Лиза Нип: Как бы могли эволюционировать люди для выживания в космосе

Итак, даже на Земле не так уж и много мест, сколько-нибудь благоприятных для проживания людей, однако мы выжили. Когда наши первобытные предки сталкивались с угрозой жилищам или нехваткой ресурсов, они осмеливались на совершение походов к неизведанным землям в поисках лучших условий. И у нас как у потомков тех исследователей в жилах течет все та же кровь кочевников. Но в то же время, сосредоточившись на «хлебе насущном» и развлечениях, увязнув в войнах, которые мы ведем друг с другом, мы, похоже, позабыли эту тягу к познанию своего окружения. Мы как вид развились исключительно для Земли, на Земле и с помощью Земли. И мы настолько довольны условиями своей жизни, что стали самодовольными и просто слишком занятыми, чтобы замечать то, что ее ресурсы ограничены и что даже жизнь нашего Солнца конечна. Несмотря на то, что Марс и все связанные с ним фильмы вдохновляют нас на путешествия в космосе, по-видимому, немногие из нас по-настоящему понимают, что хрупкое телосложение особей нашего вида, увы, не приспособлено к длительным полетам в космос.

Давайте отправимся в ваш местный лесной заповедник, что быстро вернет нас в реальность. Итак, небольшое голосование: кто из вас считает, что смог бы выжить в этих густых, диких зарослях несколько дней? Скажем, многие из вас. А как насчет нескольких недель? Таких уже меньше. А несколько месяцев? Это тоже неплохо. Теперь представим себе, что в этом заповеднике царит нескончаемая зима. И все тот же вопрос: кто из вас считает, что смог бы выжить там несколько дней? Весьма многие. А несколько недель? Тогда, чтобы стало интереснее, представим, что в наличии лишь один источник воды, и тот скрыт на глубине нескольких миль под землей в виде ледяных глыб. В почве содержится так мало питательных веществ, что нет никакой растительности, и, конечно же, о наличии атмосферы и говорить не приходится.

Эти примеры — лишь малая часть тех испытаний, с которыми мы столкнулись бы на такой планете, как Марс. Как же нам экипироваться для полетов к местам, условия в которых столь отличны от отдыха на тропическом курорте? Будем ли мы постоянно доставлять продовольствие с Земли? Построим ли космические лифты или немыслимые мили ленточных конвейеров, что свяжут выбранную нами планету с нашей родной планетой? И как будем выращивать, к примеру, пищу, которая росла на Земле, подобно нам?

Но тут я забегаю вперед. Во время путешествия нашего вида в поисках нового дома под новым солнцем мы, скорее всего, будем проводить много времени в пути, в космосе, на корабле, в герметичной летающей жестянке, возможно, на протяжении многих поколений.

Самый длительный срок непрерывного пребывания человека в космосе сейчас составляет около 12–14 месяцев. Из опыта, полученного астронавтами в космосе, нам известно, что нахождение в условиях микрогравитации приводит к снижению костной массы, атрофии мышц и сердечно-сосудистым проблемам, а также ко многим другим осложнениям, начиная с физиологических и заканчивая психологическими. А как насчет микрогравитации или какого-либо еще отклонения в силе тяготения на той планете, где мы окажемся?

Короче говоря, наши путешествия в космосе будут полны опасностей как известных, так и неизвестных. До сих пор мы видели в этой новинке механической технологии, в этом замечательном роботе следующего поколения часть плана по обеспечению безопасного передвижения нашего вида в космосе. Как бы ни были они чудесны, полагаю, что нам пора бы дополнить эти громоздкие гиганты, напичканные электроникой, кое-чем, что уже изобрела природа: микробом — одноклеточным организмом, который являет собою самовоспроизводящийся, самовосстанавливающийся живой механизм. Для его содержания требуется весьма немногое, он может быть устроен очень разнообразно, и для его транспортировки нужна одна лишь пластмассовая пробирка.

Позволившая нам использовать возможности микробов область науки известна как синтетическая биология. Она развилась из молекулярной биологии, подарившей нам антибиотики, вакцины и более совершенные методы изучения нюансов физиологии тела человека. Применяя достижения синтетической биологии, мы уже можем изменять гены практически любого организма — микроскопического или нет — с невероятной быстротой и точностью. Ввиду ограничений, имеющихся у наших рукотворных машин, синтетическая биология послужит средством для создания не только пищи для нас, топлива и нашей окружающей среды, но также нас самих, чтобы компенсировать нашу физическую неприспособленность и гарантировать наше выживание в космосе.

Приведу пример того, как можно применить синтетическую биологию в исследовании космоса: давайте вернемся в марсианскую среду. Состав грунта на Марсе схож с гавайским вулканическим пеплом, содержащим остаточные органические вещества. Допустим, гипотетически, что марсианская почва и вправду может поддерживать жизнь растений без доставки питательных веществ с Земли. Вероятно, прежде всего нам следует задаться вопросом: как нам сделать свои растения холодостойкими? Ведь средняя температура на Марсе совсем не привлекательна — минус 60 градусов Цельсия. Далее перед нами встает такой вопрос: как нам сделать свои растения засухоустойчивыми учитывая то, что бóльшая часть воды, образующейся в виде инея, испаряется быстрее, чем я могу произнести слово «испаряться»? Что ж, оказывается, мы уже делали нечто подобное. Заимствуя гены белков-антифризов у рыб, а гены устойчивости к засухам у таких растений, как рис, и затем вшивая их в ДНК растений, которым нужны эти качества, мы уже сейчас получаем растения, способные переносить засухи и морозы. На Земле их знают как ГМО или генетически модифицированные организмы, и мы полагаемся на них, чтобы прокормить все рты человеческой цивилизации. Похожие вещи делает и сама природа без нашей помощи. Мы же просто нашли способы делать это более точно.

