Поиск внеземных цивилизаций

Реферат по астрономии

на тему:

Одиноки ли мы во вселенной?

Ученика Ново-волковской средней школы

Гобзова Дениса.

Содержание:

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

3.

2. Критерии существования и поиска живых систем

3.

3. Методы обнаружения внеземной жизни

4.

4. Практический обзор поиска и исследований внеземных форм жизни 5.

5. Интересные наблюдения

7.

6. Приборы для поиска

9.

7. Поиск внеземных цивилизаций

9.

8. Выводы

9.

9. Список литературы

11.

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

возможных 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

неожиданным 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

экзобиологических экспериментов с помощью автоматических биологических

лабораторий (АБЛ) является получение ответа на вопрос о наличии или

отсутствии жизни (или ее признаков) на планете. Обнаружение внеземных

форм жизни существенно усугубило бы наше понимание 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 эволюции 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 которыми 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,

которая привела к абиогенному образованию (как это было в сове время

на Земле) аминокислот, сахаров, жирных кислот, углеводов, возможно,

белков, но жизнь как таковая на планете, видимо, отсутствует. Эти

вещества в той или иной степени отличаются от аналогичных соединений,

встречающихся на Земле.

Возможно, что на Марсе могут быть обнаружены: первичные

протобиологические 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 существовавшей ранее или

существующей и ныне жизни; остатки высокоразвитой жизни (цивилизации)

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.

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 других планетах предполагает достоверную

идентификацию жизненных явлений в условиях, существенно отличных от

земных. Следовательно, теоретические методы и существующие 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

происхождения действительно имеет ряд общих свойств, и поэтому эти

свойства, несомненно, должны характеризовать и внеземные организмы.

Сюда можно отнести такие хорошо известные биологам и наиболее

характерные признаки живого, как способность организмов реагировать на

изменение внешних условий, метаболизм, рост, развитие, 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 раздражение присуща и неживым системам, изменяющим свое

физическое и химическое состояние под влиянием внешних воздействий.

Способность к росту свойственна кристаллам, а обмен энергией и

веществом с внешней средой характерен для открытых химических систем.

Поиски внеземной жизни должны поэтому основываться на применении

совокупности разных критериев существования и методов обнаружения

живых форм. Такой подход должен повысить вероятность и достоверность

обнаружения инопланетной жизни.

Методы обнаружения внеземной жизни.

Как уже говорилось, наиболее сильным доказательством присутствия

жизни на планете будет, конечно, рост и развитие живых существ.

Поэтому, когда сравниваются и оцениваются различные методы обнаружения

жизни вне Земли, преимущество отдается тем методам, которые позволяют

с достоверностью установить размножение клеток. А поскольку наиболее

распространенными в природе являются микроорганизмы, при поиске жизни

вне Земли прежде всего следует искать микроорганизмы. Микроорганизмы

на других планетах могут находиться в грунте, почве или атмосфере,

поэтому разрабатываются различные способы взятия проб для анализов. В

одном из таких приборов - “Гулливере” - предложено остроумное

приспособление для взятие пробы для посева. По окружности прибора

расположено три небольших цилиндрических снаряда, к каждому снаряду

прикреплена липкая силиконовая нить. Взрыв пиропатронов отбрасывает

снаряды на несколько метров от прибора. Затем силиконовая нить

наматывается и, погружаясь при этом в питательную среду, заражает ее

частицами прилипшего к ней грунта.

Размножение организмов в питательной среде может быть установлено с

помощью различных автоматических устройств, одновременно

регистрирующих нарастание мутности среды (нефелометрия), изменение

реакции питательной среды (потенционометрия), нарастание давления в

сосуде за счет выделяющегося газа (манометрия).

Очень изящный и точный способ основан на том, что в питательную

среду добавляют органические вещества (углеводы, органические кислоты

и другие), содержащие меченный углерод.

Размножающиеся микроорганизмы будут разлагать эти вещества, а

количество выделившегося в виде углекислоты радиоактивного углерода

определит миниатюрный счетчик, прикрепленный к прибору. Если

питательная среды будет содержать различные вещества с меченным

углеродом (например, глюкозу и белок), то по количеству выделившейся

углекислоты можно составить ориентировочное представление о физиологии

размножающихся микроорганизмов.

