Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Ложные цвета Кассини радиолокационная мозаика северной полярной области Титана; синие области - озера жидких углеводородов.
«Существование озер жидких углеводородов на Титане открывает возможность для растворителей и источников энергии, которые являются альтернативой тем, что есть в нашей биосфере, и которые могут поддерживать новые формы жизни, в целом отличные от земных» - Дорожная карта астробиологии НАСА 2008 [1]

Гипотетические типы биохимии - это формы биохимии, которые считаются научно жизнеспособными, но существование которых в настоящее время не доказано. [2] Все виды живых организмов, известные в настоящее время на Земле, используют соединения углерода для основных структурных и метаболических функций, воду в качестве растворителя , а также ДНК или РНК для определения и контроля своей формы. Если жизнь существует на других планетах или лунах, она может быть химически подобной, хотя также возможно, что существуют организмы с совершенно другим химическим составом [3]- например, с участием других классов соединений углерода, соединений другого элемента или другого растворителя вместо воды.

Возможность существования форм жизни на основе «альтернативной» биохимии является темой продолжающейся научной дискуссии, основанной на том, что известно о внеземной окружающей среде и о химическом поведении различных элементов и соединений. Это представляет интерес для синтетической биологии, а также является обычным предметом в научной фантастике .

Элемент кремний много обсуждается как гипотетическая альтернатива углероду. Кремний находится в той же группе, что и углерод в периодической таблице, и, как и углерод, он четырехвалентен . Гипотетические альтернативы воде включают аммиак , который, как и вода, является полярной молекулой и присутствует в большом количестве; и неполярные углеводородные растворители, такие как метан и этан , которые, как известно, существуют в жидкой форме на поверхности Титана .

Обзор [ править ]

Обзор гипотетических типов биохимии
ТипОсноваСинопсисЗамечания
Альтернатива - хиральность биомолекулАльтернативная биохимияРазличные основы биофункцииВозможно, наименее необычной альтернативной биохимией будет биохимия с другой хиральностью биомолекул. В известной земной жизни аминокислоты почти всегда имеют L- форму, а сахара - D- форму. Возможны молекулы, использующие D- аминокислоты или L- сахара; молекулы такой хиральности, однако, были бы несовместимы с организмами, использующими молекулы противоположной хиральности.
Биохимия аммиакаБезводные растворителиАммиачная жизньВозможная роль жидкого аммиака как альтернативного растворителя для жизни - идея, восходящая по крайней мере к 1954 году, когда Дж. Б. С. Холдейн поднял эту тему на симпозиуме о происхождении жизни.
Биохимия мышьякаАльтернативная биохимияЖизнь на основе мышьякаМышьяк , который химически похож на фосфор , хотя и ядовит для большинства форм жизни на Земле, включен в биохимию некоторых организмов.
Биохимия борана ( борорганическая химия )Альтернативная биохимияЖизнь на основе боранаБораны опасно взрывоопасны в атмосфере Земли, но были бы более стабильными в восстановительной среде. Однако изобилие бора во Вселенной чрезвычайно мало по сравнению с его соседями - углеродом, азотом и кислородом.
Биохимия на основе пыли и плазмыВнепланетная жизньЭкзотическая матричная жизньВ 2007 году Вадим Н. Цытович и его коллеги предположили, что реалистичное поведение может проявляться частицами пыли, взвешенными в плазме , в условиях, которые могут существовать в космосе.
ЭкстремофиловАльтернативная средаЖизнь в изменчивой средеБыло бы биохимически возможно поддерживать жизнь в окружающей среде, которая лишь периодически согласуется с жизнью, какой мы ее знаем.
Биохимия гетерополикислотАльтернативная биохимияЖизнь на основе гетерополикислотРазличные металлы вместе с кислородом могут образовывать очень сложные и термически стабильные структуры, не уступающие органическим соединениям; [ Править ] в гетерополикислотах являются одним из такой семьи.
Биохимия фтороводородаБезводные растворителиЖизнь на основе фтороводородаТакие ученые, как Питер Снит, рассматривали его как возможный растворитель для жизни.
Биохимия сероводородаБезводные растворителиЖизнь на основе сероводородаСероводород - ближайший химический аналог воды , но менее полярный и более слабый неорганический растворитель.
Биохимия метана ( азотосома )Безводные растворителиЖизнь на основе метанаМетан (CH 4 ) - простой углеводород, то есть соединение двух наиболее распространенных элементов в космосе: водорода и углерода. Гипотетически возможна метановая жизнь.
Незеленые фотосинтезаторыДругие предположенияАльтернативная жизнь растенийФизики отметили, что, хотя фотосинтез на Земле обычно включает в себя зеленые растения, множество других окрашенных растений также могут поддерживать фотосинтез, необходимый для большинства форм жизни на Земле, и что другие цвета могут быть предпочтительнее в местах, которые получают другое сочетание звездного излучения. чем Земля. В частности, сетчатка способна и, как было замечено, выполнять фотосинтез. [4] Бактерии, способные к фотосинтезу, известны как микробные родопсины . Растение или существо, использующее фотосинтез сетчатки, всегда имеет фиолетовый цвет .
Теневая биосфераАльтернативная средаСкрытая биосфера жизни на ЗемлеТеневая биосфера - это гипотетическая микробная биосфера Земли, в которой используются совершенно иные биохимические и молекулярные процессы, чем в известной в настоящее время жизни.
Биохимия кремния ( кремнийорганический )Альтернативная биохимияЖизнь на основе кремнияКак и углерод, кремний может создавать достаточно большие молекулы, чтобы нести биологическую информацию; однако объем возможного химического состава кремния намного более ограничен, чем объем углерода.
Биохимия диоксида кремнияБезводные растворителиСрок службы на основе диоксида кремнияДжеральд Файнберг и Роберт Шапиро предположили, что расплавленная силикатная порода может служить жидкой средой для организмов, химический состав которых основан на кремнии, кислороде и других элементах, таких как алюминий .
Биохимия серыАльтернативная биохимияЖизнь на основе серыБиологическое использование серы в качестве альтернативы углероду является чисто гипотетическим, особенно потому, что сера обычно образует только линейные цепи, а не разветвленные.

Теневая биосфера [ править ]

Основная статья: Теневая биосфера
Сообщение Аресибо (1974) отправило в космос информацию об основах химии земной жизни.

Теневая биосфера - это гипотетическая микробная биосфера Земли, в которой используются совершенно иные биохимические и молекулярные процессы, чем в известной в настоящее время жизни. [5] [6] Хотя жизнь на Земле относительно хорошо изучена, теневая биосфера может все еще оставаться незамеченной, потому что исследование микробного мира нацелено в первую очередь на биохимию макроорганизмов.

Биомолекулы с альтернативной хиральностью [ править ]

Возможно, наименее необычной альтернативной биохимией будет биохимия с другой хиральностью биомолекул. В известной земной жизни аминокислоты почти всегда имеют L- форму, а сахара - D- форму. Возможны молекулы, использующие D- аминокислоты или L- сахара; молекулы такой хиральности, однако, были бы несовместимы с организмами, использующими молекулы противоположной хиральности. Аминокислоты, хиральность которых противоположна норме, встречаются на Земле, и обычно считается, что эти вещества являются результатом распада организмов с нормальной хиральностью. Однако физик Пол Дэвиспредполагает, что некоторые из них могут быть продуктами «антихиральной» жизни. [7]

Однако сомнительно, будет ли такая биохимия действительно чуждой. Хотя было бы , конечно , быть альтернативой стереохимии , молекулы , которые в подавляющем большинстве случаев найдены в одном энантиомере в течение подавляющего большинства организмов , тем не менее часто можно найти в другом энантиомере в различном (часто базальные ) организмах , такие как при сравнении между членами Archaea и другими областями , [ необходима цитата ], что делает открытой темой вопрос о том, действительно ли альтернативная стереохимия является новой.

