5 pozaziemskich form życia, które są naukowo możliwe
Miscellanea / / July 01, 2023
Precz z karbonowym szowinizmem.
1. życie krzemu
Podstawą wszystkich form życia znanych na Ziemi jest węgiel. Faktem jest, że każdy z jego atomów jest w stanie utworzyć wiązanie z czterema innymi atomami w tym samym czasie. To sprawia, że węgiel dobrze nadaje się do tworzenia długich i złożonych łańcuchów cząsteczek, takich jak białka i DNA.
Ale jak uważać naukowców, nie jest to jedyny godny kandydat do honorowego tytułu „materiału budulcowego życia”. NA planety przy innych warunkach fizycznych życie może opierać się na innych pierwiastkach chemicznych. Na przykład silikon.
Jest to jeden z najbardziej powszechnych pierwiastków we wszechświecie. Krzem Jest prawie 30% masy skorupy ziemskiej - jest go na naszej planecie 150 razy więcej niż węgla. A każdy jego atom może wiązać się z czterema innymi, więc może również tworzyć złożone struktury chemiczne.
Wiadomo już, że niektóre organizmy lądowe zawierają nie tylko węgiel, ale także krzem - na przykład jednokomórkowe okrzemki tworzą z niego ochronną skorupę.
Tak, glony jednokomórkowe z kamienną muszlą - co w nich takiego specjalnego.
Nawiasem mówiąc, te dzieci produkować 20 do 50% tlenu na naszej planecie. I ze skorup miliardów umierających okrzemek na dnie oceanu dorastać góry wysokie na 800 metrów.
W laboratorium w California Institute of Technology naukowcy zwany kontrolowana mutacja bakteriaznaleziony w gorących źródłach Islandii i nauczył go, jak tworzyć wiązania krzemowo-węglowe. Są nawet podstawy uważaćże mikroskopijne życie krzemowe istniało we wczesnych stadiach rozwoju Ziemi, ale zostało później wyparte przez naszych węglowych przodków.
To prawda, gdyby na świecie istniała wielokomórkowa żywa istota zbudowana w całości z krzemu, mielibyśmy dla niej za dużo. Zimno, i to by się zirytowało. Ale w cieplejszych warunkach, na planetach o gorącej powierzchni i wysokim ciśnieniu, takich jak Wenus, takie stworzenie czułoby się całkiem komfortowo.
2. Życie oparte na arsenie
Wydawałoby się, że arsen - jedna z najsłynniejszych trucizn na świecie. W rzeczywistości ten element ma swoją nazwę otrzymane ponieważ truli myszy i szczury. Ale jest całkiem zdolny do tworzenia złożonych biopolimerów.
Arsen ma właściwości chemiczne podobne do fosforu i teoretycznie może pełnić funkcje tego ostatniego w budowie DNA. A dla niektórych organizmów lądowych tlenek arsenu w małych dawkach Może być nawet całkiem pożyteczne i pożywne. Na przykład jest zatwierdzonym i skutecznym lekiem chemioterapeutycznym do leczenia ostrej białaczki promielocytowej.
Organiczne związki arsenu, takie jak arsenobetaina i arsenocholina, występują w wielu organizmach morskich: rybach, algach, mięczakach i grzybach. I są w porządku.
I wiele grzyby ogólnie produkują i gromadzić arsenu w ciągu swojego życia. Nawet jadalne grzyby są sproszkowane! Osoba, która spróbowała starych grzybów, może zostać otruta. Ale młode nie mają jeszcze czasu na wyprodukowanie wystarczającej ilości trucizny.
Stephen Benner, biochemik, Foundation for Applied Molecular Evolution roszczeniaże zwiększona reaktywność arsenu, co negatywnie wpływa na stabilność cząsteczek biologicznych temperaturze pokojowej, mogą być przydatne, jeśli muszą pełnić swoje funkcje gdzie Zimno. Na przykład, jak na księżycu Saturna, Tytanie. Dlatego takie życie może istnieć na zimnych planetach, które są daleko od swoich gwiazd.
Nawiasem mówiąc, arsen nie jest jedyną trucizną, która może tworzyć komórki żywych istot. Niektóre mikroorganizmy na ogół wykorzystują cyjanek w swoim metabolizmie. Naukowcy uważaćże cyjanowodór może równie dobrze być katalizatorem powstawania życie na Ziemi, ponieważ bierze udział w tworzeniu adeniny, jednego ze składników RNA.
