В предыдущих частях речь шла о гипотетических формах жизни на основе кремния, в которых водород имеет схожее с земной биохимией расположение в органических молекулах. Но что если будут использоваться соединения, в которых отсутствует аналогичная роль водорода.
Полное исключение характерной роли водорода вряд ли возможно, ибо метаболизм требует различной степени прочности связей между фрагментами молекул, иначе не сработает необходимое для эволюции разграничение между репликацией и обменом веществ. Атомы водорода заполняют избыточные для конкретных фрагментов органических молекул свободные орбитали, что позволяет варьировать связи между атомами одного элемента, соответственно, с неизменной электроотрицательностью.
Для заполнения свободных орбиталей необходимым для метаболизма образом заменяющий водород элемент тоже должен быть одновалентным, заполнение сразу двух орбиталей двухвалентным элементом оставляло б слишком мало вариантов конфигураций биохимических молекул на основе оставшихся свободных орбиталей. Этот элемент не должен быть слишком сильным окислителем, чтоб связи между атомами кремния сохраняли прочность.
По всем показателям для замены водорода плохо подходят элементы предпоследней группы. Бром и элементы предшествующих периодов определённо будут слишком сильными окислителями. Астат вряд ли имеет смысл рассматривать в контексте биохимии в виду его чрезвычайно малой распространённости, к тому ж он не имеет стабильных изотопов. Тема уязвимости молекулярных форм жизни перед радиацией будет подробнее рассмотрена в следующих частях.
Йод в этой роли тоже был б слишком сильным окислителем, кроме того также не является очень распространённым элементом, особенно по количеству атомов. Проблема подходящего растворителя в случае замены водорода йодом оказалось б ещё большей. Участие йода в кремниевой биохимии в целом вполне возможно, но не в качестве замены водорода.
С элементами первой группы сложность становится обратной, избыточно низкая электроотрицательность приводит к образованию ионных связей с кремнием, которые в отличие от ковалентных, совсем не благоприятствуют метаболизму. Одновалентных элементов с электроотрицательностью немногим меньше, чем у водорода, не существует.
С двухвалентными заменителями водорода проблема не ограничивается невозможностью занимать лишь одиночные свободные орбитали, избыточная валентность обеспечивает способность реагировать и с другими веществами из внешней среды, сложности вновь возникают с соединениями кислорода. Например, подходящую электроотрицательность имеют бериллий и магний, но избыточная валентность приводит к возможности соединения их атомов с кислородом, которая разрушала б кремниевую биохимию. Бериллий, конечно, является слишком редким элементом, но достаточно распространённый магний в качестве замены водорода в итоге не будет решать проблему уязвимости кремниевой биохимии перед соединениями кислорода.
Таким образом, кремниевая биохимия хоть и оказывается возможной, но не может сравниться по распространённости с углеродной. Фактически получается, что кремниевая жизнь сможет процветать только на углеродных планетах, в остальных случаях получаются ограничения, как небольшая биомасса или медленный метаболизм, приводящий к медленной эволюции.
Если учесть, что, вероятнее всего, с течением времени доля углерода во вселенной будет увеличиваться, через многие миллиарды лет кремниевая жизнь может стать более распространённым явлением. Другие элементы, способные нивелировать разрушительное воздействие кислорода на гипотетические кремниевые формы жизни, вряд ли могут когда-либо появиться в достаточном количестве.
Впрочем, в более ранней вселенной доля серы по сравнению с кислородом могла быть гораздо больше, так что некоторая, впрочем, незначительная вероятность найти следы исчезнувших цивилизаций, созданных кремниевыми формами жизни, существует, подробнее об этом в другой раз.
Прежде чем рассматривать биохимию на основе цепочек разных элементов, в следующих частях будут рассмотрены гипотетические формы жизни на основе цепочек других элементов.