Биохимия, не основанная на углероде [ править ]

На Земле все известные живые существа имеют структуру и систему на основе углерода. Ученые размышляли о плюсах и минусах использования атомов, отличных от углерода, для формирования молекулярных структур, необходимых для жизни, но никто не предложил теории, использующей такие атомы для образования всех необходимых структур. Однако, как утверждал Карл Саган , очень трудно быть уверенным в том, что утверждение, применимое ко всей жизни на Земле, применимо ко всей жизни во Вселенной. [8] Саган использовал термин « углеродный шовинизм » для такого предположения. [9] Он рассматривал кремний и германий как возможные альтернативы углероду [9](другие вероятные элементы включают, но не ограничиваются, палладий и титан ); но, с другой стороны, он отметил, что углерод действительно кажется более универсальным в химическом отношении и его больше в космосе. [10]

Биохимия кремния [ править ]

Смотрите также: Кремнийорганический
Строение силана , аналог метана
Структура силиконового полидиметилсилоксана (ПДМС)
Морские диатомеи - организмы на основе углерода, которые извлекают кремний из морской воды в форме его оксида (кремнезема) и встраивают его в свои клеточные стенки.

Атом кремния много обсуждался как основа альтернативной биохимической системы, потому что кремний имеет многие химические свойства, аналогичные свойствам углерода, и находится в той же группе периодической таблицы , группе углерода . Как и углерод, кремний может создавать достаточно большие молекулы, чтобы нести биологическую информацию. [11]

Однако кремний как альтернатива углю имеет ряд недостатков. Кремнию, в отличие от углерода, не хватает способности образовывать химические связи с различными типами атомов, что необходимо для химической универсальности, необходимой для метаболизма, но именно эта неспособность делает кремний менее восприимчивым к связыванию со всеми видами примесей, из которых углерод, для сравнения, не экранирован. Элементы, создающие органические функциональные группы с углеродом, включают водород, кислород, азот, фосфор, серу и металлы, такие как железо, магний и цинк. Кремний, с другой стороны, взаимодействует с очень немногими другими типами атомов. [11] Более того, там, где он действительно взаимодействует с другими атомами, кремний создает молекулы, которые были описаны как «монотонные по сравнению с комбинаторной вселенной органических макромолекул».[11] Это связано с тем, что атомы кремния намного больше, имеют большую массу и атомный радиус , и поэтому им трудно образовывать двойные связи (углерод с двойной связью является частью карбонильной группы, фундаментального мотива биоорганических соединений на основе углерода. химия).

Силаны , которые являются химические соединения из водорода и кремния, которые аналогичны алкановых углеводородов , обладают высокой реакционной способностью с водой , и длинные цепи силаны самопроизвольно разлагаются. Молекулы, включающие полимеры чередующихся атомов кремния и кислорода вместо прямых связей между кремнием, известные под общим названием силиконы , намного более стабильны. Было высказано предположение, что химические вещества на основе силикона будут более стабильными, чем эквивалентные углеводороды в среде, богатой серной кислотой, как это происходит в некоторых внеземных местах. [12]

Из разновидностей молекул, идентифицированных в межзвездной среде по состоянию на 1998 год , 84 основаны на углероде и только 8 - на кремнии. [13] Кроме того, из этих 8 соединений 4 также включают в себя углерод. Космическое изобилие углерода в кремний составляет примерно от 10 до 1. Это может предложить большее разнообразие комплексных соединений углерода по всему космосу, обеспечивая меньше фундамента , на котором строится на основе кремния биологий, по крайней мере , при условиях , распространенных на поверхности планет. Кроме того, хотя Земля и другие планеты земной группыисключительно богаты кремнием и бедны углеродом (относительное содержание кремния и углерода в земной коре составляет примерно 925: 1), земная жизнь основана на углероде. Тот факт, что вместо кремния используется углерод, может свидетельствовать о том, что кремний плохо подходит для биохимии на планетах земного типа. Причины, по которым это может быть, заключаются в том, что кремний менее универсален, чем углерод, в образовании соединений, что соединения, образованные кремнием, нестабильны и что он блокирует поток тепла. [14]

Тем не менее, биогенный кремнезем используется некоторыми земными жизнями, такими как силикатный скелет диатомовых водорослей . В соответствии с глинистой гипотезой о AG Cairns-Smith , силикатные минералы в воде играют решающую роль в абиогенезе : они реплицируются их кристаллические структуры, взаимодействовали с соединениями углерода, и были предшественниками на основе углерода жизни. [15] [16]

Связи углерод-кремний, хотя и не наблюдаемые в природе, были добавлены в биохимию с помощью направленной эволюции (искусственного отбора). Гем, содержащий белок цитохрома c из Rhodothermus marinus , был сконструирован с использованием направленной эволюции, чтобы катализировать образование новых углерод-кремниевых связей между гидросиланами и диазосоединениями. [17]

Соединения кремния, возможно, могут быть биологически полезными при температурах или давлениях, отличных от поверхности планеты земного типа, либо в сочетании с углеродом, либо в роли, менее прямо аналогичной ему. Полисиланолы, соединения кремния, соответствующие сахарам , растворимы в жидком азоте, что позволяет предположить, что они могут играть роль в биохимии при очень низких температурах. [18] [19]

В кинематографической и литературной фантастике в момент, когда созданные человеком машины переходят из неживого в живое, часто утверждается, [ кем? ] эта новая форма станет первым примером жизни, не связанной с углеродом. С момента появления микропроцессоров в конце 1960-х годов эти машины часто классифицируются как компьютеры (или управляемые компьютером роботы ) и относятся к категории «жизнь на основе кремния», хотя кремниевая опорная матрица этих процессоров не так важна для их работа в качестве углерода предназначена для «влажной жизни».

Другие экзотические биохимии, основанные на элементах [ править ]

Смотрите также: борорганическое соединение
  • Бораны опасно взрывоопасны в атмосфере Земли, но были бы более стабильными в восстановительной атмосфере . Однако низкое космическое содержание бора делает его менее вероятным источником жизни, чем углерод.
  • Различные металлы вместе с кислородом могут образовывать очень сложные и термически стабильные структуры, не уступающие органическим соединениям; [ Править ] в гетерополикислотах являются одним из такой семьи. Некоторые оксиды металлов также похожи на углерод по своей способности образовывать как структуры нанотрубок, так и алмазоподобные кристаллы (например, кубический диоксид циркония ). Титан , алюминий , магний и железов земной коре все больше, чем углерода. Следовательно, жизнь на основе оксидов металлов может быть возможной при определенных условиях, включая те (например, при высоких температурах), при которых жизнь на основе углерода маловероятна. Группа Cronin из Университета Глазго сообщила о самосборке полиоксометаллатов вольфрама в клеточно-подобные сферы. [20] Изменяя содержание оксидов металлов, в сферах могут образовываться отверстия, которые действуют как пористая мембрана, выборочно позволяя химическим веществам входить и выходить из сферы в зависимости от размера. [20]
  • Сера также способна образовывать длинноцепочечные молекулы, но имеет те же проблемы с высокой реакционной способностью, что и фосфор и силаны. Биологическое использование серы в качестве альтернативы углероду является чисто гипотетическим, особенно потому, что сера обычно образует только линейные цепи, а не разветвленные. (Биологическое использование серы в качестве акцептора электронов широко распространено и может быть прослежено на Земле 3,5 миллиарда лет назад, что предшествовало использованию молекулярного кислорода. [21] Сероредуцирующие бактерии могут использовать элементарную серу вместо кислорода, восстанавливая серу до водорода. сульфид .)

Мышьяк как альтернатива фосфору [ править ]

См. Также: GFAJ-1

Мышьяк , который химически похож на фосфор , хотя и ядовит для большинства форм жизни на Земле, включен в биохимию некоторых организмов. [22] Некоторые морские водоросли включают мышьяк в сложные органические молекулы, такие как арсеносахар и арсенобетаины . Грибы и бактерии могут производить летучие метилированные соединения мышьяка. Восстановление арсената и окисление арсенита наблюдались у микробов ( Chrysiogenes arsenatis ). [23] Кроме того, некоторые прокариоты могут использовать арсенат в качестве концевого акцептора электронов во время анаэробного роста, а некоторые могут использовать арсенит в качестве донора электронов для выработки энергии.

