектра имеют непосредственное отношение к растительным и животным клеткам. Изменяя солнечный спектр, то есть оптическим методом, разработанным П. Федченко и В. Коневским, вполне можно влиять на развитие растений и животных — ускорять или замедлять его. А это уже имеет практическое значение. Главный же вывод — жизнь на Земле образовалась лишь благодаря определенному и неизменному составу спектра Солнца.

Что предскажут дрозофилы?

— Теперь, думаю, понятно, чем отличается человек от «волчьей» ягоды? — спрашивает Федченко.— Вроде бы незначительным: в крови человека содержится железо, в растениях — магний. Всего лишь два различных металла, а дали они несоизмеримо разные формы жизни. Теперь представьте, что может случиться, если спектр вдруг изменится?

Известно, что первые растения зародились в воде. Они поглощали солнечный свет, размножались, все больше выделяя кислорода в воду и атмосферу. Потом в воздухе появились озон, углекислый газ, окись азота. Но вместе с изменением состава атмосферы постепенно менялся и спектр Солнца. Когда озоновая оболочка закрыла Землю от губительного ультрафиолетового излучения, появились и другие условия для роста растений. Правда, потребовалось время, чтобы им приспособиться к новому спектру Солнца. И снова измениться он может лишь в том случае, если станет другим химический состав воздушной оболочки Земли. Вот с этой стороны опасность существует вполне реальная. Только одного углекислого газа благодаря человеческой деятельности ежегодно выбрасывается в атмосферу 22 миллиарда тонн. Не так давно выяснилось, что и хлоросодержащие газы, считавшиеся нетоксичными, в стратосфере под воздействием мощной коротковолновой радиации разлагаются и выделяют свободный хлор. Но один его атом способен разрушить 100 тысяч молекул озона, и так же ведут себя фтор, йод и многие другие элементы. Ученые считают их основными виновниками появления «озоновых дыр». А человечество выбрасывает в атмосферу ежегодно 0,5 миллиона тонн хлорсодержащих веществ и около 30 миллионов тонн других «пожирателей» озона.

В загрязнении атмосферы «помогают» и вулканы. Один только взрыв Эль-Чичона в Мексике в 1982 году выбросил громадное облако пепла и газов с большим содержанием хлора, которое расползлось по всему земному шару. Такие события меняют состав атмосферы почти на 5 лет. Ученые уже предсказывают климатические катастрофы либо от глобального потепления на планете, либо от жесткого солнечного излучения вследствие нарушения озонового слоя. Но, оказывается, и это еще не все — можно ожидать крупных неприятностей и от изменения оптических параметров атмосферы. Экспериментальные исследования П. Федченко и В. Коневского показали, что именно это последнее время и происходит. В спектре Солнца уже появились дополнительные «черные пропасти», связанные с выбросом в атмосферу больших количеств соединений металлов. Значит, возможно и искажение «оптической матрицы» солнечного света, к которой приспособилось все живое на Земле за длительный период эволюции. А это может вызвать тяжелые последствия. Особенно для водных обитателей. Они привыкли к спектру Солнца, прошедшего через атмосферу и воду, которая в реках, озерах и морях уже достигла высокого уровня загрязнения. Меняется состав спектра, рыба болеет и уходит из привычных мест обитания в более чистые районы, а их остается все меньше. Сегодня, по мнению Петра Федченко, загрязнение биосферы должно рассматриваться и исследоваться значительно шире. Ведь сейчас принимаются во внимание лишь вредные, токсичные вещества, отравляющие почву, воздух и воду, что несет опасность для здоровья людей и природы. Но атмосфера постоянно насыщается и другими, как бы нейтральными газами и веществами, которые никто никогда не учитывал, но которые тоже влияют на химический состав атмосферы, а значит, и солнечного спектра.

— И что тогда произойдет?

