Alternativ biokemi

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 24 juli 2021; kontroller kräver 49 redigeringar .

Alternativ biokemi  är en serie teorier och hypoteser som förklarar möjligheten att livsformer existerar delvis eller helt annorlunda biokemiskt än de som uppstod på jorden . [1] Skillnader som diskuteras inom ramen för hypoteserna inkluderar ersättning av kol i organiska ämnens molekyler med andra atomer, eller ersättning av vatten som universellt lösningsmedel med andra vätskor. Sådana fenomen beskrivs ofta i science fiction-litteraturen .

Diskussionsalternativ

Möjligheten till ett biokemiskt annorlunda liv är ett vanligt tema inom science fiction, men det beaktas också i forskningssammanhang. Ett färskt exempel på en sådan diskussion är 2007 års rapport om begränsning av levnadsvillkor som utarbetats av en kommitté av forskare vid United States National Research Council. Denna kommitté, som leddes av John A. Baros, ansåg en "hypotetisk alternativ livskemi", inklusive en rad lösningsmedel som skulle kunna utgöra ett alternativ till vatten. Projektet med titeln: "Limits of organic life in planetary systems" postulerar att:

Hittills styrs sökandet efter utomjordiskt liv av en livsmodell baserad på det liv som vi observerar på jorden. Vissa drag av jordelivet har väckt särskild uppmärksamhet:

Som ett resultat är mycket av NASA:s planerade uppdrag fokuserade på platser där flytande vatten sannolikt finns, med tonvikt på att söka efter strukturer som liknar cellerna hos jordlevande organismer. Detta tillvägagångssätt skulle vara motiverat med tanke på bristen på en gemensam förståelse för hur liv kan se ut med ett ursprung oberoende av jorden. Laboratorieförsök ger dock anledning att förvänta sig att livet också kan baseras på molekylära strukturer som skiljer sig väsentligt från dem på jorden.

Ersätter de viktigaste kemiska elementen

Förkortningen CHNOPS , som står för kol (kol), väte (väte), kväve (kväve), O -syre (syre), fosfor ( fosfor ) och svavel ( svavel ), representerar de sex viktigaste kemiska grundämnena vars kovalenta kombinationer utgör majoriteten av biologiska molekyler på jorden [3] . Svavel används i aminosyrorna cystein och metionin [4] . Fosfor är ett nödvändigt element i bildandet av fosfolipider  - en underklass av lipider - som är huvudkomponenten i alla cellmembran , eftersom de kan bilda lipiddubbla lager som lagrar joner , proteiner och andra molekyler där de behövs för att utföra cellfunktioner , och förhindra deras penetration till områden där de inte borde vara. Fosfatgrupper är också en nödvändig komponent i nukleinsyrors ryggrad [5] .

Elementär sammansättning av biomolekyler:
C H N O P S
Kolhydrater X X X
Fetter X X X
Fosfolipider X X X X X
Ekorrar X X X X X
Nukleotider X X X X X
Porfyriner X X X X

Alla typer av levande organismer som för närvarande är kända använder kolföreningar för grundläggande strukturella och metaboliska funktioner, vatten som lösningsmedel och DNA eller RNA för att definiera och kontrollera deras form. Om liv finns på andra planeter kan det vara kemiskt lika. Det är också möjligt att det finns organismer med helt olika kemiska sammansättningar. Existensen, eller åtminstone verkligheten, av dessa former av biokemi har ännu inte avslöjats.

Det relativa innehållet av olika grundämnen är mycket viktigt för att bestämma möjligheten för deras deltagande i biokemi. Som referens, här är de femton vanligaste elementen i människokroppen (det vill säga de som utgör minst 0,0001% av den) och andra system, mätt med antalet atomer.

Relativt innehåll av grundämnen (molfraktion av grundämnen) i olika system [6] :

Z Element Universum I jordskorpan Havsvatten Människokroppen Biologisk roll [7]
ett Väte 93 % 3,1 % 66,2 % 62 % organiska molekyler
åtta Syre 0,08 % 60 % 33,1 % 24 % organiska molekyler, andedräkt
6 Kol 0,05 % 0,31 % 0,00144 % 12 % organiska molekyler
7 Kväve 0,009 % 0,0029 % <0,0001 % 0,22 % aminosyror , nukleinsyror
femton Fosfor <0,0001 % 0,07 % <0,0001 % 0,22 % ATP , nukleinsyror, fosfolipider
tjugo Kalcium 0,0002 % 2,6 % <0,0001 % 0,22 % kalmodulin , biomineralisering
16 Svavel 0,002 % 0,027 % 0,0179 % 0,039 % vissa aminosyror, såsom cystein
elva Natrium 0,0001 % 2,1 % 0,297 % 0,038 % natrium-kalium pump
19 Kalium <0,0001 % 0,78 % 0,00658 % 0,032 % natrium-kalium pump
17 Klor <0,0001 % 0,01 % 0,347 % 0,021 % Klortransport ATPas ( protonpump )
12 Magnesium 0,003 % 2,5 % 0,0337 % 0,007 % klorofyll
fjorton Kisel 0,003 % tjugo % <0,0001 % 0,0058 % biomineralisering
9 Fluor <0,0001 % 0,059 % <0,0001 % 0,0012 % fluorapatit ( tandemalj )
26 Järn 0,002 % 2,3 % <0,0001 % 0,00067 % hemoglobin , cytokromer
trettio Zink <0,0001 % 0,0025 % <0,0001 % 0,00032 % zinkfingerproteiner _

Kolbyte

Forskare har talat mycket om möjligheten att bygga organiska molekyler med hjälp av andra atomer, men ingen har föreslagit en teori som beskriver möjligheten att återskapa hela den mängd föreningar som är nödvändiga för livets existens.

