Люди все время говорят о поиске иных форм жизни. Почему мы все еще не нашли их и, вообще, что мы должны искать? Где-то там во Вселенной могут быть живые существа настолько отличные от нас, что мы, вероятно, даже не сможем распознать в них живое начало.
Не углеродом единым...
Все известные нам живые создания, имеют общие базовые признаки: они растут, воспроизводятся, реагируют на раздражители внешней среды и способны эволюционировать. К тому же у них имеется единая для всех основа биохимии - они сделаны из длинных цепочек молекул углерода, использующих воду для обмена веществ и энергии.
Но, можно предположить, что где-то существует форма жизни, основанная НЕ на углероде, и что такая жизнь будет сильно отличаться от того, к чему мы привыкли. Способность углерода образовывать длинные устойчивые ряды молекул делает его идеальной базой для строительства достаточно сложных структур, требуемых организму для осуществления жизненных функций.
Да, углерод отлично подходит для образования комплексных молекул, однако это не единственный в природе элемент способный на такое. Есть также кремний, который располагается под углеродом в периодической таблице элементов.
Кремний и углерод наделены сходными химическими свойствами. Внешний слой атома кремния имеет четыре неспаренных электрона, готовых к образованию молекул с длинными цепочками. А также он хорошо взаимодействует с кислородом. Но есть и плохие новости: соединения, образуемые кремнием слабее тех, что создает углерод...
В особенности это касается тех кремниевых связей, которые нужны чтобы получались длинные цепи. Даже когда такие цепочки образуются, они обычно нестабильны, если их окружает богатая кислородом среда. И все же, поскольку у двух элементов есть так много общего, некоторые ученые полагают, что жизнь на основе кремния теоретически возможна.
Так какой она может быть?
Как и в случае с органической жизнью, "существа-кремниты" могли бы расти, производить себе подобных, реагировать на раздражители окружающей среды, а также эволюционировать со временем. Но мы на первых порах можем и не распознать в них признаки живого...
Например, силиконовая форма жизни могла бы больше походить на кучу камней, чем на растения или животных и, вероятно, вела бы себя довольно странно, в случаях когда ее кремниевая основа должна вступать в реакцию с кислородом. При таком взаимодействии будет образовываться кварц.
Таким образом, "силиконовым" организмам, дышащим кислородом, пришлось бы выдыхать... кварцевую пробку. Связи кремния наиболее стабильны при высоких температурах, поэтому, если такой тип жизни действительно существует, то его разумнее всего искать в очень жарких местах, например, глубоко под поверхностью исследуемых планет.
Жизнь на кремнии, судя по всему, не может быть слишком сложной из-за общей неустойчивости связей, образуемых этим элементом (что мы уже отмечали выше). В одном из эпизодов "Звездного пути" персонажи сериала обнаруживают живущее в пещере существо - кремниевую форму жизни, терроризирующую колонистов на далекой планете.
Однако организмы с такой специфической биохимией могут выглядеть совершенно иначе, походя скорее на камни или кристаллы с необычными признаками живой активности.
Теневая биосфера на основе кремния
Ряд биологов высказывает идею о возможном наличии так называемой "теневой биосферы" - НЕуглеродной жизни, существующей рядом с нами прямо здесь, на Земле. Ведь кремний является вторым по распространенности элементом в земной коре после кислорода.
Вот только большая его часть "замурована" в горах и твердых скалистых породах, где организмам было бы трудно включить его в свою биохимию. Если жизнь на базе кремния и существует на Земле, она скорее может быть в форме простейших микробов на кремниевом субстрате, живущих внутри магмы, глубоко в мантии Земли.
Возможно, лучшая идея для поиска кремниевых форм жизни - это посмотреть где-нибудь еще. Телескоп "Джеймс Уэбб" планируют запустить в космос в 2021 году. Он будет искать признаки жизни в атмосфере планет за пределами солнечной системы. Фотосинтез и дыхание влияют на количество кислорода и углекислого газа в воздухе Земли. Основанные на кремнии организмы также могут оставлять следы своего существования в атмосферах своих планет.
Кремниевая жизнь из пробирки
Между тем, ученые работают над своей собственной версией кремниевой жизни или, по крайней мере, делают первые шаги к этому. В марте 2016 г. исследователи из Caltech объявили, что они обнаружили вид термофильных бактерий, которые процветают в условиях экстремально высокой температуры.
В них есть фермент, который в очень редких случаях способен включать молекулы кремния в углеродные цепи в клетках. Своего рода биохимический сбой. Однако, используя его в искусственном отборе, биоинженеры смогли модифицировать бактерии в лаборатории и увеличить содержание кремния в их молекулах в 2000 раз!
Возможно, когда-нибудь искусственно выведенные микробы будут использоваться для получения сложных молекул кремния, дабы химическая промышленность на их основе могла производить клей, герметики, охлаждающие элементы и т.п.
Подобные исследования, с другой стороны, помогают ученым больше узнавать о том, как организмы могут использовать силиконовый материал и включать его в свои процессы жизнедеятельности.
Ставьте палец вверх, если вам понравилась публикация, делитесь в соц. сетях и подписывайтесь на канал. До новых встреч!