Гипотезы неорганической жизни

Описание: В то время как жизнь на Земле полностью зависит от углерода и воды, астробиологи и химики активно изучают неорганическую жизнь и альтернативные биохимические процессы, чтобы понять, как жизнь может существовать в совершенно разных формах. Вот краткий обзор ведущих теоретических и экспериментальных моделей:
Плазменные кристаллы. В условиях, подобных космическим, частицы неорганической пыли, взвешенные в плазме, могут поляризоваться и спонтанно самоорганизовываться в двойные спиральные структуры, напоминающие ДНК. Эти спиральные нити могут притягиваться друг к другу, делиться, создавая идентичные копии, и эволюционировать по мере разрушения менее стабильных структур, демонстрируя несколько фундаментальных признаков живой материи.
Гипотеза глины. Предложенная химиком А.Г. Кэрнс-Смитом, эта теория предполагает, что первыми самовоспроизводящимися системами на Земле были неорганические кристаллы глины, а не сложные органические молекулы. По мере роста эти силикатные кристаллы воспроизводили структурные «дефекты» (которые действовали как рудиментарный генетический код) и размножались, когда механические силы разрушали кристаллы на новые «зародыши». Со временем эти глины начали притягивать и катализировать органические молекулы, что в конечном итоге привело к «генетическому захвату» РНК и ДНК.
Кремниевая жизнь. Кремний находится чуть ниже углерода в периодической таблице и может аналогичным образом образовывать четыре связи для построения сложных молекул. Однако связи между атомами кремния слабее, чем связи между атомами углерода, и его реакция с кислородом приводит к образованию твердого диоксида кремния (кварца или песка) вместо газа, такого как диоксид углерода, что представляет собой серьезную биологическую проблему для дыхания. Следовательно, кремниевая жизнь обычно считается существующей только в экстремальных условиях, таких как сильная жара, или в неводных растворителях, таких как жидкий азот или концентрированная серная кислота, где разнообразная химия кремния остается очень стабильной.
Синтетические неорганические ячейки (iCHELLs). В лаборатории исследователи успешно создали «неорганические химические ячейки» (iCHELLs), используя кластеры оксидов металлов, известные как полиоксометаллаты. Эти синтетические клетки обладают полупроницаемыми мембранами, демонстрируют внутреннюю компартментализацию, проявляют окислительно-восстановительную активность и могут быть направлены на эволюцию, что показывает, что поведение, подобное живому организму, не обязательно требует наличия углеродсодержащих биологических организмов.
Альтернативные растворители. Для функционирования неорганической или альтернативной жизни могут потребоваться растворители, отличные от воды, поскольку вода часто разрушает альтернативные химические связи. В качестве кандидатов можно рассматривать жидкий метан (который существует в озерах на спутнике Сатурна Титане), жидкий аммиак, сверхкритический диоксид углерода и концентрированную серную кислоту. Эти растворители могут обеспечивать протекание различных, неземных метаболических реакций, которые были бы невозможны на Земле.