Космос и мы - 2

bigdrum — 16.04.2025

Вот тут вот и вот тут вот у alex_rozoff были подняты интересные и взаимосвязанные вопросы. Вопрос первый - "космос-да или космос-нет?". Вопрос второй - ключевой способ формирования космических экипажей. В более развернутом смысле - способ освоения космического пространства человечеством.

Предыдущее: 1.

Мы продолжаем наш цикл. Мы уже поняли, что однозначным ответом, если человечество вообще хочет иметь длительную по масштабам космоса перспективу, и не согласно на предсказуемый конец пусть в отдаленном, но все же неминуемом будущем, является "Космос - да!".

Сегодня мы рассмотрим возможный вариант "Развитие систем жизнеобеспечения людей в космосе" с точки зрения перспектив и возможных границ космической экспансии.



Как уже было сказано многими ранее, Земля является уникальной с точки зрения условий (пока что ничего подобного не найдено) планетой, на которой есть все необходимое для поддержания жизни. И поскольку аналогичных Земле мест мы пока не нашли, и в нашей Солнечной системе таковых нет точно, возникает вопрос, а как вообще мы будем в этом самом космосе выживать. И этот вопрос, если подойти к нему с умом, а не на уровне домохозяйки, является куда более сложным и комплексным, чем кажется на первый взгляд. Хотя и на первый взгляд он кажется, как бы так сказать, необъятным...

Чтобы понять, как мы будем выживать в космосе, мы должны понять прежде всего, что такое жизнь. Наша, земная. И вот тут вот у пытающихся поразмышлять о космосе обычно возникает проблема, потому что как раз на эту тему они вообще не думают. Ну или думают исключительно в патетическом ключе.

Берем тему в лоб.

Мы знаем, из курса теории эволюции, что жизнь крайне разнообразна в свои формах, и приспосабливается к условиям окружающей среды, занимая ВСЕ ДОСТУПНЫЕ ниши. Мы знаем, что до Гуронского оледенения жизнь на Земле была, более того - жизнь била ключом. Не гаечным по голове, но все же... И мы в общих чертазх представляем себе, и это доказано микробиологическими и биохимическими исследованиями, что до Гуронского оледенения кислород был ядом для жизни, а затем произошла Кислородная катастрофа, и жизни должен был бы прийти каюк, но не тут-то было... Иными словами, жизнь, столкнувшись с условиями, в которух она выжить просто не могла, конечно начала вымирать опережающими темпами, однако в силу изменчивости видов появились организмы, которые взяли вот этот вот смертельный яд под названием "кислород", и сделали его частью своего метаболизма. И получилось, что планета из пригодной для жизни (той, первоначальной) стала непригодной, но жизнь видоизменилась, и научилась жить в новых условиях. Вопрос - о чем нам говорит этот урок?

Этот урок, дорогие мои, говорит нам о том, что на самом деле на Земле ВОВСЕ НЕ ИДЕАЛЬНЫЕ условия для жизни - просто-напросто жизнь приспособилась к этим условиям идельным образом.

Еще раз.

Причина уникальности Земли с точки зрения жизни заключается в том, что это жизнь обладает уникальным свойством приспосабливаться к окружающим условиям.

Это крайне важный тезис. Это фундаментальный тезис. Потому что этот тезис лишает нас кучи иллюзий, и заодно служит частичным ответом на вопрос, может ли совершенствование систем жизнеобеспечения быть главным путем к колонизации космоса. Так как в контексте этого самого совершенствования мы должны определиться с тем, а какие именно системы жизнеобеспечения нам потребуются в будущем, когда мы сможем достичь других звезд...

Иными словами, прежде чем совершенствовать системы жизнегобеспечения, мы должны знать, что именно они должны жизнеобеспечивать.