Было высказано предположение, что самые ранние формы жизни на Земле могли использовать биохимию мышьяка вместо фосфора в структуре своей ДНК. [24] Распространенное возражение против этого сценария состоит в том, что сложные эфиры арсената настолько менее устойчивы к гидролизу, чем соответствующие эфиры фосфорной кислоты, что мышьяк плохо подходит для этой функции. [25]

Авторы геомикробиологического исследования 2010 года , частично поддержанного НАСА, постулировали, что бактерия GFAJ-1 , собранная в отложениях озера Моно в восточной Калифорнии , может использовать такую ​​«мышьяковую ДНК» при культивировании без фосфора. [26] [27] Они предположили, что бактерия может использовать высокие уровни поли-β-гидроксибутирата или другие средства для снижения эффективной концентрации воды и стабилизации ее сложных эфиров арсената. [27] Это утверждение было подвергнуто резкой критике почти сразу после публикации за предполагаемое отсутствие надлежащих средств контроля. [28] [29] Научный писательКарл Циммер связался с несколькими учеными для оценки: «Я связался с дюжиной экспертов ... Они почти единогласно считают, что ученые НАСА не смогли обосновать свою точку зрения». [30] Другие авторы не смогли воспроизвести свои результаты и показали, что в исследовании были проблемы с загрязнением фосфатом, предполагая, что присутствующие небольшие количества могут поддерживать экстремофильные формы жизни. [31] В качестве альтернативы было высказано предположение, что клетки GFAJ-1 растут за счет рециркуляции фосфата из деградированных рибосом, а не за счет его замены арсенатом. [32]

Безводные растворители [ править ]

Карл Саган предположил, что инопланетная жизнь может использовать аммиак, углеводороды или фтористый водород вместо воды.

В дополнение к углеродным соединениям вся известная в настоящее время земная жизнь также требует воды в качестве растворителя. Это привело к дискуссиям о том, является ли вода единственной жидкостью, способной выполнять эту роль. Идея о том , что внеземная форма жизни может быть основана на растворитель , кроме воды была принята всерьез в современной научной литературе биохимика Стивен Беннер , [33] и в астробиологическом комитете под председательством Джона А. Барошем. [34] Растворители, обсуждаемые комитетом Баросса, включают аммиак , [35] серную кислоту , [36] формамид , [37] углеводороды, [37]и (при температурах намного ниже земных) жидкий азот или водород в виде сверхкритической жидкости . [38]

Карл Саган однажды назвал себя угольным шовинистом и водным шовинистом; [39] однако, в другом случае он сказал, что он углеродный шовинист, но «не такой уж водный шовинист». [40] Он предположил , на углеводородах, [40] : 11 плавиковой кислоты , [41] и аммиака [40] [41] в качестве возможных альтернатив воды.

Некоторые из свойств воды, которые важны для жизненных процессов, включают:

  • Сложность, которая приводит к большому количеству перестановок возможных путей реакции, включая кислотно-щелочную химию, катионы H + , анионы OH - , водородные связи, ван-дер-ваальсовы связи, диполь-дипольные и другие полярные взаимодействия, клетки с водным растворителем и гидролиз . Эта сложность предлагает большое количество путей эволюции для создания жизни, множество других растворителей [ какие? ] имеют значительно меньше возможных реакций, что сильно ограничивает эволюцию.
  • Термодинамическая стабильность: свободная энергия образования жидкой воды достаточно мала (-237,24 кДж / моль), чтобы вода претерпевала мало реакций. Другие растворители обладают высокой реакционной способностью, особенно по отношению к кислороду.
  • Вода не сгорает в кислороде, потому что она уже является продуктом сгорания водорода с кислородом. Большинство альтернативных растворителей нестабильны в богатой кислородом атмосфере, поэтому маловероятно, что эти жидкости могут поддерживать аэробную жизнь.
  • Большой температурный диапазон, в котором он жидкий .
  • Высокая растворимость кислорода и углекислого газа при комнатной температуре способствует развитию аэробных водных растений и животных.
  • Высокая теплоемкость (что приводит к более высокой стабильности температуры окружающей среды).
  • Вода представляет собой жидкость при комнатной температуре, приводящую к образованию большого количества квантовых переходных состояний, необходимых для преодоления барьеров реакции. Криогенные жидкости (такие как жидкий метан) имеют экспоненциально более низкие популяции переходных состояний, которые необходимы для жизни на основе химических реакций. Это приводит к скорости химических реакций, которые могут быть настолько медленными, что препятствуют развитию любой жизни, основанной на химических реакциях. [ необходима цитата ]
  • Спектроскопическая прозрачность, позволяющая солнечному излучению проникать на несколько метров в жидкость (или твердое тело), ​​что в значительной степени способствует развитию водных организмов.
  • Высокая температура испарения приводит к устойчивым озерам и океанам.
  • Способность растворять самые разные соединения.
  • Твердое тело (лед) имеет более низкую плотность, чем жидкость, поэтому лед плавает по жидкости. Поэтому водоемы замерзают, но не замерзают (снизу вверх). Если бы лед был плотнее жидкой воды (как это верно почти для всех других соединений), тогда большие тела жидкости медленно замерзали бы, что не способствовало бы образованию жизни.

Вода в виде соединения присутствует в большом количестве, хотя большая часть ее находится в форме пара или льда. Подземная жидкая вода считается вероятной или возможной на нескольких внешних лунах: Энцеладе (где наблюдались гейзеры), Европе , Титане и Ганимеде . Земля и Титан - единственные известные в настоящее время миры, на поверхности которых есть устойчивые тела жидкости.

Однако не все свойства воды обязательно полезны для жизни. [42] Например, водяной лед имеет высокое альбедо , [42] что означает, что он отражает значительное количество света и тепла от Солнца. Во время ледниковых периодов , когда на поверхности воды накапливается отражающий лед, эффекты глобального похолодания усиливаются. [42]

Есть некоторые свойства, которые делают одни соединения и элементы более предпочтительными, чем другие, в качестве растворителей в успешной биосфере. Растворитель должен существовать в жидком равновесии в диапазоне температур, с которыми обычно сталкивается планетарный объект. Поскольку точки кипения меняются в зависимости от давления, вопрос, как правило, заключается не в том, остается ли предполагаемый растворитель жидким, а в том, при каком давлении . Например, цианистый водород имеет узкий диапазон температур жидкой фазы в 1 атмосферу, но в атмосфере с давлением Венеры , с давлением 92 бар (91 атм), он действительно может существовать в жидкой форме в широком диапазоне температур.

Аммиак [ править ]

Представление художника о том, как могла бы выглядеть планета с жизнью на основе аммиака

Молекула аммиака (NH 3 ), как и молекула воды, широко распространена во Вселенной и представляет собой соединение водорода (самый простой и наиболее распространенный элемент) с другим очень распространенным элементом - азотом. [43] Возможная роль жидкого аммиака в качестве альтернативного растворителя для жизни - идея, восходящая по крайней мере к 1954 году, когда Дж. Б. С. Холдейн поднял эту тему на симпозиуме о происхождении жизни. [44]

В растворе аммиака возможны многочисленные химические реакции, а жидкий аммиак имеет химическое сходство с водой. [43] [45] Аммиак может растворять большинство органических молекул, по крайней мере, так же хорошо, как вода, и, кроме того, он способен растворять многие элементарные металлы. Холдейн указал на то, что различные распространенные органические соединения, связанные с водой, имеют аналоги, связанные с аммиаком; например, связанная с аммиаком аминогруппа (-NH 2 ) аналогична связанной с водой гидроксильной группе (-OH). [45]

Аммиак, как и вода, может принимать или отдавать ион H + . Когда аммиак принимает H + , он образует катион аммония (NH 4 + ), аналогичный гидроксонию (H 3 O + ). Когда он отдает ион H + , он образует амид- анион (NH 2 - ), аналогичный гидроксид- аниону (OH - ). [35] Однако по сравнению с водой аммиак более склонен принимать ион H + и менее склонен отдавать его; это более сильный нуклеофил . [35]Аммиак, добавленный в воду, действует как основание Аррениуса : он увеличивает концентрацию гидроксида аниона. И наоборот, используя определение кислотности и основности системы растворителей , вода, добавляемая к жидкому аммиаку, действует как кислота, потому что она увеличивает концентрацию катиона аммония. [45] Карбонильная группа (C = O), которая широко используется в земной биохимии, не будет стабильной в растворе аммиака, но вместо нее можно использовать аналогичную иминную группу (C = NH). [35]