Kisel och syre

Bland de mest troliga kandidaterna för rollen som en strukturbildande atom i alternativ biokemi är kisel . Det är i samma grupp av det periodiska systemet som kol, deras egenskaper är i stort sett lika. Liksom kol kan kisel skapa molekyler som är tillräckligt stora för att bära biologisk information [8] . Kiselatomen har dock en större massa och radie . Bildandet av dubbla eller trippelkovalenta bindningar av kisel är relativt svårt, vilket kan störa bildningen av biopolymerer . Kisel, till skillnad från kol, har inte förmågan att bilda kemiska bindningar med olika typer av atomer, vilket är nödvändigt för den kemiska mångsidighet som krävs för ämnesomsättningen, och ändå är det denna oförmåga som gör kisel mindre mottagligt för bindning med alla typer av föroreningar. Element som bildar organiska funktionella grupper med kol inkluderar väte, syre, kväve, fosfor, svavel och metaller som järn, magnesium och zink. Kisel, å andra sidan, interagerar med väldigt få andra typer av atomer. Kiselföreningar kan inte vara lika olika som kolföreningar. [åtta]

Detta beror på att kiselatomer är mycket större, har stor massa och atomradie och därför har svårt att bilda dubbelbindningar (dubbelbundet kol är en del av karbonylgruppen, det grundläggande motivet för kolbaserade bioorganiska föreningar).

En fördel som kan leda till att det finns varianter av kiselbaserad biokemi är dess zeoliter  , föreningar som används inom kemin och som kan filtrera och katabolisera ämnen på liknande sätt som kolbaserade enzymer. De grundläggande mekanismerna för livet på vår planet är möjliga tack vare enzymer - katalysatorer med deras motsvarande bärare (proteiner). [9] Under utvecklingen av biosfären har en hel samling av dem bildats, som var och en är specialiserad på en funktion, såsom hemoglobin , som är ansvarigt för syreutbytet, eller ferredoxin , vars uppdrag är att bära elektroner. Den ursprungliga idén var att ersätta dessa enzymer med kiselbaserade molekyler. Dessa material är en typ av lera som har en molekylär struktur i form av ett tredimensionellt nätverk bildat av tetraedrar av och sammankopplade. Detta gitter har porer och håligheter av molekylstorlek, så endast de molekyler som är tillräckligt små kan passera dem. Det är därför de också kallas molekylsilar . Zeoliter har ett stort antal strukturella likheter med naturliga proteiner. Genom att utnyttja dessa likheter kan olika katalysatorer bildas som kombinerar zeoliters stabilitet och kemiska stabilitetsegenskaper med enzymers höga selektivitet och molekylära aktivitet. Zeoliter som kan simulera beteendet hos hemoglobin, cytokrom P450 och järn-svavelprotein har erhållits vid DuPonts centrala forsknings- och utvecklingsavdelning .

Liksom kol kan kisel bilda fyra stabila bindningar med sig själv och andra element, såväl som långa kemiska kedjor som kallas silanpolymerer, som är mycket lika de kolväten som behövs för livet på jorden. Kisel är mer reaktivt än kol, vilket gör det optimalt för extremt kalla förhållanden. [10] [11] Kiselföreningar kan vara biologiskt användbara vid andra temperaturer eller tryck än de vid jordens yta, i en roll (eller kombination) som är mindre direkt analog med kol. Polysilanoler , liksom sockerarter , är lösliga i flytande kväve, vilket tyder på att de kan spela en roll i biokemi vid mycket låga temperaturer. Silaner  - föreningar av kisel och väte , liknande alkaner , är mindre stabila än kolväten. Silaner brinner spontant i en syrehaltig atmosfär vid relativt låga temperaturer, så en syreatmosfär kan vara dödlig för kiselbaserat liv. Å andra sidan är det värt att tänka på att alkaner tenderar att vara ganska brandfarliga, men kolbaserat liv på jorden lagrar inte energi direkt i form av alkaner, utan i form av sockerarter, lipider, alkoholer och andra kolväteföreningar med helt andra egenskaper. Vatten som lösningsmedel kommer också att reagera med silaner. Men, återigen, detta spelar bara roll om, av någon anledning, silaner används eller massproduceras av sådana organismer.

Samtidigt är silikoner  - polymerer , inklusive kedjor av alternerande kisel- och syreatomer, mer värmebeständiga. På grundval av detta antas det att kiselliv kan existera på planeter med en medeltemperatur som är betydligt högre än jordens. I det här fallet bör det universella lösningsmedlets roll inte spelas av vatten , utan av föreningar med mycket högre kokpunkt.

Så, till exempel, antas det att kiselföreningar kommer att vara mer stabila än kolmolekyler i en svavelsyramiljö , det vill säga under förhållanden som kan finnas på andra planeter [12] . I allmänhet är komplexa molekyler med en kisel-syrekedja mindre stabila än deras kol-syremotsvarigheter. Kolväten och organiska föreningar är rikliga i meteoriter, kometer och interstellära moln, medan deras kiselmotsvarigheter aldrig har hittats i naturen. Kisel bildar dock komplexa en-, två- och tredimensionella polymerer där syreatomer bildar broar mellan kiselatomer. De kallas silikater. De är långlivade och vanliga på jorden och har föreslagits som grunden för en pre-kolform av evolution på jorden.