— Это зависит от того,— чуть помедлив, ответил Федченко,— как и что в спектральном составе Солнца изменится. Например, всем известно, что растения очищают воздух, как бы фильтруют его. В атмосфере содержится большое количество СО — угарного газа, очень вредного для человека и молекулы которого поглощаются растениями. Определенное изменение спектра — и свет будет вышибать из растений поглощенные ими молекулы СО, то есть природный фильтр перестанет действовать. Увидеть это невозможно, а человечество начнет задыхаться. Предсказать же такие изменения в атмосфере можно лишь по изменению спектра Солнца.

Другой эксперимент, который провели П. Федченко и В. Коневский,— со спорами грибов. Они облучали их светом, спектр которого соответствовал солнечному лучу, прошедшему через загрязненную атмосферу. Правда, в несколько раз больше, чем ее нынешнее состояние. После такой обработки споры исследовали специалисты и сказали, что из них выросли бы грибы без шляпок. И вполне вероятно, как заметил Петр Петрович, что грибы станут первыми жертвами, так сказать наглядными свидетелями критического уровня загрязнения атмосферы.

Но неужели нечто подобное может ожидать и людей?

Механику реакции организмов на измененный спектр солнечного света Петр Петрович изложил кратко, но внушительно.

— Дело в том, что в клетках растений есть металлсодержащие пигменты, так называемые транспортные молекулы, передающие энергию. Они работают на определенной волне спектра. Мы эту волну изменили в соответствии с расчетным загрязнением. Естественно, «транспорт» остановился, и для растений наступила, образно говоря, ночь, хотя в этот момент солнце светило ярче обычного. А у человека или животного в такой ситуации нарушается обмен веществ, потому как тоже приостанавливается «транспорт» переноса энергии. И человек умирает... от голода, несмотря на то, что он по-прежнему питается три раза в день. Однако такой опасности можно избежать, для этого необходимо знать, когда, при каком уровне загрязнения атмосферы наступит роковая минута для человечества.

Как выяснилось, именно такие эксперименты прогноза П. Федченко и В. Коневский намереваются провести в ближайшем будущем. И один из них, предварительный,— с дрозофилами. Наблюдения за изменениями в их генетическом коде на протяжении 30—100 поколений могут примерно предсказать, через сколько поколений при нынешнем уровне загрязнения атмосферы человечество подойдет к опасной черте, за которой наступит сначала период тяжелых болезней, а потом... Нет, такой прогноз потребует, конечно, подтверждения другими экспериментами. И все же — что предскажут дрозофилы?

Уже в конце нашей беседы я спросил Петра Петровича, почему он начал разговор с проблемы зарождения жизни на других планетах?

— А я не отвергаю гипотезы о том, что жизнь занесена на Землю из космоса. Некоторым образом эту версию мы тоже собираемся проверить. Ведь если космос и подарил Земле нечто, из чего потом развились, скажем, растения, то они обязаны помнить «свое Солнце», свой спектр света, пусть за миллиарды лет эволюции и «привыкли» к нашему светилу. У биологических систем есть прошлое, и они его помнят. Так что оптическим методом можно определить, какие из сегодняшних растений земного происхождения, а какие родом из других галактик.

Большие надежды у исследователей и на эксперимент в открытом космосе. И на последующие опыты на разных высотах в атмосфере, чтобы выяснить, при каком ее составе зародилась жизнь на нашей планете. Ведь до сих пор неизвестно, почему растения «избрали» магний, а не кобальт, например, или цинк, которые так быстро включаются в молекулы хлорофилла.

Петр Федченко считает, что необходимо провести и некоторые исследования для решения чисто земных проблем. Например, вирусы, вызывающие опасные болезни,— те же организмы, молекулы которых содержат атомы железа. Если облучить их лазером определенного спектра, то можно подавить активность и вирусов рака, туберкулеза и многих других. Потом уже, находясь в организме человека, они станут неопасны, болезнь не разовьется...

Шумерские жрецы были убеждены в том, что будущее запечатлено тайными письменами в событиях, происходящих вокруг нас в настоящем. Что ж, в мудрости древним не откажешь. Но и нам, живущим в конце XX века, пора бы проявить мудрость по отношению к природе.

Обнинск

Александр Глазунов, наш спец. корр.

Рубрика: Без рубрики
Просмотров: 5930