Однако у аммиака есть проблемы как основа жизни. В водородных связей между молекулами аммиака слабее , чем в воде, в результате чего аммиака в теплоту парообразования , чтобы быть в два раза меньше воды, ее поверхностное натяжение , чтобы быть третьим, и снижая его способность концентрировать неполярные молекулы через гидрофобный эффект. Джеральд Файнберг и Роберт Шапиро задаются вопросом, может ли аммиак достаточно хорошо удерживать молекулы пребиотиков, чтобы позволить возникновение самовоспроизводящейся системы. [46] Аммиак также легко воспламеняется в кислороде и не может устойчиво существовать в среде, подходящей для аэробного метаболизма . [47]

Предполагаемая внутренняя структура Титана, подводный океан показан синим цветом

Биосферы на основе аммиака, скорее всего , существует при температурах или давлении воздуха , которые являются чрезвычайно необычным по отношению к жизни на Земле. Жизнь на Земле обычно существует в пределах температуры плавления и кипения воды при нормальном давлении от 0 ° C (273  K ) до 100 ° C (373 K); при нормальном давлении точки плавления и кипения аммиака находятся в диапазоне от -78 ° C (195 K) до -33 ° C (240 K). Химические реакции обычно протекают медленнее при более низкой температуре. Следовательно, жизнь на основе аммиака, если она существует, могла бы метаболизироваться медленнее и развиваться медленнее, чем жизнь на Земле. [47]С другой стороны, более низкие температуры могут также позволить живым системам использовать химические вещества, которые были бы слишком нестабильны при температурах Земли, чтобы быть полезными. [43]

Аммиак мог быть жидкостью при земных температурах, но при гораздо более высоких давлениях; например, при 60  атм аммиак плавится при -77 ° C (196 K) и кипит при 98 ° C (371 K). [35]

Аммиак и смеси аммиака с водой остаются жидкими при температурах намного ниже точки замерзания чистой воды, поэтому такая биохимия может хорошо подходить для планет и лун, вращающихся по орбите вне зоны обитаемости на водной основе . Такие условия могут существовать, например, под поверхностью Сатурн по величине лунного Титана . [48]

Метан и другие углеводороды [ править ]

Метан (CH 4 ) - простой углеводород, то есть соединение двух наиболее распространенных элементов в космосе: водорода и углерода. Его космическое изобилие сопоставимо с аммиаком. [43] Углеводороды могут действовать как растворители в широком диапазоне температур, но не имеют полярности . Айзек Азимов, то биохимик и автор научной фантастики, предложенный в 1981 году , что поли- липидов может служить заменителем для белков в неполярном растворителе , таком как метан. [43] Озера, состоящие из смеси углеводородов, включая метан и этан , были обнаружены на поверхности Титана космическим кораблем Кассини .

Ведутся споры об эффективности метана и других углеводородов в качестве растворителя для жизни по сравнению с водой или аммиаком. [49] [50] [51] Вода является более сильным растворителем, чем углеводороды, что облегчает перенос веществ в клетке. [52] Однако вода также более химически активна и может разрушать большие органические молекулы в результате гидролиза. [49] Форма жизни, растворителем которой был углеводород, не столкнется с угрозой разрушения ее биомолекул таким образом. [49] Кроме того, склонность молекулы воды к образованию прочных водородных связей может мешать внутренним водородным связям в сложных органических молекулах. [42]Жизнь с углеводородным растворителем могла бы больше использовать водородные связи в своих биомолекулах. [49] Более того, сила водородных связей внутри биомолекул будет соответствовать низкотемпературной биохимии. [49]

Астробиолог Крис Маккей утверждал, исходя из термодинамических соображений, что если жизнь действительно существует на поверхности Титана, использующая углеводороды в качестве растворителя, она, вероятно, также будет использовать более сложные углеводороды в качестве источника энергии, реагируя с водородом, восстанавливая этан и ацетилен до метан. [53] Возможное свидетельство этой формы жизни на Титане было обнаружено в 2010 году Дарреллом Штробелем из Университета Джона Хопкинса ; большее количество молекулярного водорода в верхних слоях атмосферы Титана по сравнению с нижними слоями, что свидетельствует о нисходящей диффузии со скоростью примерно 10 25молекул в секунду и исчезновение водорода у поверхности Титана. Как заметил Штробель, его результаты совпадали с предсказанными Крисом МакКеем эффектами, если присутствовали метаногенные формы жизни. [52] [53] [54] В том же году другое исследование показало низкие уровни ацетилена на поверхности Титана, которые были интерпретированы Крисом МакКеем как соответствующие гипотезе организмов, восстанавливающих ацетилен до метана. [52] Повторяя биологическую гипотезу, Маккей предупредил, что более вероятными следует считать другие объяснения выводов водорода и ацетилена: возможности еще не идентифицированных физических или химических процессов (например, неживой поверхностный катализаторвозможность реакции ацетилена с водородом) или недостатки существующих моделей движения материала. [55] Он отметил, что даже небиологический катализатор, эффективный при 95 К, сам по себе был бы поразительным открытием. [55]

Азотосома [ править ]

Гипотетическая клеточная мембрана, называемая азотосомой, способной функционировать в жидком метане в условиях Титана, была смоделирована на компьютере в статье, опубликованной в феврале 2015 года. Состоящая из акрилонитрила , небольшой молекулы, содержащей углерод, водород и азот, предполагается, что она будет стабильной и стабильной. гибкость жидкого метана сравнима с гибкостью фосфолипидного бислоя (тип клеточной мембраны, которой обладает все живое на Земле) в жидкой воде. [56] [57] Анализ данных, полученных с использованием большой миллиметровой / субмиллиметровой матрицы Атакамы (ALMA), завершенный в 2017 году, подтвердил наличие значительного количества акрилонитрила в атмосфере Титана. [58] [59]

Фтористый водород [ править ]

Фтористый водород (HF), как и вода, представляет собой полярную молекулу, и благодаря своей полярности он может растворять многие ионные соединения. Его точка плавления составляет -84 ° C, а температура кипения составляет 19,54 ° C (при атмосферном давлении ); разница между ними составляет немногим более 100 К. HF также образует водородные связи со своими соседними молекулами, как вода и аммиак. Такие ученые, как Питер Снит [60] и Карл Саган, рассматривали его как возможный растворитель для жизни . [41]

HF опасен для систем молекул, из которых состоит земная жизнь, но некоторые другие органические соединения, такие как парафиновые воски , стабильны с ним. [41] Подобно воде и аммиаку, жидкий фтористый водород поддерживает кислотно-щелочной химический состав. Используя определение кислотности и основности системы растворителей, азотная кислота действует как основание при добавлении к жидкой HF. [61]

Однако фтороводород космически редок, в отличие от воды, аммиака и метана. [62]

Сероводород [ править ]

Сероводород является ближайшим химическим аналогом к воде , [63] , но менее полярные и более слабый неорганический растворитель. [64] Сероводород довольно много на спутнике Юпитера Ио и может находиться в жидкой форме на небольшом расстоянии от поверхности; астробиолог Дирк Шульце-Макух предложил его как возможный растворитель для жизни там. [65] На планете с сероводородным океаном источником сероводорода могут быть вулканы, и в этом случае он может быть смешан с небольшим количеством фтороводорода., который может помочь растворить минералы. Сероводородная жизнь может использовать смесь оксида углерода и диоксида углерода в качестве источника углерода. Они могут производить и питаться монооксидом серы , который аналогичен кислороду (O 2 ). Сероводород, как цианистый водород и аммиак, страдает от небольшого диапазона температур, в котором он находится в жидком состоянии, хотя этот диапазон, как и у цианистого водорода и аммиака, увеличивается с увеличением давления.

