Нанонауки. Невидимая революция - Лоранс Плевер

МЕТЕОРИТ — КРАЕУГОЛЬНЫЙ КАМЕНЬ, ВАЛЯВШИЙСЯ В ЛУЖЕ

До 1996 года были известны только такие бактерии, величина которых намного превышала теоретический предел. Ничто ничему не противоречило, все шло как надо. Все шло как надо и в жизни некоего геолога из университета Миссисипи: его звали Роберт Фоук, и он, работая в 1990 году, близ горячих ключей в окрестностях Витербо, недалеко от Рима, наткнулся на какие-то непонятные объекты. Они представляли собой совсем крошечные (25-500 нм) кружки и овалы, выстраивавшиеся в цепочки или группировавшиеся как попало. Геолог понял, что это не минералы, и окрестил непонятные следы «наннобактериями» — с двумя «н», потому что в начале XX века эту приставку писали с двумя «н», и так до сих пор делают биологи и палеонтологи (см. Приложение II). Тогда на Роберта Фоука просто не обратили внимания: какой-то геолог — да что он может понимать в биологии? Кто же не знает, что такой крошечной жизни нет и не может быть! Подумаешь — открытие… Этот Роберт Фоук, если он и в самом деле что-то углядел, так то наверняка остатки заурядных бактерий. Ну, может быть, какие-то конкреции, вкрапления минералов, а что они такие чудные… Ну так они всякими бывают.

Но Роберт Фоук упорно стоял на своем. Он был тверд как сталь. В 1992 году Фоук устроил конференцию в Американском обществе геологии. На этот раз кое-кто к нему прислушался. В зале сидел Крис Романек, геохимик, работавший в НАСА, и он что-то быстро записывал вслед за докладчиком. Похоже, рассказ геолога заворожил геохимика, и тот, решив лично заняться изучением диковинных следов непонятных организмов, захотел проверить на наличие таковых имеющиеся у него образцы породы. Он переговорил с Дэвидом Маккеем, тоже работавшим в НАСА, но в Хьюстоне, в Космическом центре Джонсона, и, вооружившись электронным микроскопом высокого разрешения, — внимание! — обнаружил структуры такие же или очень похожие на то, о чем рассказывал Роберт Фоук!

Весть об этом открытии наделала в мире много шуму — очень уж необычными казались исследованные образцы, точнее, их происхождение. Они были отобраны с метеорита, прилетевшего с Марса. Само падение этого метеорита, окрещенного аббревиатурой ALH84001 (открыт в 1984 году, в Антарктиде, у горного хребта Аллан-Хиллз), прошло незамеченным, как, впрочем, и его обнаружение. Но, когда двенадцать лет спустя Дэвид Маккей и Крис Романек нашли в нем структуры, «похожие размерами и формой» на наннобактерии, обнаруженные Робертом Фоуком, незамедлительно вспыхнули жаркие споры. Мало того, что как будто бы подтверждалось существование наннобактерий (уже дело громадной важности), но, более того, эти организмы, похоже, попали на Землю с Марса: выходило, что на Марсе есть — или была — жизнь!

Весь мир затаил дыхание. Нашествие зелененьких человечков? Как сказать.

Внеземные существа оказались крошечными бактериями, куда меньшими, чем все то, что под силу нашему воображению. Правда, кое-кто орал во все горло: «Ну да, открытие! Как же это открыватели умудрились подгадать со своим открытием к голосованию в конгрессе?» Законодатели тогда как раз решали, какую долю бюджета стоит потратить на корабли, отправлявшиеся к Марсу. И пошло-поехало: да в самом ли деле эти продолговатые бороздки оставила после себя некая жизнь? Да и с Марса ли камушки-то? Мало ли чего сыщется в той Антарктиде.