Так зачем же нам надо изменять генетику космических растений? Ну, если так не поступать, то нам придется создать многие акры бескрайних земель на совершенно новой планете, а для этого произвести триллионы галлонов атмосферных газов и к тому же соорудить гигантский прозрачный купол, накрывающий все это. Это нереально сложная инженерная задача, которая быстро превратится в дорогостоящую грузотранспортную миссию. Один из наилучших способов обеспечить себя продовольствием и необходимым нам воздухом — это привезти с собою организмы, которые были выведены способными приспосабливаться к новым, суровым условиям, по сути, использовать эти организмы как помощников в терраформировании планеты как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Кроме того можно создать организмы, производящие лекарства или топливо.

Итак, синтетическая биология может помочь нам взять с собой улучшенные растения. Но что еще мы можем сделать? Так вот, я уже упоминала, что мы как вид развились исключительно для жизни на планете Земля. И этот факт ничуть не изменился за последние пять минут, что вы здесь сидите, а я тут стою. Так что если бы кого-нибудь из нас высадили на Марсе сию же минуту, даже с запасом продовольствия, воды и воздуха и в скафандре, мы, вероятно, столкнулись бы с весьма неприятными проблемами здоровья из-за ионизирующего излучения, интенсивно бомбардирующего поверхность таких планет, как Марс, у которых атмосфера незначительна либо отсутствует. Если только мы не намерены оставаться под поверхностью все время своего пребывания на каждой новой планете, мы должны придумать, как защищаться лучше, не прибегая к ношению защитного скафандра, вес которого примерно такой же, как и вес вашего собственного тела, и не прячась за свинцовой стеной. Поэтому давайте обратимся за вдохновением к природе. Среди всевозможных форм жизни на Земле есть подмножество организмов, известных как экстремофилы или любители экстремальных условий обитания, если помните из школьного курса по биологии. И среди этих организмов есть бактерия под названием Deinococcus radiodurans. Известно, что она способна выдерживать холод, обезвоживание, вакуум, кислóты и, что примечательней всего, радиацию. Поскольку механизмы ее устойчивости к радиации известны, то нам надо только приспособить соответствующие гены для млекопитающих. Сделать это не так уж и просто. Ее устойчивость к радиации обуславливается многими аспектами, и недостаточно просто перенести один ген. Но с некоторой долей человеческой изобретательности, уделив этому немного времени, сделать это, думаю, не так уж и сложно. Даже если мы позаимствуем хотя бы часть ее способности переносить радиацию, это было бы неизмеримо лучше того, что у нас есть сейчас, то есть просто меланин у нас в коже. Применяя методы синтетической биологии, мы можем воспользоваться этим свойством бактерии Deinococcus radiodurans процветать при дозах радиации, смертельных для других организмов. Хотя это и трудно заметить, но Гомо Сапиенс, то есть люди, эволюционируют каждый день и продолжают это делать до сих пор. Тысячелетия эволюции людей дали не только таких людей, как тибетцы, процветающих в условиях пониженной концентрации кислорода, но и аргентинцев, которые могут переваривать и усваивать мышьяк — химический элемент, способный убить среднестатистического человека. День за днем тело человека изменяется из-за случайных мутаций, которые столь же случайно позволяют отдельным людям успешно действовать в неблагоприятных ситуациях.

Однако тут кроется большое «но»: такая эволюция требует двух вещей, которые не всегда нам подвластны или не всегда доступны: это смерть и время. В борьбе нашего вида за свое место во Вселенной мы не всегда располагаем временем, необходимым для естественной эволюции дополнительных качеств для выживания на планетах, отличных от Земли. Мы живем в эпоху, которую Э.О. Уилсон назвал эрой обхода ограничений генетики, когда мы компенсируем свои генетические недостатки, такие как муковисцидоз или мышечная дистрофия, временными внешними средствами. Но с каждым новым днем мы становимся все ближе к эре добровольной эволюции, ко времени, когда мы, как вид, обретем способность решать для себя свою собственную генетическую судьбу. Придание человеческому телу новых возможностей — это уже вопрос не способа, а лишь времени.

Применение синтетической биологии для изменения генетического состава любых живых организмов, в особенности нас самих, ставит пред нами ряд моральных и этических вопросов. Сделает ли нас проектирование самих себя в меньшей степени людьми? Но опять-таки, что такое человечество, иначе как некогда звездное вещество, обретшее сознание? На что следует человеческому гению направить свои усилия? Несомненно, несколько бестолково просто сидеть и восхищаться собою. Как мы используем свои знания для самозащиты от внешних опасностей, а также от самих себя?

Я задаю этот вопрос не для того, чтобы посеять страх перед наукой, а чтобы явить множество возможностей, которые наука предоставила нам и продолжает предоставлять. Мы, люди, должны объединиться, чтобы обсуждать и принимать решения не только предусмотрительно, но и смело.

Марс — это одна из целей, но она не станет для нас последней. Настоящий наш главный рубеж — это черта, которую мы должны переступить, решив, что мы можем и должны сделать с невероятным разумом своего вида.

Космос холоден, жесток и суров. На нашем пути к звездам будет множество испытаний, которые поставят нас перед вопросом не только, кто мы такие, но и куда мы направляемся. Ответ будет зависеть от нашего выбора пользоваться или пренебречь технологиями, которые нам подарила сама жизнь, и это определит нас на весь оставшийся срок нашего пребывания в этой Вселенной.

Перевод: Максим Буркин
Редактор: Юлия Каллистратова

Источник