Чем больше разнообразных методов будет использовано для выявления

обмена веществ у размножающихся микроорганизмов, тем больше шансов

получить достоверные сведения, так как некоторые методы могут

подвести, дать ошибочные данные. Например, питательная среда может

помутнеть и от попавшей в нее пыли (как, возможно, было с “Викингами”

в 1976 г., см. выше). Когда клетки микроорганизмов размножаются,

интенсивность всех регистрируемых и передаваемых на Землю показателей

непрерывно нарастает. Динамика всех этих процессов хорошо известна, а

она надежный критерий действительного роста и размножения клеток.

Наконец, на борту автоматической станции может быть два контейнера с

питательной средой, и как только в них начинается нарастание

изменений, в один из них автоматически будет добавлено

сильнодействующее, ядовитое вещество, полностью прекращающее рост.

Продолжающееся изменение показателей в другом контейнере будет

надежным доказательством биогенного характера наблюдаемых процессов.

Конструируемые приборы не должны быть чрезмерно чувствительными,

так как перспективы “открыть” жизнь там, где ее нет весьма неприятна.

С другой стороны, прибор не должен дать отрицательный ответ, если

жизнь действительно существует на исследуемой планете. Именно поэтому

надежность и чувствительность предполагаемой аппаратуры усиленно

обсуждается и уже претворяется в жизнь.

Хотя размножение микроорганизмов и является единственным бесспорным

признаком жизни, это не значит, что не существует иных приемов,

позволяющих получить ценную информацию. Некоторые краски, соединяясь с

органическими веществами, дают комплексы, легко обнаруживаемые, так

как они обладают способностью к адсобции волн строго определенной

длины. Один из предложенных методов основан на применении масс -

спектрометра, который устанавливает обмен изотопа кислорода О18,

происходящий под влиянием ферментов микробов у таких соединений, как

сульфаты, нитраты или фосфаты. Особенно хорошо и, главное,

разнообразно применение люминесценции. С ее помощью не только

констатируют энзиматическую активность, но при применении некоторых

люминофоров возможно свечение ДНК, содержащейся в клетках бактерий.

Следующий этап в исследованиях - применение портативного

микроскопа, снабженного поисковым устройством, способным отыскивать в

поле зрения отдельные клетки.

Обсуждается также возможность использования электронного микроскопа

для изучения структурных элементов микробной клетки, не видимых в

оптический микроскоп. Применение электронного микроскопа в сочетании с

портативным может чрезвычайно расширить возможности морфологических

исследований, что, как мы знаем из современной биологии, особенно

важно для изучения внутренней молекулярной структуры составных

элементов живого. Важной электронной особенностью является возможность

сочетания ее с телевизионной техникой, поскольку они имеют общие

элементы (источник электронов, электромагнитные фокусирующие линзы,

видиконы).

Специальные устройства будут передавать на Землю (в общем этот

принцип уже использовался на практике) видимые микроскопические

картины. Здесь уместно отметить, что в задачи экзобиологии входит

обнаружение не только существующей теперь жизни, но также

палеобиологические исследования. АБЛ должна уметь обнаружить возможные

следы бывшей жизни. В методическом отношении эта задача будет

облегчена применением микроскопов с различным увеличением.

Самым сложным вопросом в методическом отношении будет возможность

существования форм жизни, более просто организованных, чем

микроорганизмы. Действительно, эти находки, вероятно, представят

гораздо больший интерес для решения проблемы возникновения жизни, чем

обнаружение таких относительно живых существ, как микроорганизмы.

В методическом отношении экзобиология находится в более трудном

положении (несмотря на небольшой опыт запусков АБЛ), чем другие

дисциплины, изучающие планеты с других точек зрения. Эти дисциплины

имеют возможность изучать планеты на расстоянии с помощью различных

физических методов и получать очень ценную информацию о свойствах

планет.

До сих пор мало методов, позволяющих аналогичным образом получить

сведения о внеземной жизни. Для этого АБЛ должна находиться на

поверхности планеты. Мы приближаемся к такой возможности. И трудно

будет переоценить значение тех данных, которые мы тогда получим.

Страницы: 1, 2