Kiseldioxid (huvudkomponenten i sand), som är en analog av koldioxid , är ett fast, lätt lösligt ämne. Detta skapar svårigheter för kisel att ta sig in i biologiska system baserade på vattenlösningar, även om förekomsten av biologiska molekyler baserade på det visar sig vara möjlig. Situationen är liknande med befintliga markanläggningar. Till exempel kan ris lagra upp till 10 % kisel baserat på skottens torrvikt, vilket är i intervallet eller till och med högre än nivåerna av viktiga makronäringsämnen som kväve, fosfat och kalium. Nyligen har två transportörer (Lsi1 och Lsi2) identifierats som är ansvariga för risets höga kiselupptagningsförmåga [13] . Lsi1 tillhör undergruppen nodulin-26 (NIP III) intrinsic protein aquaporin och är en kiselsyratransportör [14] . Liksom andra makronäringsämnen är kisel inte tillgängligt för växter, eftersom det är olösligt i vatten. Däremot använder växter, som i fallet med kväve, naturliga biogödselmedel  - till exempel. kvävefixerande bakterier, som omvandlar atmosfäriskt kväve till ett bundet tillstånd, vilket gör det tillgängligt för konsumtion av växter och med vilka växter ofta är i symbios. Kiselbaserade organismer, om de andas syre, kommer sannolikt att avge kiseldioxid ( ) som en biprodukt, liknande hur kolbaserade organismer släpper ut koldioxid - Men till skillnad från koldioxid skulle kiseldioxid vara i fast tillstånd och kan därför täppa till luftvägarna med sand. Man kan dock föreställa sig utsöndringsorgan som är jämförbara med njurarna , som, i fallet med denna hypotetiska biokemi, tar bort ett slags kiselgel från kroppen . Faktum är att kväveföreningar i djur avlägsnas som avfallsprodukter huvudsakligen i form av urea. Eller så kan silikatföreningarna utsöndras i fast form, eftersom vissa ökenödlor utsöndrar urinsyra genom sina näsborrar [komm. 1] . Kiseldioxid (med tanke på de föroreningar som alltid finns i levande vävnader och förmodligen förhindrar kristallisering) är i ett aggregerat tillstånd från flytande till så kallat glasartat , därför blir det ju tunnare desto högre temperatur. Då kan kiselliv bestå av en smälta av "kiselbiologiska molekyler" i kiseldioxid över ett brett temperaturområde.

Med all variation av molekyler som har hittats i det interstellära mediet är 84 baserade på kol och endast 8 är baserade på kisel [15] . Dessutom, av dessa 8 föreningar innehåller 4 kol. (Detta indikerar indirekt en liten möjlighet för en mellanliggande - kisel-kol - variant av biokemi.) Det ungefärliga förhållandet mellan kosmiskt kol och kosmiskt kisel är 10 till 1. Detta tyder på att komplexa kolföreningar är vanligare i universum , vilket minskar risken av kiselbaserat liv som bildar , åtminstone under de förhållanden som kan förväntas på ytan av planeter med förhållanden som liknar jorden.

Jorden, liksom andra jordiska planeter , har mycket kisel och väldigt lite kol. Men livet på jorden utvecklades på basis av kol. Detta tyder på att kol är mer lämpat för bildandet av biokemiska processer på planeter som vår. Möjligheten kvarstår att, under andra kombinationer av temperatur och tryck, kisel kan vara involverat i bildningen av biologiska molekyler som ersättning för kol.

Kemister har arbetat outtröttligt för att skapa nya föreningar av kisel sedan Frederic Stanley Kipping ( 1863-1949 ) visade att flera intressanta föreningar verkligen kan göras . Det högsta internationella priset inom området kiselkemi kallas Kipping Award . Men trots år av arbete - och trots alla reagenser tillgängliga för moderna forskare - kan många kiselanaloger av kolföreningar helt enkelt inte göras. Termodynamiska data bekräftar att dessa analoger ofta är för instabila eller för reaktiva.

Kiseldioxid i hav och sötvatten

Kiseldioxid finns i vatten i form av kiselsyra:

, eller .

Med en ökning av koncentrationen av lösningen vid ett pH lägre än 9, eller med en minskning av pH i en mättad lösning, fälls kiselsyra ut i form av amorf kiseldioxid. Även om kisel är ett av de vanligaste grundämnena i jordskorpan, begränsas dess tillgänglighet för kiselalger av dess löslighet. Medelhalten av kisel i havsvatten är cirka 6 ppm . Marina kiselalger utarmar snabbt reserverna av löst kiseldioxid i ytvattnet, och detta begränsar deras vidare reproduktion.

Det bör noteras att kiselföreningar (särskilt kiseldioxid) används av vissa organismer på jorden. Av dessa bildar kiselalger sitt skal och får kisel från vattnet. Radiolarier , vissa svampar och växter används också som ett strukturellt material för kiselföreningar . Kisel är också en del av den mänskliga bindväven .

Den 25 november 2016 i tidskriften Science rapporterade forskarna [16] att de har upptäckt proteiner som vanligtvis finns i isländska varma källbakterier som kan bilda kol-kiselbundna molekyler i levande celler. "Det som finns i naturen är redan redo att skapa denna helt nya kemi och gör det relativt bra", säger medförfattaren Francis Arnold , en kemiingenjör vid California Institute of Technology i Pasadena. "Detta öppnar vägen för att göra föreningar som naturen aldrig har gjort förut. Snart kommer vi att kunna ta reda på vilka kostnader och fördelar de medför för levande biosystem.” "Det är inte på något sätt en identisk ersättare", säger Arnold. "Livet under normala förhållanden på den här planeten skulle förmodligen inte fungera med kisel. Förmodligen skulle vi kunna skapa komponenter i livet som inkluderar kisel - kanske kiselfett eller proteiner som innehåller kisel - och fråga hur livet är relaterat till detta?... Ger det nya funktioner som livet inte hade tidigare?