Основу жизненного цикла живой клетки (не каждой) представляет митохондрия. Когда-то митохондрии были отдельными клетками, потом произошло нечто, пра-митохондрия была поглощена другой клеткой, и взяла на себя функции по преобразованию пищи в энергию, пригодную для объемлющей клетки. Со временем митохондрии вступили в настолько плотный симбиоз с клеткой, что теперь они вместе размножаются, живут, и друг без друга не могут.

Очевидно, что первичная клетка, которая была без митохондрий, просто не смогла бы выжить. И митохондрия без клетки тоже выжить не могла. Но вместе они смогли не только выжить, но и стать доминирующей формой клеточной организации.

Если говорить об аналогах на макроуровне, то получается, что если бы мы создавали и совершенствовали систему жизнеобеспечения для клетки без митохондрий - то в результате у нас получился бы эволюционный стоп, и очевидно, получившиеся в результате организмы были бы более консервативны, искорее всего, менее жизнеспособны. Они рассуждали бы об уникальности Земли и считали бы, что живут на исключительной планете. Но - произошло то, что произошло, два разных вида объединились, породив третий, симбиотический, и этот третий тип имел уже совершенно иные отношения с окружающей средой.

Мы можем сказать, что митохондрия - это система жизнеобеспечения клетки, но на самом деле и клетка - система жизнеобеспечения для митохондрии. И несмотря на то, что геном митохондрии изолирован от генома клетки, существуют они только вместе - клетка и митохондрия - а по отдельности умирают...



Развитие человеческого организма в исторически протяженных промежутках времени, особенно сегодня, когда у нас есть биология, медицина и так далее, возможно, приведет к появлению очередного симбиоза. И здесь нам вспоминаются братья Стругацкие с их фукамизацией.

Биоблокада, она же Токийская процедура, систематически применяется на Земле и на периферии около ста пятидесяти лет. Биоблокада — термин непрофессиональный, принятый, главным образом у журналистов. Специалисты-медики называют эту процедуру фукамизацией в честь сестер Натальи и Хосико Фуками, впервые теоретически обосновавших и применивших ее на практике. Целью фукамизации является повышение естественного уровня приспособляемости человеческого организма к внешним условиям (биоадаптация). В классической своей форме процедура фукамизации применяется исключительно к младенцам, начиная с последнего периода внутриутробного развития. Насколько мне удалось установить и понять, процедура состоит из двух этапов.

Внедрение сыворотки УНБЛАФ (культура "бактерии жизни") на несколько порядков увеличивает сопротивляемость организма ко всем известным инфекциям, вирусным, бактериальным и споровым, а также ко всем органическим ядам (это и есть собственно биоблокада).

Как видим, культура "бактерий жизни" с планеты Пандора в данном случае является практически симбиотическим организмом для человека. Не таким интегрированным, как митохондрии, потому что культура не размножается вместе с людьми, но тем не менее - симбионтом. Впрочем...

В подтверждение этой идеи впервые, насколько мне удалось выяснить, приводятся данные о многочисленных случаях передачи по наследству свойств фукамизированного организма. Объясняются более ста случаев, когда механизм плода еще в утробе матери начинал вырабатывать антитела, характерные для воздействия сыворотки УНБЛАФ, и более двухсот случаев, когда новорожденные обладали врожденно расторможенным гипоталамусом. Более того, зарегистрировано более тридцати случаев передачи такого рода свойств уже в третье поколение.

Понятно, что пока такой чудо-бактерии у нас нет (фантастика все-таки). Однако есть и другие варианты, например я рассматривал скафандр Жокея из франшизы Чужого, как симбиотический организм. Если смотреть на вещи широко, то с точки зрения масштабов планеты вся жизнь на Земле является симбионтом для человека. Вот таким вот обеспечивающим человеческую жизнь симбионтом. А существование человека на планете Земля соответственно - это симбиоз всех видов, включая друг друга, с целью выживания и существования в конкретных астрономических условиях.

В организме человека уже существуют отдельные от него, не интегрированные, как митохондрия, симбионты. Речь идет о кишечных бактериях. Йогурты все пили? Все пили. Ну так вот - когда вы пьете йогурт, вы подсаживаете себе в организм симбионта - лактобактерию.