Диоксид кремния и силикаты [ править ]

Диоксид кремния , также известный как диоксид кремния и кварц, очень распространен во Вселенной и имеет большой температурный диапазон, где он находится в жидком состоянии. Однако его температура плавления составляет от 1600 до 1725 ° C (от 2912 до 3137 ° F), поэтому было бы невозможно получить органические соединения при такой температуре, потому что все они разложились бы. Силикаты похожи на диоксид кремния, и некоторые из них имеют более низкие температуры плавления, чем диоксид кремния. Джеральд Файнберг и Роберт Шапиро предположили, что расплавленная силикатная порода может служить жидкой средой для организмов, химический состав которых основан на кремнии, кислороде и других элементах, таких как алюминий . [66]

Другие растворители или сорастворители [ править ]

Серная кислота (H 2 SO 4 )

Иногда предлагаются другие растворители:

  • Сверхкритические жидкости : сверхкритический диоксид углерода и сверхкритический водород. [67]
  • Простые водородные соединения: хлороводород . [68]
  • Более сложные соединения: серная кислота , [36] формамид , [37] метанол . [68]
  • Очень низкотемпературные жидкости: жидкий азот [38] и водород . [38]
  • Высокотемпературные жидкости: хлорид натрия . [69]

Серная кислота в жидкой форме сильно полярна. Он остается жидким при более высоких температурах, чем вода, его жидкий диапазон составляет от 10 ° C до 337 ° C при давлении 1 атм, хотя выше 300 ° C он медленно разлагается. Известно, что серная кислота содержится в облаках Венеры в виде аэрозольных капель. В биохимии, которая использует серную кислоту в качестве растворителя, алкеновая группа (C = C) с двумя атомами углерода, соединенными двойной связью, может функционировать аналогично карбонильной группе (C = O) в биохимии на основе воды. [36]

Было выдвинуто предположение, что жизнь на Марсе может существовать и использовать смесь воды и перекиси водорода в качестве растворителя. [70] 61,2% (по массе) смеси воды и перекиси водорода имеет точку замерзания -56,5 ° C и имеет тенденцию к супер-охлаждения , а не кристаллизуются. Кроме того, он гигроскопичен , что является преимуществом в условиях дефицита воды. [71] [72]

Сверхкритический диоксид углерода был предложен в качестве кандидата для альтернативной биохимии из-за его способности избирательно растворять органические соединения и способствовать функционированию ферментов, а также из-за того, что планеты типа «супер-Земля» или «супер-Венера» с плотной атмосферой высокого давления может быть обычным явлением. [67]

Другие предположения [ править ]

Незеленые фотосинтезаторы [ править ]

Физики отметили, что, хотя фотосинтез на Земле обычно включает в себя зеленые растения, множество других окрашенных растений также могут поддерживать фотосинтез, необходимый для большинства форм жизни на Земле, и что другие цвета могут быть предпочтительнее в местах, которые получают другое сочетание звездного излучения. чем Земля. [73] [74] Эти исследования показывают, что появление синих растений маловероятно; однако желтые или красные растения могут быть относительно обычными. [74]

Переменная среда [ править ]

Многие земные растения и животные претерпевают серьезные биохимические изменения в течение своего жизненного цикла в ответ на изменение условий окружающей среды, например, из-за наличия спор или состояния гибернации, которое может поддерживаться годами или даже тысячелетиями между более активными этапами жизни. [75] Таким образом, было бы биохимически возможно поддерживать жизнь в окружающей среде, которая лишь периодически согласуется с жизнью, какой мы ее знаем.

Например, лягушки в холодном климате могут выжить в течение продолжительных периодов времени, оставив большую часть воды в организме в замороженном состоянии [75], тогда как пустынные лягушки в Австралии могут стать неактивными и обезвоживаться в засушливые периоды, теряя до 75% своей жидкости. , но вернуться к жизни путем быстрой регидратации во влажные периоды. [76] Любой тип лягушки мог бы казаться биохимически неактивным (то есть не живым) во время периодов покоя любому, кто не имеет чувствительных средств обнаружения низкого уровня метаболизма.

Аланинский мир и гипотетические альтернативы [ править ]

Ранняя стадия генетического кода (GC-Code) с «аланиновым миром» и его возможные альтернативы.

Генетический код , выделяющийся при переходе от мира РНКА к белковому миру. [77] Гипотеза аланинового мира постулирует, что эволюция генетического кода (так называемая фаза GC [78] ) началась только с четырех основных аминокислот : аланина , глицина , пролина и орнитина (теперь аргинина ). [79] Развитие генетического кода завершилось появлением 20 протеиногенных аминокислот.. С химической точки зрения, большинство из них являются производными аланина, особенно подходящими для построения α-спиралей и β-листов - основных вторичных структурных элементов современных белков. Прямым доказательством этого является экспериментальная процедура в молекулярной биологии, известная как сканирование аланина . Гипотетический «мир пролина» мог бы создать возможную альтернативную жизнь с генетическим кодом, основанным на химическом каркасе пролина в качестве основы белка . Точно так же возможны миры «глициновый» и «орнитиновый», но природа не выбрала ни один из них. [80] Эволюция жизнис глицином, пролином или орнитином в качестве базовой структуры для белковоподобных полимеров ( фолдамеров ) приведет к параллельным биологическим мирам. У них будет морфологически радикально отличное строение тела и генетика от живых организмов известной биосферы . [81]

Внепланетная жизнь [ править ]

На основе пыли и плазмы [ править ]

В 2007 году Вадим Н. Цытович и его коллеги предположили, что реалистичное поведение может проявляться частицами пыли, взвешенными в плазме , в условиях, которые могут существовать в космосе. [82] [83] Компьютерные модели показали, что когда пыль становится заряженной, частицы могут самоорганизовываться в микроскопические спиральные структуры, и авторы предлагают «грубый набросок возможной модели ... воспроизведения спиральной зернистой структуры».

Ученые, публиковавшие статьи по этой теме [ править ]

Ученые, которые рассматривали возможные альтернативы биохимии углерода и воды, включают:

  • Дж. Б. С. Холдейн (1892–1964), генетик, известный своими работами по абиогенезу . [44]
  • В. Аксель Фирсофф (1910–1981), британский астроном. [84]
  • Исаак Азимов (1920–1992), биохимик и писатель-фантаст. [43]
  • Фред Хойл (1915–2001), астроном и писатель-фантаст.
  • Джордж К. Пиментел (1922–1989), американский химик, Калифорнийский университет в Беркли. [85]
  • Питер Снит (1923–2011), микробиолог, автор книги « Планеты и жизнь» . [60]
  • Джеральд Фейнберг (1933–1992), физик, и Роберт Шапиро (1935–2011), химик, соавторы книги « Жизнь за пределами Земли» . [86] [87]
  • Карл Саган (1934–1996), астроном, [85] популяризатор науки исторонник SETI .
  • Джонатан Лунин , (р. 1959) американский планетолог и физик.
  • Роберт А. Фрейтас-младший (1952-настоящее время), специалист в области нанотехнологий и наномедицины; автор книги Ксенология . [88] [89]
  • Уильям Бэйнс , кембриджский биолог, автор журнала Astrobiology . [90]
  • Джон Баросс , океанограф и астробиолог, возглавлявший комитет ученых при Национальном исследовательском совете США , опубликовавший в 2007 году отчет об ограничивающих условиях жизни. [91] В докладе рассматривается обеспокоенность тем, что космическое агентство могло бы провести поиск, обеспеченный достаточными ресурсами для жизни в других мирах, «а затем не распознавать ее, если она встречается». [92]

См. Также [ править ]

  • Абиогенез
  • Астробиология
  • Углеродный шовинизм
  • Жизнь на основе углерода
  • Самые ранние известные формы жизни
  • Внеземная жизнь
  • ДНК Хатимодзи
  • Гипотеза железо-серного мира
  • Связь для науки об экзопланетах
  • Неклеточная жизнь
  • Непротеиногенные аминокислоты
  • Аналоги нуклеиновых кислот
  • Планетарная обитаемость
  • Теневая биосфера

Ссылки [ править ]