Också i november 2016 tillkännagavs att samma team av forskare hade "fostrat" ​​ett bakteriellt protein som kan skapa konstgjorda kisel-kolbindningar. "Vi bestämde oss för att få naturen att göra det som bara kemister kan göra, bara bättre", säger Francis Arnold. Denna studie är också den första som visar att naturen kan anpassa sig för att införliva kisel i kolbaserade molekyler, livets byggstenar. "Ingen levande organism kan hålla samman kisel-kolbindningar, även om det finns så mycket kisel runt omkring oss", säger Jennifer Kahn, forskare vid Arnolds labb. Forskarna använde en metod som kallas riktad evolution, pionjär av Arnold i början av 1990-talet, där nya och bättre enzymer skapas i laboratorier genom artificiellt urval, ungefär som hur uppfödare modifierar majs. Enzymer är en klass av proteiner som katalyserar eller underlättar kemiska reaktioner. Den riktade evolutionsprocessen börjar med ett enzym som forskarna vill förbättra. DNA som kodar för enzymet muteras mer eller mindre slumpmässigt och de resulterande enzymerna testas för den önskade egenskapen. Det mest effektiva enzymet muteras sedan igen, och processen upprepas tills ett enzym skapas som presterar mycket bättre än originalet.

Den idealiska kandidaten visade sig vara ett protein från en bakterie som växer i Islands varma källor. Detta protein, som kallas cytokrom c, donerar normalt elektroner till andra proteiner, men forskarna fann att det också fungerar som ett enzym och skapar kisel-kolbindningar vid låga nivåer. Forskarna muterade sedan DNA:t som kodar för detta protein i en region som definierar den järnhaltiga delen av proteinet, som tros vara ansvarig för dess kisel-kolbindningsaktivitet. De testade sedan dessa muterade enzymer för deras förmåga att skapa kiselorganiska föreningar bättre än de ursprungliga.

I bara tre uppsättningar av tester skapade de ett enzym som selektivt kan skapa kisel-kolbindningar 15 gånger mer effektivt än den bästa katalysatorn som uppfunnits av kemister. När det gäller frågan om livet skulle kunna utvecklas till att använda kisel på egen hand, säger Arnold att det beror på naturen. "Denna studie visar hur snabbt naturen kan anpassa sig till nya utmaningar", säger hon. "Den DNA-kodade katalytiska mekanismen i cellen kan snabbt lära sig att stimulera nya kemiska reaktioner om vi tillhandahåller nya reagenser och en lämplig stimulans i form av artificiell selektion. Naturen kunde göra det själv om hon ville." [17]

Kväve och fosfor

Kväve och fosfor anses vara andra utmanare för rollen som basen för biologiska molekyler. Precis som kol kan fosfor bilda atomkedjor, som i princip skulle kunna bilda komplexa makromolekyler om den inte var så aktiv . I komplexet med kväve kan dock mer komplexa kovalenta bindningar bildas, vilket gör det möjligt att bilda en mängd olika molekyler, inklusive ringstrukturer.

I jordens atmosfär är kvävet cirka 78%, men på grund av inertheten hos diatomiskt kväve är energi-"priset" för bildandet av en trevärd bindning för högt. Samtidigt kan vissa växter fixera kväve från jorden i symbios med anaeroba bakterier som lever i deras rotsystem. Om det finns en betydande mängd kvävedioxid eller ammoniak i atmosfären blir tillgången på kväve högre. I atmosfären på andra planeter kan det dessutom finnas andra kväveoxider .

Liksom växter på jorden (som baljväxter ), kan främmande livsformer absorbera kväve från atmosfären. I det här fallet kan en process som liknar fotosyntes bildas , när energin från den närmaste stjärnan skulle spenderas på bildandet av glukosanaloger med frisättning av syre i atmosfären. Djurlivet ovanför växterna i näringskedjan skulle i sin tur ta upp näring från dem och släppa ut kvävedioxid i atmosfären och fosforföreningar i marken.

I en ammoniakatmosfär skulle växter med molekyler baserade på fosfor och kväve få kväveföreningar från atmosfären runt dem och fosfor från marken. I deras celler skulle ammoniak oxideras för att bilda monosackaridanaloger , väte skulle frigöras som en biprodukt. I det här fallet kommer djur att andas in väte och dela upp analogerna av polysackarider i ammoniak och fosfor, det vill säga energikedjor skulle bildas i motsatt riktning jämfört med de som finns på vår planet (vi skulle ha metan istället för ammoniak i det här fallet ) .

Debatten om detta ämne är långt ifrån över, eftersom vissa stadier av kretsloppet baserade på fosfor och kväve är energibrist. Det verkar också omtvistat att i universum förekommer förhållandena mellan dessa element i den proportion som är nödvändig för livets uppkomst.

Kväve och bor

Atomerna av kväve och bor , som är i en "bindning", imiterar "kol-kol"-bindningen i viss utsträckning. Så, borazol är känt , som ibland kallas "oorganisk bensen " (det skulle vara mer korrekt att kalla det "icke-kolbensen"). Men ändå, på basis av en kombination av bor med kväve, är det omöjligt att skapa alla de olika kemiska reaktioner och föreningar som är kända inom kolkemi. Ändå kan den grundläggande möjligheten för en sådan ersättning i form av några separata fragment av artificiella (eller främmande) biomolekyler inte helt uteslutas.