Учитывая, что некоторые виды вирусов интегрируют свой геном в человеческую ДНК, можно говорить о том, что и они также являются симбионтами. Вообще говоря, вирусы по определению симбионты, но для провирусов это вообще верно-верно-верно. Существует вопрос - насколько глубок этот человеко-вирусный симбиоз. И здесь мы с вами включаем голову, и понимаем, что для передачи по наследству ДНК с интегрированным вирусом необходимо, чтобы такая ДНК содержалась в сперматозоиде и яйцеклетке. Да еще и в одной и той же позиции. И в зависимости от того, выполняется это или нет - и возможно или невозможно появление человека, являющегося генетическим носителем вируса.

(Кстати, если говорить о симбиотическом варианте развития человека, такие люди могут служить "гениями здоровья" для всех прочих, распространяя с вирусом что-нибудь полезное, как например, в векторных вакцинах).

Вопрос о присутствии генома вируса в наследственной ДНК - это вопрос, который, насколько мне известно, никем никогда не изучался. Однако следует сказать, что процесс преобразования генома после слияния яйцеклетки с сперматозоидом, в смысле располовинивание хромосом и слияние их в одну двухцепочечную ДНК, очевидно, как раз и предотвращает такую передачу интегрированных вирусных геномов. Было бы интересно точно это установить и подтвердить.

Возможно, участившиеся случаи бесплодия являются результатом более широкого распространения ДНК-вирусов , интегрирующихся в геном, например вируса герпеса, в человеческой популяции - он интегрируется в ДНк, и затем в процессе образования ДНК плода из родительских ДНК из-за несовпадения цепочек ДНК появляется нежизнеспособная... Впрочем - это моя наивная гипотеза, было бы интересно узнать, так ли это.

Также интерсно, существуют ли вирусы, продуцируемые самими людьми, и передаваемые по наследству. Например, вирус оспы натуральной относится к антропонозным с двухцепочечной ДНК. Если какой-нибудь сраный бактериофаг перенес такую ДНК в сперматозоид одновременно матери и отцу, то их потомство, теоретически, может быть вирусоносителями, причем активация вируса будет происходить спорадически. Пока вокруг достаточно много вакцинированных людей - а мы помним, что почти тотальная вакцинация от оспы была в прошлом веке - это не страшно, но если все решат, что вирус побежден, и прекратят вакцинацию, и вдруг у такого человека "сработает" вирусная ДНК - ну тогда сами понимаете, чем все может закончиться... Проверить это просто - если ПЦР-тест на конкретный вирус даст положительный результат на "чистом" ДНК челровека - значит, какая=то часть вирусной ДНК в геноме человека присутствует.

Еще раз - это чисто гипотеза, которая говорит об актуальности исследований в этом направлении.

Все вышеописанное написано мной для того, чтобы вы понимали - тема симбионтов человека является не фантастикой. У человека масса симбионтов, как живущих вне организма (вирусы), так и внутри организма (кишечные бактерии), и даже - входящих в состав организма (митохондрии). Некоторые симбионты, такие как кишечные бактерии и митохондрии, повышают выживаемость организма, а некоторые (как вирусы) - снижают ее. И вот это вот влияние симбиоза на кондиции организма в целом позволяет вполне себе продуктивно думать о расширении границ выживания человека путем поиска, а возможно и продуцирования, правильного симбионта.

"Бактерии жизни".

Кстати раньше в диете людей было огромное количество квашенных продуктов, а сами продукты часто были плохо вымыты. Возможно, это лишило нас каких-то полезных симбионтов. Например, всем известно, что живущие на винограде бактерии, перебраживают его в вино. При употреблении винограда в чистом виде, да еще и в немытом, прямо с грозди - они попадают в кишечный тракт. Тысячи лет они туда попадали, а сегодня, в связи с гигиеной, перестали... Может, это как раз и плохо для человека, что перестали...

