5 внеземных форм жизни, возможных с научной точки зрения

Долой углеродный шовинизм.



1. Кремниевая жизнь

Разнообразные диатомовые водоросли из пролива Мак‑Мердо под микроскопом. Изображение: Wikimedia Commons
Основой всех известных на Земле форм жизни является углерод. Дело в том, что каждый его атом способен образовывать связь с четырьмя другими атомами одновременно. Благодаря этому углерод хорошо подходит для формирования длинных и сложных цепочек молекул, например белков и ДНК.



Но, как полагают учёные, это не единственный достойный кандидат на почётное звание «строительный материал жизни». На планетах с другими физическими условиями жизнь может быть основана на иных химических элементах. Например, на кремнии.

Это один из самых распространённых элементов во Вселенной. Кремний составляет почти 30% массы земной коры — его на нашей планете в 150 раз больше, чем углерода. И каждый его атом может связываться с четырьмя другими, так что он тоже способен создавать сложные химические структуры.



Уже сейчас известно, что некоторые земные организмы содержат не только углерод, но и кремний — например, одноклеточные диатомовые водоросли формируют из него защитный панцирь.

__________________________
Да, одноклеточные водоросли с каменным панцирем — что тут особенного.
__________________________

Эти малыши, кстати, производят от 20 до 50% кислорода на нашей планете. А из раковин миллиардов отмирающих диатомовых водорослей на океаническом дне вырастают горы высотой по 800 метров.

В лаборатории Калифорнийского технологического института учёные вызвали контролируемую мутацию бактерии, найденной в горячих источниках Исландии, и научили её формировать кремний‑углеродные связи. Существуют даже основания полагать, что микроскопическая кремниевая жизнь существовала на ранних стадиях развитии Земли, но затем была вытеснена нашими углеродными предками.

Правда, если бы на свете существовало многоклеточное живое существо целиком из кремния, у нас ему было бы слишком холодно, и оно бы окаменело. Но вот в условиях потеплее, на планетах с горячей поверхностью и высоким давлением вроде Венеры такое создание чувствовало бы себя вполне комфортно.

2. Жизнь на основе мышьяка


В озере Моно в Калифорнии живут штаммы бактерий, которые могут переносить высокие концентрации мышьяка. Изображение: Wikimedia Commons
Казалось бы, мышьяк — один из самых известных в мире ядов. Собственно говоря, этот элемент своё название получил потому, что им травили мышей и крыс. Но он вполне себе может образовывать сложные биополимеры.

Мышьяк имеет схожие с фосфором химические свойства и теоретически способен выполнять функции последнего в построении ДНК. А для некоторых земных организмов оксид мышьяка в малых дозах может быть даже вполне полезным и питательным веществом. Например, он является одобренным и эффективным химиотерапевтическим препаратом для лечения острого промиелоцитарного лейкоза.

Мышьякорганические соединения вроде арсенобетаина и арсенохолина обнаружены во многих морских организмах: рыбах, водорослях, моллюсках и грибках. И им нормально.

А многие грибы вообще производят и аккумулируют мышьяк в процессе своей жизнедеятельности. Даже съедобные боровики припудренные! Человек, отведавший старых грибов, может и отравиться. А вот молодые ещё не успевают произвести достаточно яда.

Стивен Беннер, биохимик Фонда прикладной молекулярной эволюции, утверждает, что повышенная реакционная способность мышьяка, негативно влияющая на стабильность биологических молекул при комнатной температуре, может оказаться полезной в том случае, если они должны выполнять свои функции там, где холодно. Например, как на спутнике Сатурна Титане. Стало быть, подобная жизнь может существовать на холодных планетах, которые далеки от своих звёзд.

Мышьяк, кстати, не единственный яд, который может формировать клетки живых существ. Определённые микроорганизмы вообще используют в процессе своего метаболизма цианид. Учёные полагают, что цианистый водород вполне мог быть катализатором образования жизни на Земле, так как он участвует при создании аденина, одного из компонентов РНК.

3. Метановая жизнь


Горная гряда на Титане с высоты 10 км. Метан придаёт атмосфере оранжевую окраску. Cнимок зонда Cassini‑Huygens. Изображение: Wikimedia Commons
Кстати, раз уж мы вспомнили о Титане. На этом спутнике Сатурна есть моря и озёра, но наполнены они не водой, как у нас, а метаном. Учёные считают, что он способен поддерживать жизнь, работая в качестве растворителя — то есть выполняя ту же функцию, что на нашей планете досталась старой доброй H2O.

__________________________

Существам, которые плавают в метановых океанах, и кислород не нужен, и близость к Солнцу не требуется.
__________________________

Их клеточные мембраны могут быть созданы из молекул азота, углерода и водорода. Метаболизм у них будет довольно медленный, так что метановая эволюция будет протекать не так резво, как на Земле.

Сидишь себе, ешь сложные углеводороды, вдыхаешь водород, восстановительными реакциями перегоняешь этан и ацетилен на метан и в ус не дуешь. А аналог ДНК можно из всяких сложных эфиров синтезировать. Хорошо же.

Главное, чтобы не прилетели всякие углеродные формы жизни и не начали перекачивать метан из твоих океанов в танкеры, чтобы где‑то там на Земле автомобили заправлять.

4. Сероводородная жизнь



На Земле вода — источник жизни. Наши тела используют её в качестве растворителя, необходимого практически для всех химических реакций, создающих энергию для поддержания функций организма. Поэтому, когда ищут потенциально обитаемые планеты, прежде всего пытаются определить, есть ли там вода.

Но, в теории, эволюция не ограничена одной H2O. С точки зрения химии, ближайшим аналогом воды является сероводород — бесцветный газ, неприятно пахнущий тухлыми яйцами. Он тоже состоит из трёх атомов и тоже неплохой растворитель. Хотя послабее воды будет.

На спутнике Юпитера Ио довольно много сероводорода, и он может находиться в жидкой форме на небольшом расстоянии от поверхности. Астробиолог Дирк Шульце‑Макух предположил, что это неплохая основа для жизни, которая может исполнять ту же роль, что вода на Земле. Источником сероводорода на такой планете будут вулканы.

__________________________
Представляете, что вам скажут существа, состоящие из сероводорода, если вы прилетите на их планету и начнёте играть со спичками?
__________________________

На самом деле они не сильно испугаются, потому что в их атмосфере кислорода, нужного для горения, не найдётся. Вместо него потенциальные организмы, населяющие планеты или спутники вроде Ио, будут дышать монооксидом серы, который по функциям у них будет аналогичен нашему O2.

5. Аммиачная жизнь



Представление художника о том, как могла бы выглядеть планета с жизнью на основе аммиака. Изображение: Wikimedia Commons
Сероводород не единственная альтернатива воде. Аммиак тоже неплохой вариант. Он чрезвычайно распространён во Вселенной, способен растворять многие элементарные металлы и органические молекулы. Правда, при контакте с кислородом легко воспламеняется, так что аммиачная жизнь наверняка будет анаэробной — то есть обходящейся без этого вашего О2.

Аммиак может существовать в жидкой форме при температуре от −77,7 до −33,3 °C, а значит, сможет давать жизнь организмам на планетах, которые довольно сильно удалены от своих звёзд. Кроме того, он становится жидким при высоком давлении и температуре.

Такой аммиак может, например, встречаться в атмосфере Юпитера. Гипотезы о летающих формах жизни на газовом гиганте без твёрдой поверхности высказывал ещё в 1970‑х астроном Карл Саган. У него это были плавающие водородные воздушные шары размером с город.

Аммиачные существа, скорее всего, обладали бы замедленным метаболизмом и жили бы долго. Но и их эволюция проходила бы медленно. С другой стороны, низкие температуры позволили бы этим существам поглощать химические вещества, которые при земных температурах слишком нестабильны.

Аммиачные формы жизни, скорее всего, показались бы нам неприятными, потому что издавали бы аромат кошачьей мочи. Впрочем, при земных температурах бедняги практически мгновенно испарились бы — в буквальном смысле.

Источник