Kväve och väte

Vid mycket högt tryck (~460  GPa ) är kväve- och väteföreningar kemiskt ännu mer mångfaldiga än kolväten, vilket öppnar för möjligheter för existensen av deras derivat mer mångsidiga och talrika än alla befintliga organiska föreningar, och möjligen till och med liv, byggt på alternativa kväve-väte kemi. Lämpliga förhållanden för existensen av kväve-vätebiokemi kan hittas i det inre av jätteplaneterna , som innehåller enorma mängder kväve och väte under sådant tryck [18] [19] .

Ersättning av fosfor

I december 2010 rapporterade Felisa Wolfe-Simon , en forskare från NASA Astrobiology Research , upptäckten av bakterien GFAJ-1 från släktet Halomonadaceae , kapabel att ersätta fosfor med arsenik under vissa förhållanden [20] [21] [22] .  

Arsenik, som kemiskt liknar fosfor, även om det är giftigt för de flesta livsformer på jorden, ingår i biokemin hos vissa organismer. Vissa alger innehåller arsenik i komplexa organiska molekyler som arsenosocker och arsenobetainer. Svampar och bakterier kan producera flyktiga föreningar av metylerad arsenik. Arsenatreduktion och arsenitoxidation har observerats i mikrober ( Chrysiogenes arsenatis ). Dessutom kan vissa prokaryoter använda arsenat som en terminal elektronacceptor under anaerob tillväxt, och vissa kan använda arsenit som en elektrondonator för energigenerering.

Det har föreslagits att de tidigaste livsformerna på jorden kan ha använt arsenikbiokemi istället för fosfor i sin DNA-struktur. En allmän invändning mot detta scenario är att arsenatestrar är så mindre resistenta mot hydrolys än motsvarande fosfatestrar att arsenik helt enkelt inte är lämplig för funktionen.

Författarna till en geomikrobiologisk studie från 2010 som delvis stöddes av NASA föreslog att en bakterie, som heter GFAJ-1, samlad från sedimenten i Mono Lake i östra Kalifornien, kunde använda sådant "arsenik-DNA" när den odlades utan fosfor. De antog att bakterien kan använda höga nivåer av poly-β-hydroxibutyrat eller andra medel för att minska den effektiva vattenkoncentrationen och stabilisera arsenatestrarna. Denna hypotes kritiserades hårt nästan omedelbart efter publiceringen för den påstådda bristen på lämpliga experimentella kontroller. Vetenskapsskribenten Carl Zimmer kontaktade flera forskare för en bedömning: "Jag har nått ut till ett dussin experter... Nästan enhälligt tror de att NASA-forskarna har misslyckats med att styrka sin åsikt." Andra författare har inte kunnat återge sina resultat och har visat att studien hade problem med fosfatkontamination, vilket tyder på att de låga mängderna som finns kan stödja extremofila livsformer. Alternativt har det föreslagits att GFAJ-1-celler växer genom att återvinna fosfat från nedbrutna ribosomer snarare än genom att ersätta det med arsenat. Resultaten från efterföljande experimenterande motbevisade teorin om införandet av arsenik i DNA [23] [24] .

Hedersmedlem av Foundation for Applied Molecular Evolution (USA), Steven Benner, noterade i sitt tal vid en presskonferens på NASA:s högkvarter att även om arsenik liknar fosfor i sin kemi, är det ändå inkorporerat i strukturen av DNA och RNA är " svag länk" eftersom de kemiska bindningarna den bildar lätt bryts på grund av den höga reaktiviteten hos arsenikatomen.

Samtidigt kan den ökade reaktiviteten hos arsenik, som negativt påverkar stabiliteten hos biologiska molekyler vid rumstemperatur, vara användbar om den biologiska molekylen ska utföra sina funktioner vid låga temperaturer, som till exempel på Saturnus måne Titan.

Teorier om möjligheten av liv på Titan lades fram 2005 baserat på nya observationer, men Titan är mycket kallare än jorden , så det finns inget flytande vatten på dess yta . Men å andra sidan finns det sjöar av flytande metan och etan på Titan , såväl som floder och hela hav från dem, dessutom kan de falla som nederbörd, som regn från vatten på jorden . Vissa vetenskapliga modeller visar att Titan kan stödja icke-vattenbaserat liv ( se ), även om inte alla forskare håller med om dessa teorier, eftersom de fortfarande är föremål för mycket diskussion och debatt i forskarvärlden, inklusive NASA [25] [26 ] [27] .

World of PNK

En hypotes för livets ursprung tyder på att det ursprungliga livet på jorden kan ha varit baserat på PNAs (peptidnukleinsyror) och att "PNA-världen" senare omvandlades till en " RNA-värld ". Huvudargumenten är den större kemiska stabiliteten och enkelheten hos PNA jämfört med RNA, vilket skulle göra det möjligt för PNA att utvecklas och överleva under primitiva prebiotiska förhållanden. Samtidigt bär PNA den nödvändiga informationen i form av nukleotider. En stor lucka i denna teori är emellertid bristen på PNA-molekyler med katalytisk aktivitet som skulle tillåta PNA-replikation.

Vattenbyte

Förutom kolföreningar kräver allt för närvarande känt liv på jorden också vatten som lösningsmedel. De olika egenskaperna hos vatten som är viktiga för livsprocesser inkluderar det breda temperaturintervallet vid vilket det är flytande, en hög värmekapacitet som hjälper till med temperaturreglering, en hög förångningsvärme och förmågan att lösa upp ett brett spektrum av föreningar. Vatten är också amfotärt , vilket betyder att det kan donera eller acceptera en proton, vilket gör att det kan fungera som en syra eller bas. Denna egenskap är kritisk i många organiska och biokemiska reaktioner där vatten fungerar som lösningsmedel, reaktant eller produkt. Det finns andra kemikalier med liknande egenskaper som ibland har föreslagits som alternativ till vatten. Vatten är flytande vid ett tryck på 1 atm. i intervallet från 0 °C till 100 °C, men det finns andra lösningsmedel, såsom svavelsyra , som förblir i flytande tillstånd upp till en temperatur på 200 °C eller mer [28] .

