Jak wyglądają kosmici?

Czy mamy powód i prawo oczekiwać, że Obcy będą tacy jak my? Może się okazać, że są bardziej podobni do naszych przodków. Wielcy i wielokrotnie wielcy przodkowie.

Matthew Wills, paleobiolog z Uniwersytetu w Bath w Wielkiej Brytanii, miał ostatnio pokusę rozważenia możliwej budowy ciała potencjalnych mieszkańców planet pozasłonecznych. W sierpniu tego roku wspominał na łamach czasopisma phys.org, że podczas tzw. Podczas eksplozji kambryjskiej (nagłego powstania życia wodnego około 542 milionów lat temu) struktura fizyczna organizmów była niezwykle zróżnicowana. W tamtym czasie żyła na przykład Opabinia, zwierzę o pięciu oczach. Teoretycznie możliwe jest wyhodowanie inteligentnego gatunku z dokładnie taką liczbą narządów wzroku. W tamtych czasach istniał również Dinomischus przypominający kwiat. Co by było, gdyby Opabinia lub Dinomischus odniosły sukces reprodukcyjny i ewolucyjny? Są więc podstawy wierzyć, że kosmici mogą się od nas diametralnie różnić, a jednocześnie być w jakiś sposób bliscy.

Zderzają się zupełnie różne poglądy na temat możliwości życia na egzoplanetach. Niektórzy chcieliby widzieć życie w kosmosie jako zjawisko uniwersalne i różnorodne. Inni przestrzegają przed nadmiernym optymizmem. Paul Davis, fizyk i kosmolog z Arizona State University oraz autor książki The Eerie Silence, uważa, że ​​wielość egzoplanet może wprowadzać w błąd, ponieważ statystyczne prawdopodobieństwo przypadkowego powstania cząsteczek życia pozostaje małe nawet w przypadku dużej liczby światów. Tymczasem wielu egzobiologów, w tym tych z NASA, uważa, że ​​do życia potrzeba niewiele – wystarczy woda w stanie ciekłym, źródło energii, trochę węglowodorów i trochę czasu.

Ale nawet sceptyk Davis w końcu przyznaje, że rozważania o nieprawdopodobieństwie nie uwzględniają możliwości istnienia tego, co nazywa życiem w cieniu, które opiera się nie na węglu i białkach, ale na zupełnie innych procesach chemicznych i fizycznych.

Żywy krzem?

W 1891 roku napisał to niemiecki astrofizyk Julius Schneider życie nie musi opierać się na węglu i jego związkach. Może być również oparty na krzemie, pierwiastku z tej samej grupy układu okresowego co węgiel, który podobnie jak węgiel ma cztery elektrony walencyjne i jest od niego znacznie bardziej odporny na wysokie temperatury kosmiczne.

Chemia węgla jest w dużej mierze organiczna, ponieważ jest składnikiem wszystkich podstawowych związków „życia”: białek, kwasów nukleinowych, tłuszczów, cukrów, hormonów i witamin. Może występować w postaci łańcuchów prostych i rozgałęzionych, w postaci cyklicznej i gazowej (metan, dwutlenek węgla). Przecież to właśnie dwutlenek węgla, dzięki roślinom, reguluje obieg węgla w przyrodzie (nie mówiąc już o jego roli klimatycznej). Organiczne cząsteczki węgla występują w przyrodzie w jednej formie rotacji (chiralności): w kwasach nukleinowych cukry mają charakter wyłącznie prawoskrętny, w białkach i aminokwasach – lewoskrętny. Ta cecha, wciąż niewyjaśniona przez badaczy świata prebiotycznego, sprawia, że ​​związki węgla są niezwykle specyficznie rozpoznawane przez inne związki (na przykład kwasy nukleinowe przez enzymy nukleolityczne). Wiązania chemiczne w związkach węgla są na tyle trwałe, że zapewniają ich długowieczność, jednak ilość energii potrzebnej do ich rozerwania i tworzenia zapewnia przemiany metaboliczne, rozkład i syntezę w żywym organizmie. Ponadto atomy węgla w cząsteczkach organicznych często są połączone wiązaniami podwójnymi, a nawet potrójnymi, co decyduje o ich reaktywności i specyfice reakcji metabolicznych. Krzem nie tworzy polimerów wieloatomowych, jest mało reaktywny. Produktem utleniania krzemu jest krzemionka, która przyjmuje postać krystaliczną.

Krzem tworzy (podobnie jak krzemionka) trwałe otoczki lub wewnętrzne „szkielety” niektórych bakterii i komórek jednokomórkowych. Nie wykazuje tendencji do stawania się chiralnym ani do tworzenia wiązań nienasyconych. Jest po prostu zbyt stabilny chemicznie, aby stać się konkretnym elementem budulcowym żywych organizmów. Okazał się bardzo interesujący w zastosowaniach przemysłowych: w elektronice jako półprzewodnik, a także jako element tworzący wielkocząsteczkowe związki zwane silikonami, stosowany w kosmetyce, parafarmaceutykach do zabiegów medycznych (implanty), w budownictwie i przemyśle (farby, gumy). , elastomery).

Jak widać, to nie przypadek czy kaprys ewolucji, że życie ziemskie opiera się na związkach węgla. Aby jednak dać krzemowi trochę szans, postawiono hipotezę, że w okresie prebiotycznym to właśnie na powierzchni krzemionki krystalicznej oddzielały się cząstki o przeciwnej chiralności, co pomogło w podjęciu decyzji o wyborze tylko jednej formy w cząsteczkach organicznych. .

