Жизнь, какой мы её не знаем: Могут ли существовать иные формы биохимии?
Когда мы ищем инопланетян, мы ищем «себя»: планету, похожую на Землю, с океанами воды и кислородной атмосферой. Это логично, ведь у нас есть только один подтвержденный пример живого мира. Но что, если природа гораздо изобретательнее?
Ученые-астробиологи всерьез обсуждают возможность существования «экзотической» жизни, чья химия кардинально отличается от нашей.
1. Кремниевая жизнь: Вместо углерода
Земная жизнь основана на углероде. Углерод идеален: он может связываться с четырьмя другими атомами одновременно, создавая длинные и гибкие цепочки (белки, ДНК).
Однако в таблице Менделеева прямо под углеродом стоит кремний. Он обладает похожими свойствами.
- Где это возможно? На очень горячих планетах.
- В чем проблема? Связи кремния с кислородом (песок) слишком прочны — их трудно разрушить для обмена веществ. А «выдыхать» камни (диоксид кремния) живому организму было бы непросто. Но в условиях высокого давления и температуры химия кремния может стать гораздо более гибкой.
2. Аммиачный океан вместо воды
Вода — прекрасный растворитель, но она замерзает при $0°C$. На ледяных гигантах или спутниках вроде Титана роль воды мог бы выполнять жидкий аммиак.
- Преимущество: Аммиак остается жидким при температурах до $-78°C$.
- Особенности: Химические реакции в аммиаке протекают медленнее. Жизнь в таком мире была бы очень неспешной, а метаболизм «аммиачных» существ сильно отличался бы от нашего.
3. Метановые озера Титана
Спутник Сатурна Титан — одно из самых интригующих мест в Солнечной системе. Там есть реки и озера, но они наполнены жидким метаном и этаном.
Ученые смоделировали гипотетическую клеточную мембрану (названную «азотосомой»), которая могла бы стабильно существовать в жидком метане при температуре $-180°C$. Такая жизнь не нуждалась бы в кислороде и строила бы свои клетки из азотистых соединений.
4. Жизнь в облаках и плазме
Некоторые гипотезы уходят еще дальше:
- Атмосферная жизнь: На газовых гигантах вроде Юпитера теоретически могут существовать «твари-паруса» или гигантские живые шары, дрейфующие в разных слоях атмосферы и питающиеся энергией молний или органическими осадками.
- Плазменная жизнь: В 2007 году компьютерное моделирование показало, что частицы пыли в плазме (четвертом состоянии вещества) могут самоорганизовываться в спирали, напоминающие ДНК, и даже делиться. Если это так, жизнь могла бы существовать даже внутри звезд.
Почему мы их еще не нашли?
Основная сложность в том, что наши приборы настроены на поиск «биосигнатур», характерных для Земли (метан + кислород). Экзотическая жизнь может не производить этих газов. Кроме того, мы ограничены собственным воображением: трудно искать то, что не укладывается в наше определение «живого».
Интересный факт: Существует понятие «теневой биосферы». Некоторые ученые полагают, что формы жизни с иной биохимией могут существовать прямо здесь, на Земле (например, в глубоких недрах), но мы их просто не замечаем, потому что наши методы анализа (ПЦР, микроскопия) заточены под стандартную биологию.
Резюме
Скорее всего, Вселенная гораздо разнообразнее, чем наш «углеродный шовинизм» (термин Карла Сагана) позволяет нам представить. Жизнь — это не обязательно белки и вода; это, прежде всего, способность системы сохранять информацию и эволюционировать. А какие химические элементы для этого используются — вопрос условий конкретной планеты.