Ammoniak

Ammoniak anses ofta vara det mest sannolika (efter vatten) lösningsmedlet för livets ursprung på någon av planeterna. Vid ett tryck på 100 kPa (1 atm.) är den i flytande tillstånd vid temperaturer från -78 till -33 ° C. Ammoniakmolekylen ( ), liksom vattenmolekylen, är utbredd i universum och är en kombination av väte (det enklaste och vanligaste grundämnet) med ett annat mycket vanligt grundämne, kväve. Den möjliga rollen av flytande ammoniak som ett alternativt lösningsmedel för livet är en idé som går tillbaka åtminstone till 1954, då J. B. S. Haldane tog upp ämnet vid ett symposium om livets ursprung.

Många kemiska reaktioner är möjliga i ammoniaklösning, och flytande ammoniak liknar kemiskt vatten. Ammoniak kan lösa de flesta organiska molekyler minst lika bra som vatten, och det kan också lösa upp många elementära metaller. Haldane noterade att olika vanliga organiska föreningar associerade med vatten har analoger associerade med ammoniak; till exempel är en ammoniakbunden aminogrupp ( ) analog med en vattenbunden hydroxylgrupp ( ).

Ammoniak, liksom vatten, kan ta emot eller donera en jon . När ammoniak tar in bildar den en ammoniumkatjon ( ), analogt med hydronium ( ). När den donerar en jon bildar den en amidanjon ( ), analogt med en hydroxidanjon ( ). Men jämfört med vatten är det mer sannolikt att ammoniak accepterar en jon och mindre benägna att donera en; det är en starkare nukleofil . Ammoniak som tillsätts till vatten fungerar som en Arrheniusbas : den ökar koncentrationen av hydroxidanjonen. Omvänt, genom att använda ett system för att bestämma surhet och basicitet i ett lösningsmedelssystem, fungerar vatten som tillsätts flytande ammoniak som en syra , eftersom det ökar koncentrationen av ammoniumkatjonen. Karbonylgruppen ( ), som används i stor utsträckning inom jordbiokemi, kommer inte att vara stabil i ammoniaklösning, utan den analoga imingruppen ( ) kan användas istället.

Ammoniak har dock vissa problem som grund för livet. Vätebindningar mellan ammoniakmolekyler är svagare än i vatten, vilket leder till att ammoniakens förångningsvärme är hälften av vatten, och ytspänningen  upp till en tredjedel, och förmågan att koncentrera opolära molekyler p.g.a. den hydrofoba effekten minskar också. Gerald Feinberg och Robert Shapiro ifrågasatte om ammoniak kunde hålla prebiotiska molekyler tillräckligt bra för att tillåta ett självreplikerande system att växa fram. Ammoniak antänds också i syre och kan inte på ett hållbart sätt existera i en miljö som är lämplig för aerob metabolism. Flytande ammoniak påminner om vatten i ett antal egenskaper, men det bör noteras att vid frysning flyter fast ammoniak inte upp utan sjunker (till skillnad från vattenis ).

Därför kommer havet, som består av vätska , lätt att frysa till botten. Dessutom eliminerar valet av ammoniak som lösningsmedel fördelarna med att använda syre som ett biologiskt medel. Detta utesluter dock inte möjligheten av uppkomsten av alternativt liv på planeter där ammoniak blandas med vatten [29] . En ammoniakbaserad biosfär kommer sannolikt att existera vid temperaturer eller lufttryck som är extremt ovanliga för liv på jorden. Liv på jorden existerar vanligtvis inom smält- och kokpunkten för vatten vid normalt tryck, mellan 0 °C (273 K) och 100 °C (373 K); vid normalt tryck är smält- och kokpunkten för ammoniak från -78 °C (195 K) till -33 °C (240 K). Kemiska reaktioner går i allmänhet långsammare vid lägre temperaturer. Därför kan ammoniakbaserat liv, om det finns, metabolisera långsammare och utvecklas långsammare än livet på jorden. [30] Å andra sidan kan kallare temperaturer också tillåta levande system att använda kemikalier som skulle vara för instabila vid jordens temperaturer för att vara användbara. [31]

Ammoniak kan vara en vätska vid temperaturer som liknar jordens, men vid mycket högre tryck; till exempel, vid 60 atm smälter ammoniak vid -77°C (196 K) och kokar vid 98°C (371 K). [32]

Blandningar av ammoniak och vatten förblir flytande vid temperaturer långt under fryspunkten för rent vatten, så sådan biokemi kan vara väl lämpad för planeter och månar som kretsar utanför den vattenbaserade beboeliga zonen . Sådana förhållanden kan existera, till exempel, under ytan av Saturnus största måne Titan . [33]

Vätefluorid

Vätefluorid påminner om vatten i ett antal egenskaper . Så det är också kapabelt att bilda intermolekylära vätebindningar. Man bör dock komma ihåg att det finns 10 000 syreatomer per 1 fluoratom i det observerbara universum , så det är svårt att föreställa sig förhållanden på någon planet som skulle gynna bildandet av ett hav bestående av , och inte av .

Ett annat starkt argument mot denna möjlighet är att den fasta ytan på de flesta planeter (som har en), med undantag för några exotiska hypotetiska planeter ( järnplanet , kolplanet ), består av kiseldioxid och aluminiumsilikater , med vilka vätefluorid reagerar av reaktion:

.