Zwolennicy „życia krzemowego” przekonują, że ich pomysł wcale nie jest absurdalny, ponieważ pierwiastek ten, podobnie jak węgiel, tworzy cztery wiązania. Jedna z koncepcji jest taka, że ​​krzem może tworzyć równoległą chemię, a nawet podobne formy życia. Znany astrochemik Max Bernstein z siedziby badawczej NASA w Waszyngtonie zauważa, że ​​być może sposobem na odkrycie życia pozaziemskiego opartego na krzemie jest poszukiwanie niestabilnych, wysokoenergetycznych cząsteczek lub łańcuchów krzemu. Nie spotykamy się jednak ze złożonymi i stałymi związkami chemicznymi opartymi na wodorze i krzemie, jak ma to miejsce w przypadku węgla. Łańcuchy węglowe są obecne w lipidach, ale podobne związki zawierające krzem nie będą stałe. Podczas gdy związki węgla i tlenu mogą tworzyć się i rozkładać (tak jak zawsze dzieje się to w naszych ciałach), krzem jest inny.

Warunki i środowiska planet we Wszechświecie są tak zróżnicowane, że wiele innych związków chemicznych byłoby lepszym rozpuszczalnikiem dla budulca w warunkach innych niż te, które znamy na Ziemi. Jest prawdopodobne, że organizmy, których budulcem jest krzem, będą wykazywać znacznie dłuższą żywotność i odporność na wysokie temperatury. Nie wiadomo jednak, czy będą w stanie przejść przez etap mikroorganizmów do organizmów wyższego rzędu, zdolnych na przykład do rozwoju inteligencji, a co za tym idzie, cywilizacji.

Istnieją również koncepcje, że niektóre minerały (nie tylko na bazie krzemu) przechowują informacje – np. DNA, gdzie są przechowywane w łańcuchu, który można odczytać od jednego końca do drugiego. Minerał może jednak przechowywać je w dwóch wymiarach (na swojej powierzchni). Kryształy „rosną”, gdy pojawiają się nowe atomy powłoki. Jeśli więc zmiażdżymy kryształ i zacznie on ponownie rosnąć, będzie to jak narodziny nowego organizmu, a informacja będzie przekazywana z pokolenia na pokolenie. Ale czy odtwarzający się kryształ żyje? Do chwili obecnej nie znaleziono dowodów na to, że minerały mogą przesyłać „dane” w ten sposób.

Szczypta arsenu

Nie tylko krzem fascynuje entuzjastów życia bezemisyjnego. Kilka lat temu sensację wywołały doniesienia z finansowanych przez NASA badań w Mono Lake (w Kalifornii), które ujawniły odkrycie szczepu bakterii GFAJ-1A, który wykorzystywał arsen w swoim DNA. Fosfor, w postaci związków zwanych fosforanami, buduje m.in. Szkielet DNA i RNA, a także inne istotne cząsteczki, takie jak ATP i NAD, są niezbędne do przenoszenia energii w komórkach. Fosfor wydaje się niezbędny, ale arsen, obok niego w układzie okresowym, ma bardzo podobne właściwości.

Obcy z „Wojny światów” – wizualizacja

Wspomniany już Max Bernstein skomentował to, ostudząc entuzjazm. „Wynik badań w Kalifornii był bardzo interesujący, ale struktura tych organizmów nadal była zbudowana z węgla. W przypadku tych drobnoustrojów arsen zastąpił w strukturze fosfor, ale nie węgiel” – wyjaśnił w jednym ze swoich wypowiedzi medialnych. Nie można wykluczyć, że w różnorodnych warunkach panujących we Wszechświecie życie, tak doskonale potrafiące przystosować się do otoczenia, mogło rozwinąć się w oparciu o pierwiastki inne niż krzem i węgiel. Chlor i siarka mogą również tworzyć długie cząsteczki i wiązania. Istnieją bakterie, które w swoim metabolizmie wykorzystują siarkę zamiast tlenu. Znamy wiele pierwiastków, które w pewnych warunkach mogłyby lepiej niż węgiel służyć jako materiały budowlane dla organizmów żywych. Podobnie jak istnieje wiele związków chemicznych, które gdzieś we wszechświecie mogą działać jak woda. Musimy także pamiętać, że w kosmosie najprawdopodobniej znajdują się pierwiastki chemiczne, które nie zostały jeszcze odkryte przez człowieka. Być może w pewnych warunkach obecność pewnych pierwiastków może doprowadzić do rozwoju tak zaawansowanych form życia jak na Ziemi.

Obcy z filmu „Predator”

Niektórzy uważają, że kosmici, których moglibyśmy spotkać we wszechświecie, w ogóle nie byliby organiczni, nawet jeśli rozumiemy substancje organiczne elastycznie (tj. biorąc pod uwagę chemię inną niż węgiel). To może być... sztuczna inteligencja. Stuart Clark, autor książki The Search for Earth’s Twin, jest jednym ze zwolenników tej hipotezy. Podkreśla, że ​​uwzględnienie takich ewentualności rozwiązałoby wiele problemów, takich jak przystosowanie się do podróży kosmicznych czy potrzeba „odpowiednich” warunków do życia.

Niezależnie od tego, jak dziwaczne, pełne złowrogich potworów, okrutnych drapieżników i zaawansowanych technologicznie wielkookich kosmitów, nasze wyobrażenia o potencjalnych mieszkańcach innych światów wciąż w jakiś sposób kojarzą się z postaciami ludzi lub zwierząt znanych nam z Ziemi. Wydaje się, że możemy sobie tylko wyobrazić to, co kojarzymy z tym, co wiemy. Pytanie więc brzmi, czy potrafimy dostrzec tylko takich kosmitów, którzy są w jakiś sposób powiązani z naszą wyobraźnią? Może to stanowić poważny problem, gdy spotykamy coś lub kogoś „zupełnie innego”.

Zapraszamy do zapoznania się z Tematem wydania w.