  1. ^ Дэвид Дж. Де Марэ; и другие. (2008). «Дорожная карта астробиологии НАСА» . Астробиология . 8 (4): 715–730. Bibcode : 2008AsBio ... 8..715D . DOI : 10.1089 / ast.2008.0819 . PMID  18793098 .
  2. ^ Давила, Альфонсо Ф .; Маккей, Кристофер П. (27 мая 2014 г.). «Шанс и необходимость в биохимии: последствия для поиска внеземных биомаркеров в земных средах» . Астробиология . 14 (6): 534–540. Bibcode : 2014AsBio..14..534D . DOI : 10.1089 / ast.2014.1150 . PMC 4060776 . PMID 24867145 .  
  3. ↑ Певица, Эмили (19 июля 2015 г.). «Химики изобретают новые буквы для генетического алфавита природы» . Проводной . Проверено 20 июля 2015 года .
  4. ^ Hellingwerf, Klaas J .; Крилаард, Вим; Вестерхофф, Ханс В. (1993). «Сравнение фотосинтеза на основе сетчатки и хлорофилла: биотермокинетическое описание центров фотохимической реакции» . Современные тенденции биотермокинетики . С. 45–52. DOI : 10.1007 / 978-1-4615-2962-0_9 . ISBN 978-1-4613-6288-3.
  5. ^ Дэвис, PCW; Benner, SA; Cleland, CE ; Lineweaver, CH; Маккей, CP; Вульф-Саймон, Ф. (2009). «Сигнатуры теневой биосферы». Астробиология . 9 (2): 241–249. Bibcode : 2009AsBio ... 9..241D . DOI : 10.1089 / ast.2008.0251 . PMID 19292603 . S2CID 5723954 .  
  6. ^ Cleland, Кэрол Э .; Копли, Шелли Д. (16 января 2006 г.). «Возможность альтернативной микробной жизни на Земле». Международный журнал астробиологии . 4 (3–4): 165. Bibcode : 2005IJAsB ... 4..165C . CiteSeerX 10.1.1.392.6366 . DOI : 10.1017 / S147355040500279X . заархивировано [1] (2009-03-20) из оригинала [2]
  7. ^ PCW Дэвис; Чарльз Х. Лайнуивер (2005). «Документ о гипотезе: обнаружение второго образца жизни на Земле» (PDF) . Астробиология . 5 (2): 154–63. Bibcode : 2005AsBio ... 5..154D . DOI : 10.1089 / ast.2005.5.154 . PMID 15815166 .  
  8. ^ Саган, Карл; Агель, Джером (2000). Космическая связь Карла Сагана: внеземная перспектива (2-е изд.). Cambridge UP p. 41. ISBN 9780521783033.
  9. ^ a b Саган, Карл (2000). Космическая связь Карла Сагана: внеземная перспектива (2-е изд.). Cambridge UP p. 46.
  10. ^ Саган, Карл (2000). Космическая связь Карла Сагана: внеземная перспектива (2-е изд.). Cambridge UP p. 47.
  11. ^ a b c Пейс, Н. Р. (2001). «Универсальный характер биохимии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (3): 805–808. Bibcode : 2001PNAS ... 98..805P . DOI : 10.1073 / pnas.98.3.805 . PMC 33372 . PMID 11158550 .  
  12. Перейти ↑ Gillette, Stephen (1996). Строительство мира . Дайджест писателей. ISBN 978-0-89879-707-7.
  13. ^ Лацио, Джозеф. «F.10 Почему мы предполагаем, что другие существа должны основываться на углероде? Почему организмы не могут основываться на других веществах?» . [sci.astro] ET Life (Часто задаваемые вопросы по астрономии) . Проверено 21 июля 2006 .
  14. ^ «Астробиология» . Кабинет биологии. 26 сентября 2006 . Проверено 17 января 2011 .
  15. Перейти ↑ Cairns-Smith, A. Graham (1985). Семь ключей к происхождению жизни . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-27522-4.
  16. ^ Докинз, Ричард (1996) [1986]. Слепой часовщик . Нью-Йорк: WW Norton & Company, Inc., стр.  148–161 . ISBN 978-0-393-31570-7.
  17. ^ Кан, SB Дженнифер; Льюис, Рассел Д .; Чен, Кай; Арнольд, Фрэнсис Х. (25 ноября 2016 г.). «Направленная эволюция цитохрома с для образования связи углерод-кремний: оживление кремния» . Наука . 354 (6315): 1048–1051. Bibcode : 2016Sci ... 354.1048K . DOI : 10.1126 / science.aah6219 . ISSN 0036-8075 . PMC 5243118 . PMID 27885032 .   
  18. ^ Уильям Бейнс. «Астробиология - природа жизни» . WilliamBains.co.uk . Проверено 20 марта 2015 .
  19. ^ Уильям Бейнс (июнь 2004 г.). «Многие химические вещества могут быть использованы для создания живых систем». Астробиология . 4 (2): 137–167. Bibcode : 2004AsBio ... 4..137B . DOI : 10.1089 / 153110704323175124 . PMID 15253836 . S2CID 27477952 .  
  20. ^ a b «Живые клетки сделаны из металла» . Новый ученый . 14 сентября 2011 . Проверено 25 мая 2014 .
  21. ^ Ранние архейские микроорганизмы предпочитали элементарную серу, не сульфатная наука AAAS, Филиппот и др. (14 сентября 2007 г.)
  22. ^ «Биохимическая периодическая таблица - мышьяк» . UMBBD. 2007-06-08 . Проверено 29 мая 2010 .
  23. ^ Ниггемайер, A; Весна S; Stackebrandt E; Розенцвейг РФ (декабрь 2001 г.). «Выделение и характеристика новой бактерии, восстанавливающей As (V): значение для мобилизации мышьяка и рода Desulfitobacterium» . Appl Environ Microbiol . 67 (12): 5568–80. DOI : 10,1128 / AEM.67.12.5568-5580.2001 . PMC 93345 . PMID 11722908 .  
  24. ↑ Рейли, Майкл (26 апреля 2008 г.). «Ранняя жизнь могла полагаться на« ДНК мышьяка » » . Новый ученый . 198 (2653): 10. DOI : 10.1016 / S0262-4079 (08) 61007-6 .
  25. ^ Westheimer, FH (1987-03-06). «Почему природа выбрала фосфаты» (PDF) . Наука . 235 (4793): 1173–1178 (см. Стр. 1175–1176). Bibcode : 1987Sci ... 235.1173W . DOI : 10.1126 / science.2434996 . PMID 2434996 . Архивировано из оригинального (PDF) 16 июня 2011 года . Проверено 3 декабря 2010 .  
  26. ^ «Исследования, финансируемые НАСА, обнаруживают, что жизнь построена из токсичных химикатов» . NASA.gov. 2 декабря 2010 . Проверено 2 декабря 2010 .
  27. ^ a b Вульф-Саймон, Фелиса; Блюм, Джоди Свитцер; Kulp, Thomas R .; Гордон, Шелли Э .; Hoeft, SE; Петт-Ридж, Дженнифер; Штольц, Джон Ф .; Webb, Samuel M .; Вебер, Питер К .; Дэвис, Пол CW; Анбар, Ариэль Д .; Оремланд, Рональд С. (2 декабря 2010 г.). «Бактерия, которая может расти, используя мышьяк вместо фосфора» (PDF) . Наука . 332 (6034): 1163–6. Bibcode : 2011Sci ... 332.1163W . DOI : 10.1126 / science.1197258 . PMID 21127214 . S2CID 51834091 . Архивировано из оригинального (PDF) 1 апреля 2011 года.    . Проверено 9 декабря 2010 .
  28. ↑ Редфилд, Розмари (4 декабря 2010 г.). «Бактерии, ассоциированные с мышьяком (заявления НАСА)» . rrresearch.blogspot.com/ . Проверено 4 декабря 2010 года .
  29. ↑ Брэдли, Алекс (5 декабря 2010 г.). «ДНК на основе арсената: большая идея с большими дырами» . scienceblogs.com/webeasties/ . Архивировано из оригинала 8 декабря 2010 года . Проверено 9 декабря 2010 года .
  30. Рианна Циммер, Карл (7 декабря 2010 г.). «Ученые видят фатальные ошибки в исследовании НАСА жизни, основанной на мышьяке» . Шифер . Проверено 7 декабря 2010 года .
  31. ^ Уильямс, Сара (7 ноября 2012 г.). « » Мышьяк жизни «претензии опровергнуты» . Биотехнологии . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 23 января 2013 года .