Vätecyanid

Blåvätesyra är också kapabel att bilda vätebindningar, men till skillnad från den består den av element brett spridda i universum. Dessutom tros denna förening ha spelat en betydande roll i jordens prebiologiska kemi  - till exempel i bildandet av aminosyror , nukleotider och andra komponenter i " ursoppan ".

Cyanväte är dock inte ett lämpligt lösningsmedel för alternativ livslängd, om så bara för att föreningen är termodynamiskt instabil. Så flytande vätecyanid härdas snabbt, särskilt i närvaro av katalysatorer (som kan vara syror , baser , lera och många stenar ), och ibland fortsätter nedbrytningen med en explosion . Av dessa skäl kan den inte bilda ett hav på någon planet.

Metan och etan

Liv kan existera i flytande metan och etan på Titans yta, som är formade som floder och sjöar, ungefär som att organismer på jorden lever i vatten. Sådana varelser skulle använda istället för och reagera med acetylen istället för glukos och skulle producera metan snarare än koldioxid . Det finns en debatt om effektiviteten av metan som ett lösningsmedel för livet jämfört med vatten: vatten är ett kraftfullare lösningsmedel än metan, vilket gör att det lättare kan transportera materia in i cellen, men metans lägre kemiska reaktivitet gör att det lättare kan bildas stora strukturer, såsom proteiner och liknande. .

Ett annat förslag är att organismer som lever i flytande metan eller etan kan använda olika föreningar som lösningsmedel. Till exempel fosfin ( ) och enkla föreningar av fosfor och väte. Liksom vatten och ammoniak har fosfin en polaritet, men det finns som en vätska vid lägre temperaturer än antingen ammoniak eller vatten. I flytande etan är fosfin i form av individuella droppar, vilket betyder att cellliknande strukturer kan existera utan cellmembran.

Azotosom

Ett hypotetiskt cellmembran, kallat azotosomen, som kan fungera i flytande metan under Titans förhållanden, simulerades (på en dator) i en tidning som publicerades i februari 2015. Det tros vara sammansatt av akrylnitril , en liten molekyl som innehåller kol, väte och kväve, och är stabil och resistent. Flexibiliteten i flytande metan är jämförbar med flexibiliteten hos ett fosfolipiddubbelskikt (den typ av cellmembran som allt liv på jorden har) i flytande vatten. Analys av data erhållna med Atacama Large Millimeter Array , färdigställd 2017, bekräftade närvaron av en betydande mängd akrylnitril i Titans atmosfär.

Titantetraklorid

Ett möjligt lösningsmedel i ett vattenfritt medium kan vara titantetraklorid. Dess viktiga fördel är polariteten. Samtidigt är dess temperaturområde för det flytande aggregationstillståndet nästan dubbelt så brett som för vatten.

Syreersättning

En intressant egenskap hos svavelsyra är att den bara blir en syra i närvaro av vatten. Men vatten i processen för polymerisation av socker och aminosyramolekyler kommer inte att frigöras om svavelatomer är i stället för syreatomer i organiska molekyler. Sådana "svavelhaltiga" organismer måste existera vid en märkbart högre temperatur och i havet från oleum (vattenfri svavelsyra). Sådana förhållanden finns på Venus . Eftersom molekylärt syre, som kan bilda ett ozonskikt som skyddar mot ultraviolett strålning , inte bildas, skapar detta svårigheter för liv att nå land. Detta kan förklara det faktum att liv på Venus ännu inte har hittats, även om det finns indirekta bevis - närvaron i samma regioner och , som inte kan samexistera om någon eller något inte ständigt producerar dem [34] . De senaste uppgifterna avslöjade också ett tunt ozonskikt på Venus, som enligt forskare bildas av koldioxid i den övre atmosfären under påverkan av solljus [35] .

Teoretiskt är det möjligt att ersätta syre med andra kalkogener , men för existensen av liv baserat på dem är dessa element extremt sällsynta. Det är också värt att notera att anaeroba organismer är kända för att använda andra element som elektronacceptor.

Alternativa blodproteiner

Den minst synliga, men mest studerade av dessa förändringar är användningen av alternativa metalloproteiner för syretransport i blodet. Till och med jordens biosfär kan använda inte bara hemoglobin utan även hemocyanin (kopparbaserat ), hemerytrin (ett organojärnprotein med en helt annan struktur), koboglobin (koboltbaserat, erhållet i laboratoriet), pinnaglobin (manganbaserat) och andra.

Organismer som inte använder syre för andning skulle utan tvekan använda andra transportföreningar.

"Mirror World"

I jordens levande natur har alla aminosyror en L-konfiguration och kolhydrater har  en D-konfiguration, med undantag för extremt sällsynta fall, till exempel element i skalet av mjältbrandspatogenen . I princip kan man föreställa sig en "spegelvärld" där levande organismer har samma biokemiska grund som på jorden, förutom dess fullständiga spegelsymmetri : i en sådan värld skulle livet kunna baseras på D-aminosyror och L-kolhydrater. En sådan möjlighet motsäger inte någon av de för närvarande kända naturlagarna.

En av paradoxerna med en sådan hypotetisk värld är det faktum att, efter att ha kommit in i en sådan värld (som är en spegelkopia av jorden), kan en person dö av hunger, trots överflöd av mat runt [36] :13 . Dessutom kan att äta "spegel"-molekyler orsaka förgiftning [36] :12-13 .

Icke-kemiska sätt att leva

I Evolving the Alien hävdar biologen Jack Cohen och matematikern Ian Stewart att astrobiologi baserad på den unika jordhypotesen är "begränsad och tråkig". De föreslog att jordliknande planeter kan vara sällsynta, men komplexa livsformer kan förekomma i andra miljöer.