И вот в данной точке мы уже можем понять, что "система жизнеобеспечения", в контексте с возможностями самого организма по жизни в определенных условиях, является слишком обобщенной моделью. И даже на уровне темы симбионтов у нас возникают очень разные варианты, способные существенно сместить акценты. Тем более, что симбиоз сам по себе, представляя бонусы к жизнеспособности, может приводить к ограничениям в функционировании организма. Так, человеческая клетка, лишенная митохондрий, вообще нежизнеспособна. Приведу еще один неочевидный пример.

Диабет. Диабет рассматривается как нарушение, но причины, по которым он возникает, неизвестны. Предположим, что существует некоторый симбионт, возможно, в виде бактерии или вируса, который продуцирует инсулин либо запускает в организме продуцирование инсулина. Я в свое время предлагал создать лактобактерию, которая продуцирует инсулин, и вводить ее диабетикам - тогда инсулин мог бы вырабатываться прямо в кишечном тракте. Так вот, такой симбионт будет помогать диабетикам, однако в нормальном организме он будет снижать продукцию инсулина, и если вдруг, в результате например дисбактериоза, организм лишится симбионта - то тогда он сразу и резко начнет страдать диабетом. То есть - здесь у нас палка о двух концах, и можно вполне получить этой палкой в лоб...

Все. Тему симбионтов закрыли, едем дальше.

Среди людей, несмотря на то, что эволюции человека сто лет в обед, в смысле - непозволительно мало по меркам биологии и эволюции - уже сейчас можно выделить популяционные различия. Жители Севера могут употреблять копальхен, например. Негры быстро бегают и высоко прыгают. Бедуины очень экономно расходуют воду. Одни люди лучше переносят жару, другие холод. И так далее... Свои генетические особенности, которые задают границы приемлемых условий выживания, уже сегодня различаются для разных представителей Земли. При этом мы должны иметь в виду, что со временем какие-то из этих показателей изменятся, а какие-то совершенно новые появятся. Соответственно, и требования к системе жизнеобеспечения, которые мы представляем себе сейчас, могут сильно измениться со временем. И здесь мы возвращаемся к той фундаментальной мысли, к той идее, которая большими красными буквами выделена в самом начале статьи.

Поскольку главное качество жизни в том, что она приспосабливается к среде, может быть, имеет смысл не среду приспосабливать к человеку (что и делает система жизнеобеспечения), а человека приспосабливать к среде, либо производить взаимное приспособление?

Например, мы знаем, что есть планеты, где в воздухе содержиться метан и аммиак, в недопустимых с точки зрения сегодняшнего человека количествах - но что, если мы найдем возможность научить человека жить в таких условиях? Адаптированный человек сможет колонизировать такие планеты, хотя современному человеку они кажутся непригодными для жизни. С точки зрения того, что именно жизнь приспосабливается к условиям, и видя в космосе массу планет, который "чуть-чуть плохие", а так бы и подошли, и мы их отбрасываем, возможность приспособить человека в эволюционном смысле к конкретной жизни на конкретной планете с ее конкретными, но не ласковыми для нас сегодняшних, условиями, представляется весьма любопытной.

Помимо всего прочего, мы с вами должны говорить о таких вещах, как радиация, особенно радиация высокоэнергетическая. Некоторые звезды, имея оптическую светимость вполне приемлемого уровня, обладают настолько мощным гамма-излучением, что иначе, чем звездами-стерелизаторами мы их назвать не можем. Пока что, на современном уровне материаловедения, мы не представляем себе радикального решения проблемы радиации. Но это не значит, что об этом не надо думать.