  32. ^ Basturea Г.Н., Харрис ТЗ и Deutscher MP (17 августа 2012). «Рост бактерии, которая, по-видимому, использует мышьяк вместо фосфора, является следствием массивного разрушения рибосом» . J Biol Chem . 287 (34): 28816–9. DOI : 10.1074 / jbc.C112.394403 . PMC 3436571 . PMID 22798070 .  
  33. ^ Беннер, Стивен А .; Рикардо, Алонсо; Карриган, Мэтью А (2004). «Есть ли общая химическая модель жизни во Вселенной?». Текущее мнение в химической биологии . 8 (6): 676–680. DOI : 10.1016 / j.cbpa.2004.10.003 . PMID 15556414 . Текст в формате pdf с сайта www.sciencedirect.com. Архивировано 14 декабря 2010 г. в Wayback Machine (по состоянию на 13 июля 2011 г.).
  34. ^ Комитет по границам органической жизни в планетных системах, Комитет по происхождению и эволюции жизни, Национальный исследовательский совет; Пределы органической жизни в планетных системах ; The National Academies Press, 2007; страницы 69–79.
  35. ^ a b c d e Комитет по границам органической жизни в планетных системах, Комитет по происхождению и эволюции жизни, Национальный исследовательский совет; Пределы органической жизни в планетных системах ; The National Academies Press, 2007; п. 72.
  36. ^ a b c Комитет по границам органической жизни в планетных системах, Комитет по происхождению и эволюции жизни, Национальный исследовательский совет; Пределы органической жизни в планетных системах ; The National Academies Press, 2007; п. 73.
  37. ^ a b c Комитет по границам органической жизни в планетных системах, Комитет по происхождению и эволюции жизни, Национальный исследовательский совет; Пределы органической жизни в планетных системах ; The National Academies Press, 2007; п. 74.
  38. ^ a b c Комитет по границам органической жизни в планетных системах, Комитет по происхождению и эволюции жизни, Национальный исследовательский совет; Пределы органической жизни в планетных системах ; The National Academies Press, 2007; п. 75.
  39. ^ Саган, Карл (2002). Космос . Случайный дом. С. 126–127. ISBN 978-0-375-50832-5.
  40. ^ a b c Саган, Карл; Голова, Том (2006). Беседы с Карлом Саганом . Университетское издательство Миссисипи. п. 10 . ISBN 978-1-57806-736-7.
  41. ^ a b c d Саган, Карл (2002). Космос . Случайный дом. п. 128. ISBN 978-0-375-50832-5.
  42. ^ a b c d Комитет по границам органической жизни в планетных системах, Комитет по происхождению и эволюции жизни, Национальный исследовательский совет; Пределы органической жизни в планетных системах ; The National Academies Press, 2007; стр.70.
  43. ^ Б с д е е Айзека Азимова (Winter 1981). «Не то, что мы знаем - химия жизни» . Космический поиск . Североамериканская астрофизическая обсерватория (9 (Том 3 № 1)).
  44. ^ а б Дж. Б. С. Холдейн (1954). «Истоки жизни». Новая биология . 16 : 12–27.цитируется в Darling, David. «Аммиачная жизнь» . Архивировано из оригинала на 2012-10-18 . Проверено 1 октября 2012 .
  45. ^ a b c Дорогой, Дэвид. «аммиачная жизнь» . Проверено 1 октября 2012 .
  46. ^ Файнберг, Джеральд; Роберт Шапиро (1980). Жизнь за пределами Земли . Завтра. ISBN 9780688036423.цитируется в Darling, David. «аммиачная жизнь» . Архивировано из оригинала на 2012-10-18 . Проверено 1 октября 2012 .
  47. ^ a b Шульце-Макух, Дирк; Ирвин, Луи Нил (2008). Жизнь во Вселенной: ожидания и ограничения (2-е изд.). Springer. п. 119 . ISBN 9783540768166.
  48. ^ Fortes, AD (1999). "Экзобиологические последствия возможного аммиачно-водного океана внутри Титана" . Проверено 7 июня 2010 года .
  49. ^ a b c d e Комитет по границам органической жизни в планетных системах, Комитет по происхождению и эволюции жизни, Национальный исследовательский совет; Пределы органической жизни в планетных системах ; The National Academies Press, 2007; стр.74.
  50. ^ МакЛендон, Кристофер; Опалко, Ф. Джеффри (март 2015 г.). "Растворимость простых полиэфиров в углеводородах при низких температурах. Модель потенциальной генетической основы на теплых титанах". Астробиология . 15 (3): 200–206. Bibcode : 2015AsBio..15..200M . DOI : 10.1089 / ast.2014.1212 . PMID 25761113 . 
  51. ^ Hadhazy, Адам (13 мая 2015). «Alien Life на Нефтяных экзопланет Может эфирную на основе„ДНК “ » . Журнал астробиологии . Space.com . Проверено 21 мая 2015 .
  52. ^ a b c "Что потребляет водород и ацетилен на Титане?" . НАСА / Лаборатория реактивного движения. 2010. Архивировано из оригинального 29 июня 2011 года . Проверено 6 июня 2010 .
  53. ^ а б Маккей, CP; Смит, HD (2005). «Возможности метаногенной жизни в жидком метане на поверхности Титана» . Икар . 178 (1): 274–276. Bibcode : 2005Icar..178..274M . DOI : 10.1016 / j.icarus.2005.05.018 .
  54. ^ Стробел, Даррелл F. (2010). «Молекулярный водород в атмосфере Титана: значение измеренных мольных долей тропосферы и термосферы» (PDF) . Икар . 208 (2): 878–886. Bibcode : 2010Icar..208..878S . DOI : 10.1016 / j.icarus.2010.03.003 . Архивировано из оригинального (PDF) 24 августа 2012 года.
  55. ^ a b Маккей, Крис (2010). «Обнаружили ли мы доказательства жизни на Титане» . Государственный университет Нью-Мексико . Архивировано из оригинала на 2016-03-09 . Проверено 15 мая 2014 .
  56. ^ Стивенсон, Джеймс; Лунин, Джонатан; Клэнси, Полетт (27 февраля 2015 г.). «Мембранные альтернативы в мирах без кислорода: Создание азотосомы» . Успехи науки . 1 (1): e1400067. Bibcode : 2015SciA .... 1E0067S . DOI : 10.1126 / sciadv.1400067 . PMC 4644080 . PMID 26601130 .  
  57. ^ Жизнь "не такая, как мы ее знаем" возможна на Титане, спутнике Сатурна .
  58. ↑ Уолл, Майк (28 июля 2017 г.). «Сатурн, Луна, Титан, имеет молекулы, которые могут помочь в создании клеточных мембран» . Space.com . Проверено 29 июля 2017 года .
  59. ^ Палмер, Морин Ю.; и другие. (28 июля 2017 г.). «Обнаружение ALMA и астробиологический потенциал винилцианида на Титане» . Успехи науки . 3 (7): e1700022. Bibcode : 2017SciA .... 3E0022P . DOI : 10.1126 / sciadv.1700022 . PMC 5533535 . PMID 28782019 .  
  60. ^ a b Снит, П. Х. А. (1970). Планеты и жизнь . Темза и Гудзон.цитируется у Boyce, Chris (1981). Внеземная встреча . Новая английская библиотека. С. 125, 182.
  61. ^ Джандер, Герхарт; Шпандау, Ганс; Аддисон, К. С. (1971). Химия в неводных ионизирующих растворителях: неорганическая химия в жидком цианиде водорода и жидком фтористом водороде . II . Нью-Йорк: Pergamon Press.цитируется по Freitas, Robert A. (1979). «8.2.2» . Ксенология: Введение в научное изучение внеземной жизни, интеллекта и цивилизации . Сакраменто, Калифорния: Исследовательский институт ксенологии.