Во Франции между тем нашлись исследователи, вознамерившиеся приглядеться поближе к метеориту, который упал в 1936 году в пустыню в Тунисе, близ Татавина; затем его доставили в Национальный музей естественной истории в Париже, куда в 1990-х попали и другие обломки этого же и иных пришельцев из космоса. Татавинский метеорит уж точно был не с Марса, однако его химический состав оказался почти таким же, как у ALH84001. И тут ученых ожидал сюрприз: в осколках метеорита нашлись продолговатые палочки длиной в несколько десятков нанометров, но — второй сюрприз — они были не на том кусочке метеорита, который был подобран через несколько часов после его падения. Получалось, что «наннобактерии» завелись на тех фрагментах метеорита, которые лежали в пустыне и после 1936 года, а на обломке, который почти сразу же попал в музей и хранился там в герметичном контейнере, охраняющем неземной камень от земных загрязнений, их не было! Стало быть, происхождение «наннобактерий» — вполне земное, да и то, что увидали на ALH84001, тоже, скорее всего, возникло на Земле, и, значит, вряд ли тут наследила внеземная жизнь.

И все же остается одно возражение: продолговатые следы на метеоритах как-то несовместимы с жизнью и жизнедеятельностью — какими мы их сегодня знаем. Чуть позже похожие формы размерами от 50 до 500 нм нашли в Австралии, когда обследовали образцы, извлеченные со дна морского, где они лежали на трехкилометровой глубине. Геолог Филиппа Юинз, стоявшая у истоков этого открытия, окрестила их «нанобами» («нано» — биологические организмы; «бы» — от «микробы», биологические микроорганизмы). Занявшись их изучением, она сумела показать, что нанобы состоят из углерода, кислорода и азота, а эти химические элементы неотделимы от жизни. Более того, Юинс доказала, что нанобы самопроизвольно развиваются как культура при комнатной температуре. И еще у них есть мембраны и к тому же они… позитивно прореагировали в трех тестах на присутствие ДНК. «Если нанобы — не биологические организмы, то трудно предложить вместо них что-то другое, что бы не противоречило нашим результатам», — сделала заключение Филиппа Юинз. Больше она ничего не сообщила мировому научному сообществу — что весьма странно, поскольку открытие ее действительно очень важно.

НАНОПРИШЕЛЬЦЫ? ДА ОНИ ВЕЗДЕСУЩИ!

Работающий в Университете Куопио, в Финляндии, микробиолог Олави Каяндер в своей работе часто сталкивался с необходимостью готовить всякие бульоны из клеточных культур. Однажды вся его стряпня пошла насмарку: клетки погибли. Чтобы понять, что произошло, ученый проанализировал сыворотку плода теленка, которая была добавлена в культуру в качестве питательной среды. Загрязнений в сыворотке он не нашел, зато обнаружил какие-то неведомые организмы, размер которых был не меньше 50 и не больше 200 нм. Микробиолог решил, что это — наннобактерии, которые, как оказалось, встречались не только в геологических породах, но и присутствовали в живых организмах. Но маловеры не унимались и твердо стояли на своем. Мол, образцы еще раньше, до попадания в бульон, были заражены другими бактериями из-за изъянов в органическом материале или просто потому, что уже кишели самыми заурядными бактериями. А что такие маленькие, так это — стресс. Человек, если его напугать, съеживается, вот и эти тоже ужались и сократились.

Карим Бензерара из Института минералогии и физики плотных сред (CNRS) решил покончить с этими дрязгами, разгадав тайну наннобактерий. Присоединившись к команде исследователей Татавинского метеорита, Бензерара начал изучать его обломки с помощью самых совершенных приборов — мощного просвечивающего электронного микроскопа и синхротрона (ускорителя элементарных частиц). И выяснил, что каждая палочка, обнаруженная в Татавинском метеорите, на самом деле всего лишь кристалл кальцита (известкового шпата). И уж конечно не живой микроорганизм! Значит, есть чисто минеральный процесс, приводящий к образованию именно таких форм. И этот процесс даже удалось воспроизвести в лаборатории. Так что, похоже, нанесен роковой удар по наннобактериям геологического происхождения (то есть тем, что были найдены в метеоритах, скалах и в осадочных породах морского дна).