3. życie metanowe
Nawiasem mówiąc, odkąd pamiętaliśmy o Tytanie. Na tym satelicie Saturna znajdują się morza i jeziora, ale nie są one wypełnione wodą, jak nasze, ale metanem. Naukowcy rozważaćże jest w stanie podtrzymywać życie, pracując jako rozpuszczalnik - czyli pełniąc tę samą funkcję, jaką nasza planeta otrzymała stary, dobry H2O.
Stworzenia pływające w metanowych oceanach nie potrzebują tlenu i nie muszą przebywać blisko Słońca.
Ich błony komórkowe mogą składać się z cząsteczek azotu, węgla i wodoru. Ich metabolizm będzie dość powolny, przez co wydzielanie metanu nie będzie przebiegać tak szybko, jak na Ziemi.
Siedzisz dla siebie, jesz złożone węglowodory, wdychasz wodór, destylujesz etan i acetylen do metanu redukując reakcje i nie zadyszasz. A analog DNA można zsyntetyzować z dowolnych estrów. Dobra.
Najważniejsze, że nie przybył wszelkiego rodzaju formy życia oparte na węglu nie zaczęły pompować metanu z oceanów do tankowców, aby wypełnić samochody gdzieś na Ziemi.
4. Życie siarkowodoru
Na Ziemi woda jest źródłem życia. Nasze ciała używają go jako rozpuszczalnika potrzebnego do praktycznie wszystkich reakcji chemicznych, które wytwarzają energię do utrzymania funkcji organizmu. Dlatego kiedy szukam planet potencjalnie nadających się do zamieszkania, przede wszystkim spróbuj ustalić, czy jest tam woda.
Ale teoretycznie ewolucja nie ogranicza się do jednej H2O. Z punktu widzenia chemii najbliższy analog wody Jest Siarkowodór to bezbarwny gaz o nieprzyjemnym zapachu zgniłych jaj. Składa się również z trzech atomów i jest również dobrym rozpuszczalnikiem. Chociaż woda będzie słabsza.
Księżyc Jowisza Io ma dość dużo siarkowodoru i może być w stanie ciekłym w niewielkiej odległości od powierzchni. Astrobiolog Dirk Schulze-Makuh zasugerowałże jest to dobra podstawa życia, które może pełnić taką samą rolę jak woda na Ziemi. Źródłem siarkowodoru na takiej planecie byłyby wulkany.
Czy możesz sobie wyobrazić, co powiedzą ci stwory składające się z siarkowodoru, jeśli polecisz na ich planetę i zaczniesz bawić się zapałkami?
W rzeczywistości nie są bardzo przestraszeni, ponieważ w ich atmosferze nie ma tlenu potrzebnego do spalania. Zamiast tego potencjalne organizmy zamieszkujące planety lub księżyce, takie jak Io, będą oddychać tlenek siarki, który będzie działał podobnie do naszego O2.
5. życie amoniaku
Siarkowodór nie jest jedyną alternatywą dla wody. Dobrym rozwiązaniem jest również amoniak. Jest niezwykle powszechny we wszechświecie, zdolny do rozpuszczania wielu pierwiastków metali i cząsteczek organicznych. To prawda, że w kontakcie z tlenem łatwo się zapala, więc życie amoniaku najprawdopodobniej będzie beztlenowe - to znaczy bez twojego O2.
puszka amoniaku istnieć w postaci płynnej w temperaturze od -77,7 do -33,3°C, co oznacza, że będzie w stanie dać życie organizmom na planetach dość odległych od swoich gwiazd. Ponadto staje się płynny pod wysokim ciśnieniem i temperaturą.
Taki amoniak może na przykład występować w atmosferze Jowisza. Hipotezy dot latające formy życia na gazowym olbrzymie bez stałej powierzchni wyrażone w latach 70. astronom Carl Sagan. Miał te pływające balony wodorowe wielkości miasta.
Stworzenia amoniakalne najprawdopodobniej miałyby powolny metabolizm i długą żywotność. Ale ich ewolucja również byłaby powolna. Z drugiej strony niskie temperatury dozwolony czy te stworzenia wchłoną chemikalia, które są zbyt niestabilne w temperaturach Ziemi.
Formy życia z amoniakiem najprawdopodobniej wydałyby się nam nieprzyjemne, ponieważ pachniałyby kocim moczem. Jednak w ziemskich temperaturach ci biedacy wyparowaliby niemal natychmiast – dosłownie.
Przeczytaj także🧐
- Jak mogą wyglądać kosmici i dlaczego niekoniecznie muszą różnić się od nas
- „Całe niebo powinno być w latających spodkach, ale nie ma nic podobnego”: wywiad z astrofizykiem Siergiejem Popowem
- 12 powodów, dla których jeszcze nie spotkaliśmy kosmitów