  62. Перейти ↑ Freitas, Robert A. (1979). «8.2.2» . Ксенология: Введение в научное изучение внеземной жизни, интеллекта и цивилизации . Сакраменто, Калифорния: Исследовательский институт ксенологии.
  63. ↑ Дорогой, Дэвид. «растворитель» . Проверено 12 октября 2012 .
  64. ^ Jander, J .; Лафренц, К. (1970). Ионизирующие растворители . Я . Weinheim / Bergstr .: John Wiley & Sons Ltd., Verlag Chemie.цитируется по Freitas, Robert A. (1979). «8.2.2» . Ксенология: Введение в научное изучение внеземной жизни, интеллекта и цивилизации . Сакраменто, Калифорния: Исследовательский институт ксенологии.
  65. ↑ Choi, Charles Q. (10.06.2010). «Шанс на жизнь на Ио» . Проверено 25 мая 2013 .
  66. ^ Дэвид В. Кернер; Саймон ЛеВэй (2000). Здесь будут драконы: научные поиски внеземной жизни . Oxford UP стр. 202. ISBN. 9780198033370.
  67. ^ a b Будиса, Недилько; Шульце-Макух, Дирк (8 августа 2014 г.). «Сверхкритический диоксид углерода и его потенциал в качестве поддерживающего жизнь растворителя в планетарной среде» . Жизнь . 4 (3): 331–340. DOI : 10,3390 / life4030331 . PMC 4206850 . PMID 25370376 .  
  68. ^ a b Уорд, Питер Д .; Беннер, Стивен А. (2007). «Чужеродная биохимия». В Sullivan, Woodruff T .; Баросс, Джон А. (ред.). Планеты и жизнь . Кембридж: Кембридж. п. 540. ISBN 978-0521531023.
  69. ^ Метановая обитаемая зона .
  70. ^ Houtkooper, Joop M .; Дирк Шульце-Макух (22 мая 2007 г.). «Возможное биогенное происхождение перекиси водорода на Марсе». Международный журнал астробиологии . 6 (2): 147. arXiv : Physics / 0610093 . Bibcode : 2007IJAsB ... 6..147H . DOI : 10.1017 / S1473550407003746 . S2CID 8091895 . 
  71. ^ Houtkooper, Joop M .; Дирк Шульце-Макух (2007). «Гипотеза H 2 O 2 –H 2 O: экстремофилы, адаптированные к условиям на Марсе?» (PDF) . Тезисы EPSC . 2 : 558. Bibcode : 2007epsc.conf..558H . EPSC2007-A-00439.
  72. ↑ Эллисон, Дуг (24 августа 2007 г.). «Европланета: жизнь - отбеливатель» . Planetary.org.
  73. ^ «НАСА - НАСА предсказывает незеленые растения на других планетах» . Nasa.gov. 2008-02-23 . Проверено 29 мая 2010 .
  74. ^ а б Кианг, Нэнси Й .; Сегура, Антигона ; Тинетти, Джованна; Джи, Говинд; Бланкеншип, Роберт Э .; Коэн, Мартин; Зиферт, Джанет; Крисп, Дэвид; Луга, Виктория С. (2007-04-03). «Спектральные признаки фотосинтеза. II. Коэволюция с другими звездами и атмосферой на внесолнечных мирах». Астробиология . 7 (1): 252–274. arXiv : astro-ph / 0701391 . Bibcode : 2007AsBio ... 7..252K . DOI : 10.1089 / ast.2006.0108 . PMID 17407410 . S2CID 9172251 .  
  75. ^ a b «Рождество в Йеллоустоне» . Pbs.org . Проверено 29 мая 2010 .
  76. ^ Главная, AR; Бентли, П.Дж. (1964). «Мэйн и Бентли, Экология,« Водные отношения австралийских роющих лягушек и древесных лягушек »(1964)». Экология . 45 (2): 379–382. DOI : 10.2307 / 1933854 . JSTOR 1933854 . 
  77. ^ Доиг, Abdrew J. (7 декабря 2016). «Заморожено, но не случайно - почему было выбрано 20 стандартных аминокислот» . FEBS Дж . 284 (9): 1296–1305. DOI : 10.1111 / febs.13982 . PMID 27926995 . 
  78. ^ Хартман, Хайман; Смит, Темпл Ф. (20 мая 2014 г.). «Эволюция рибосомы и генетического кода» . Жизнь . 4 (2): 227–249. DOI : 10,3390 / life4020227 . PMC 4187167 . PMID 25370196 .  
  79. ^ Кубышкин, Владимир; Будиса, Недилько (24 сентября 2019 г.). "Модель мира аланина для развития репертуара аминокислот в биосинтезе белка" . Int. J. Mol. Sci . 20 (21): 5507. DOI : 10,3390 / ijms20215507 . PMC 6862034 . PMID 31694194 .  
  80. ^ Кубышкин, Владимир; Будиса, Недилько (3 июля 2019 г.). «Предвидение чужеродных клеток с альтернативными генетическими кодами: прочь от мира аланина! . Curr. Соч. Biotechnol . 60 : 242–249. DOI : 10.1016 / j.copbio.2019.05.006 . PMID 31279217 . 
  81. ^ Будиса, Недилько; Кубышкин, Владимир; Шмидт, Маркус (22 апреля 2020 г.). «Ксенобиология: путешествие к параллельным формам жизни» . ChemBioChem . 21 (16): 2228–2231. DOI : 10.1002 / cbic.202000141 . PMID 32323410 . 
  82. ^ «Физики открывают неорганическую пыль с реалистичными качествами» . Science Daily . 2007-08-15.
  83. ^ Цытович, ВН; Г.Е. Морфилл, В.Е. Фортов, Н.Г. Гусейн-Заде, Б.А. Клумов, С.В. Владимиров; Фортов В.Е .; Гусейн-Заде, НГ; Клумов, БА; Владимиров, С.В. (14 августа 2007 г.). «От плазменных кристаллов и спиральных структур к неорганической живой материи» . New J. Phys . 9 (263): 263. Bibcode : 2007NJPh .... 9..263T . DOI : 10,1088 / 1367-2630 / 9/8/263 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  84. ^ V. Аксель Ферсофф (январь 1962). «Жизнь на основе аммиака». Открытие . 23 : 36–42.цитируется в Darling, David. «аммиачная жизнь» . Архивировано из оригинала на 2012-10-18 . Проверено 1 октября 2012 .
  85. ^ а б Шкловский И.С.; Карл Саган (1977). Разумная жизнь во Вселенной . Пикадор. п. 229.
  86. ^ Файнберг, Джеральд; Роберт Шапиро (1980). Жизнь за пределами Земли . Завтра. ISBN 978-0688036423.
  87. ↑ Подробный обзор этой книги: Джон Гриббин (2 октября 1980 г.). «Жизнь за пределами Земли». Новый ученый : xvii.
  88. Перейти ↑ Freitas, Robert A. (1979). Ксенология: Введение в научное изучение внеземной жизни, интеллекта и цивилизации . Сакраменто, Калифорния: Исследовательский институт ксенологии.
  89. ^ Эта работа признана частичной основой статьи Darling, David. «аммиачная жизнь» . Архивировано из оригинала на 2012-10-18 . Проверено 1 октября 2012 .
  90. Перейти ↑ W. Bains (2004). «Многие химические вещества могут быть использованы для создания живых систем». Астробиология . 4 (2): 137–167. Bibcode : 2004AsBio ... 4..137B . DOI : 10.1089 / 153110704323175124 . PMID 15253836 . S2CID 27477952 .  
  91. ^ Комитет по границам органической жизни в планетных системах, Комитет по происхождению и эволюции жизни, Национальный исследовательский совет; Пределы органической жизни в планетных системах ; The National Academies Press, 2007.
  92. ^ Комитет по границам органической жизни в планетных системах, Комитет по происхождению и эволюции жизни, Национальный исследовательский совет; Пределы органической жизни в планетных системах ; The National Academies Press, 2007; стр. 5

Дальнейшее чтение [ править ]

  • В. Бейнс (2004). «Многие химические вещества могут быть использованы для создания живых систем». Астробиология . 4 (2): 137–167. Bibcode : 2004AsBio ... 4..137B . DOI : 10.1089 / 153110704323175124 . PMID  15253836 . S2CID  27477952 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Часто задаваемые вопросы по астрономии
  • Аммиачная жизнь
  • Жизнь на основе кремния