Рассматривая Землю, точнее ее биосферу, как симбиоз, мы должны сказать, что существуют организмы, которые в стремлении жизни занять все возможные ниши, живут в условиях, весьма близких к тем, которые мы считаем непригодными для жизни. И живя в этих условиях, они определенным образом поглощают вещества, являющиеся для нас ядами, и выделяют вещества, которые менее ядовиты, или которые являются пищей для других организмов, перерабатывающих эти вещества во что-то еще более безвредное, и так далее. На саом деле, если убрать из биосферы Земли одноклеточных и бактерий, она очень быстро превратится в место, где существование человека невозможно. Иными словами, даже на Земле у нас есть своя система жизнеобеспечения, без которой жизнь на нашей планете была бы невозможной.

Мы с вами, дорогие мои, уже имеем скафандр, и в нем находимся, и выживаем только благодаря этому скафандру, и имя ему - босфера нашей планеты.

Рассмотрение биосферного окружения в качестве системы жизнеобеспечения приводит нас естественным образом к представлению о терраформировании не как о техническом процессе, но как о процессе биологическом, биогенном. Возможно, генетически модифицированные организмы, подобранные именно под целевую планету, и высеянные на ее поверхность (или под поверхность), позволят нам со временем изменить условия на планете в сторону более благоприятных. То есть, мы можем говорить о биотерраформировании.

Здесь может возникнуть мысль о том, что биологическая эволюция заняла миллионы лет, и сопровождалась образованием множества различных биоценозов, включая высших организмов, и что полученное окружение, в силу изначально иных, нежели на Земле, условий, может породить непригодную для жизни человека, и очень агрессивную среду. Действительно, это так. Однако существует огромная разница между неуправляемой эволюцией простейших форм, и процессом селекции, причем организмов разного уровня сложности. Например, идея проекта Гея-2, о которой мы писали вот тут вот, мог бы предоставить нам возможность высаживать на освоенных культурой одноклеточных почвенных водорослей вполне себе высшие растения - травы, кустарники. И эволюция такого вот параллельного и комбинированного искусственного окружения могла бы занимать гораздо меньше времени, а изменения условия в планетарных масштабах могли бы быть значительно более быстрыми. С другой стороны, у биотерраформирования есть одно ограничение - это исходные вещества. Нам нужен первичный бульон, содержащий достаточно много элементов для размножения организмов. Потому что изменение условия на планете происходит благодаря росту биомассы. а если ей не из чего расти, то и никакого терраформирования не будет - хотя такая вот жизнь, возможно, и приживется. И через миллионы лет, когда нам будет пофиг, таки даст более-менее приемлемые результаты...

В контексте изложенного, я считаю, развитие систем жизнеобеспечения необходимо сосредоточить не только вокруг человека, но и вокруг других живых существ, преджде всего растений. По сравнению с кислородной шашкой (которую надо где-то произвести и на чем-то привезти на станцию или корабль) растение выглядит слабаком - но у него есть преимущество. Пока для него есть пища - а пища для него, понятное дело, человеческие отходы) - оно будет ее усваивать, а вот его отходы - например кислород - будет востребовано уже людьми. Сегодня в системах жизнеобеспечения вообще нигде и никак не используются живые формы. Это связано с тем, что они в условиях невесомости могут быть патогенными, или могут разрушать материалы конструкции станции. Однако, хотим мы этого или нет - работать в этом направлении надо. Тем более, что для этого есть все предпослыки.

Вот уже много лет, как на МКС космонавты собирают образцы микрофлоры во внутреннем объеме МКС (да там уже есть своя жизнь, и она вполне себе живет), и эта микрофлора там возникла сама по себе, в смысле без специального умысла со стороны людей. Она вполне себе там есть, существует и по-своему развивается. А значит, даже на таких небольших объемах и даже в таком ресурсном голоде жизнь возможна, и только от человека зависит, станет она проблемой или решением...



Между прочим, высшие формы жизни гораздо менее жизнеспособны, чем низшие, то есть - в случае какой-нибудь катастрофы люди в любом случае помрут раньше, чем водоросли. Так что с точки зрения надежности живой системы жизнеобеспечения, думаю, проблем быть не должно.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив