Ранее при рассмотрении молекулярных неуглеродных форм жизни предполагалось возможным строение генетических и ферментативных молекул подобно земной биохимии только на основе цепочек элементов, связанных ковалентными связями.
Для биохимии, на основе которой способны возникать более или менее сложные формы жизни, неизбежно потребуются молекулы весьма сложной структуры, способные переносить достаточно разнообразную генетическую информацию. Излишне простые формы жизни неизбежно будут иметь слишком незначительную экологическую нишу, которая вряд ли может сколь-нибудь длительное время существовать на какой-либо планете, подробнее на эту тему в контексте вопроса абиогенеза будет говориться позже.
Например, комплексные соединения слишком ограничены в своём разнообразии, чтоб они могли быть носителями генетической информации, кроме того, многие их возможные варианты являются слишком неустойчивыми, что потребовало б чрезвычайно сложного механизма гомеостаза, который вряд ли может своевременно возникнуть в процессе эволюции после завершения абиогенеза. Соответственно, вряд ли на какой-либо планете могут продолжительное время сохраняться условия, при которых будет продолжать развиваться жизнь на основе только комплексных соединений.
Водородные и многие другие вспомогательные виды связей в молекулах в качестве основы биохимии можно не рассматривать, поскольку не существует достаточно разнообразных условий, при которых они могли б быть стабильными, в этом смысле сложность чрезвычайно малого разнообразия возможных экологических ниш будет препятствовать существованию таких форм жизни в ещё большей степени, чем основанных на комплексных соединениях. В таком варианте слишком частые мутации фактически исключат функционирование механизма наследственности, как основы эволюции, соответственно, почти все изменения будут случайными, как в неживой природе.
В итоге оставшимся вариантом являются ионные и металлические связи с характерной кристаллической решёткой. Сама по себе структура кристаллической решётки является вполне прочной для хранения генетической информации, поскольку для определённых сочетаний элементов существует её определённая структура, какие-либо варианты генетической информации могут быть представлены сочетаниями разных элементов.
В таком способе хранения генетической информации хорошо заметно сходство с устройством современной электроники, основанной на интегральных микропроцессорах. Но в отличие от электронных устройств живые организмы должны уметь создавать свои копии, причём достаточно простым способом, который способен происходить в условиях неживой природы.
Это является необходимым условием абиогенеза, когда способные возникнуть в неживой природе молекулы оказываются в состоянии создавать свои копии в существующей окружающей среде. Любые механизмы гомеостаза и вспомогательные процессы для репликации могут быть выработаны только в ходе эволюции, которая без репликации начаться не может. Механизм возникновения земной жизни точно не известен, но наверняка можно утверждать, что первая репликация биологических молекул происходила в существовавшей окружающей среде, которой, по всей видимости, были геотермальные источники, подробнее на эту тему в другой раз.
Земная биохимия основана на молекулах, достаточно многие из которых приобретают свою пространственную структуру естественным образом под действием электромагнитных сил составляющих их атомов. Само по себе это свойство присуще молекулам значительного количества веществ, но главной особенностью является то, что оно распространяется только на молекулы. Например, молекулы воды имеют вполне определённую пространственную структуру, но группы молекул, связанных водородной связью, могут иметь совершенно произвольную форму, которая является случайной.
Подходящая форма молекул нуклеиновых кислот земной биохимии обеспечивает возможность деления клеток с копированием генетической информации, этот механизм способен обеспечивать репликацию и более простых молекул при условии подходящей внешней среды. Но его основой являются единичные чётко выраженные молекулы, которые не свойственны кристаллической решётке.
Отличительной особенностью ионных и металлических связей от ковалентных является именно пространственная симметрия, в которой отсутствуют чётко выраженные отдельные молекулы. Если говорить точнее, ионной кристаллической решётке присуща определённая форма кристаллов, но даже если какой-то механизм репликации входящих в кристаллическую решётку атомов может возникнуть, то взаимодействие будет происходить только через поверхности кристаллов, электромагнитное взаимодействие внутренних атомов кристалла с внешней средой неизбежно оказывается слишком незначительным.
Помимо формы молекул для возможности репликации имеет значение их способность выстраиваться между собой определённым образом. Среди кристаллических веществ такая способность присуща только жидким кристаллам. В некотором смысле жидкокристаллическая жизнь может быть другим структурным вариантом её молекулярной формы, помимо биохимии, похожей на земную жизнь, но на основе других элементов.
Тем не менее достаточно мало веществ способны сохранять жидкокристаллическое состояние в широком температурном диапазоне, особенно более или менее распространённых веществ. До некоторой степени это может компенсироваться способностью таких форм жизни поддерживать стабильную температуру в своих аналогах клеток, но наверняка возможностей адаптации к разнообразной внешней среде у жидкокристаллической жизни будет гораздо меньше, чем у её земного варианта. Генетическая и ферментативная роли могут разделяться между нематическими и холестерическими жидкими кристаллами, большая минимальная структура кристаллов приведёт к большему размеру клеток, что ограничит приспосабливаемость сложных организмов к значительной гравитации.
Скорее всего, некоторые небесные тела с умеренно высокой геологической активностью смогут под поверхностью обеспечивать значительные экологические ниши для существования жидкокристаллической жизни. Но поскольку именно освоение разнообразных экологических ниш обеспечивает многообразие форм жизни, вряд ли жидкокристаллические организмы могут стать достаточно разнообразными, в том числе это очень заметно снижает вероятность их эволюции до разумных существ. Тем более, что геологическая активность чаще свойственна крупным небесным телам, а это будет означать большую гравитацию, геологическая активность спутников планет редко остаётся стабильной длительное время.
Прежде, чем рассматривать немолекулярные формы жизни, в следующих частях будут рассмотрены некоторые вероятные общие свойства молекулярных форм жизни.
