Происхождение жизни – это большая загадка. Но можно сказать, что жизнь возникает в результате самоорганизации материи тогда, когда спонтанно возникают в особые сложные химические вещества, которые самоорганизуются и обретают способность самовоспроизводится и перерабатывать то, что их окружает, производя собственные копии.
Мы знаем, что происходит в известных нам формах жизни. Все известные нам формы жизни основаны на углеродной химии, которую мы называем органической. И, анализирую то, что происходит в известных нам формах жизни, можно сделать несколько обобщений, которые должны быть применимы и к другим возможным химическим формам жизни, а именно: для существования жизни необходимо огромное химическое разнообразие, порождаемое небольшим числом химических элементов! В случае органической химии это углерод, азот, водород, сера, кислород. Известно колоссальное число органических соединений. Это число можно увеличивать фактически до бесконечности.
Следующее условие, эти соединения должны быть как минимум метастабильными и существовать в течении продолжительного времени.
- Так же для того что бы жизнь была возможна, должна быть реакция, обеспечивающая хранении энергии. В частности, во всех известных формах жизни это аденозинтрифосфат, который является формой запасания энергии и распад которого позволяет живым клеткам совершать работу.
- Должна быть реакция, которая бы извлекала энергию из окружающей среды, из тех веществ, которые поступают из окружающей среды. В частности, в аэробных формах жизни это окисление глюкозы, которое сопровождается выделением энергии.
- Должен быть и какой-то механизм наследственности. Её материальный носитель – какая-то крупная апериодическая кристалл молекула. Этим апериодическим кристаллом, как мы бы сказали сейчас – полимером, является молекула ДНК.
- Так же важным условием должно являться то, что все эти вещества, на основе которых мы хотим представить себе новые формы жизни, должны быть в жидком или в близком к жидкому состоянию, что бы диффузия молекул была достаточно быстрой.
Ученые нашли исключительно богатую химию у соединений азота и водорода. Дело в том, что если вы посмотрите на химию углеводородов, ту самую химию, разнообразие которой является фундаментом для разнообразия всей органической химии, то получите всю органическую химию, присоединяя и замещая атомы кислорода, серы и азота.
Азотоводородов очень много во Вселенной. На самом деле планеты Уран и Нептун примерно на 8% по массе состоят из аммиака, т.е. простейшего азотоводорода. Это гораздо больше, чем углерода на Земле. Азотоводороды также имеют низкую температуру плавления, которая растёт с давлением.
Если мы добавим кислород и серу, может быть, в небольших количествах и углерод, то перед нами, скорее всего, раскинется химия, во много раз или даже на порядки более разнообразная и богатая, чем органическая, которая в принципе может служить основанием для новых других форм жизни.
Возможна ли жизнь на таких планетах, как Уран и Нептун – там, где 8% по массе составляет аммиак, - мы не знаем. Потенциальная проблема состоит в том, что время жизни метастабильных соединений в планетных условиях может оказаться недостаточно долгим.
Азотистые соединения – это пока что лучший, но, вероятно не единственный кандидат на неуглеродную жизнь!