Ännu mer spekulativa idéer rör möjligheten av liv på helt andra kroppar än jordliknande planeter. Astronomen Frank Drake , en välkänd förespråkare för sökandet efter utomjordiskt liv, har föreslagit liv på neutronstjärnor : varelser med en livscykel miljontals gånger snabbare än jordlevande organismer, bestående av ultrasmå "kärnmolekyler" [37] . Denna idé, som kallas "fantastisk och slug", har blivit utbredd i science fiction [38] . Carl Sagan övervägde 1976 möjligheten av att organismer flyger i Jupiters övre atmosfär [39] [40] . Cohen och Stewart övervägde också möjligheten av liv i gasjättarnas atmosfärer och till och med på solen.

Vissa filosofer , till exempel Tsiolkovsky , trodde att livet kan ta formen av plasmoider som kan bibehålla formen och självreproducera sig under vissa förhållanden , vars prototyp är bollblixt . Nyligen, tack vare datormodellering , har möjligheten av existensen av plasmalivsformer fått en viss teoretisk motivering [41] .

Alternativ biokemi i fiktion

  • I science fiction-berättelsen om den sovjetiske vetenskapsmannen och science fiction-författaren Ivan Efremov " Hjärta av Snake " ( 1958 ) beskrivs jordbors kontakt med en främmande humanoid civilisation, i biokemin på vars hemplanet fluor spelar rollen som syre . Denna civilisation, trots noggranna sökningar, kunde inte hitta en enda planet med en biokemi som liknade dem - alla andra civilisationer i rymden de mötte hade en syrebas.
  • I den klassiska science fiction-romanen av den engelske astronomen Fred Hoyle "The Black Cloud " ( 1957 ) beskrivs jordbors kontakt med ett levande enormt svart moln som rör sig mellan stjärnorna, bestående av interstellär gas .
  • Science fiction-novellen " When the Earth Cried " ( 1928 ) av den engelske författaren Arthur Conan Doyle beskriver en levande jord med liv baserad på mineralerna och vätskorna (särskilt olja) i jordskorpan .
  • Science fiction-romanen The Andromeda Strain av Michael Crichton innehåller ett utomjordiskt virus med alternativ biokemi baserad på hexagonala kristaller.
  • Science-fiction-berättelsen " Lerguden " av A. Dneprov diskuterar livet på basis av kisel .
  • A. Konstantinovs sci-fi-berättelse " Kontakt på Lenzeven " handlar också om kiselbaserat liv. Forskare befinner sig på en avlägsen planet och befinner sig i en övergiven stad med statyer placerade överallt. Till slut visar det sig att statyerna är kiselinvånarna på denna planet, vars livsprocesser är hundratals gånger långsammare än jordlevande livsformer.
  • I sci-fi-berättelsen Pravda av den polske författaren Stanisław Lem anses "stjärnigt" liv vara baserat på högtemperaturplasma i form av en slumpmässigt skapad "amoeba" som kollapsade till följd av ett elektromagnetiskt fältfall. Utöver denna berättelse är liv baserat på plasma närvarande: Olaf Stapledon i " The Starmaker " har levande stjärnor; i Edmond Hamiltons "Children of the Stars" och i Arthur C. Clarkes "Out of the Sun's Womb" - levande varelser i stjärnornas djup; Sergei Lukyanenko i dilogin " Stjärnor - kalla leksaker " - jätte intelligenta plasmoider Torpp.
  • Science fiction - romanen Aliens from Nowhere av Francis Karsak handlar om liv baserat på lågtemperatursupraledning . Varelser vars ämnesomsättning är baserad på supraledning (Mysliki) krävde låga temperaturer. Det fanns få lämpliga planeter, så Misliks började anpassa de befintliga planeterna för liv - för att släcka stjärnorna som dessa planeter kretsar kring.
  • Många av Paul W. Andersons skrifter beskriver livet med ammoniak istället för vatten. I synnerhet: " Call me Joe " (1957), " Conquer three worlds " (1964) och andra.
  • Frederick Browns novell The Wavers (1954) beskriver en livsform baserad på elektromagnetiska vågor.
  • I X-Files- serien i Firewalker-serien (2x09) upptäcktes en livsform av kisel i kratern på en vulkan - parasitära svampar. Sporerna av denna svamp dog inom några sekunder efter uppkomsten av " fruktkroppen ", om de inte hade tid att hitta värden .
  • Komedifilmen Evolution innehåller en kvävebaserad utomjordisk livsform som har 10 baspar. I den animerade serien Evolution som gjordes som en uppföljare till filmen, är dessa varelser en superorganism .
  • I Star Trek: The Original Series-avsnittet " The Devil in the Dark " (1x25) dyker varelsen Hort upp med kiselbaserad biokemi.
  • I Star Trek: The Animated Series , i avsnittet "Planet Vanishing" (1x03), dyker en gigantisk antimateriavarelse upp som livnär sig på normala materiaplaneter.
  • Den fiktiva rasen Aliens från universum med samma namn är en livsform av kisel.
  • I Star Trek: Voyager -serien, i avsnittet "The Good Shepherd" (6x20), stöter man på en levande varelse bestående av mörk materia .
  • I det fiktiva universum Mass Effect finns det raser av turianer och kvarnarer , som, till skillnad från representanter för andra kännande raser, innehåller D-aminosyror. Det finns också en ras av volus  - underdimensionerade humanoider, vars biokemi är knuten till ammoniak vid höga tryck.
  • I Stargate: SG-1- serien i serien "Scorched Earth" (4x09) finns en högt utvecklad ras av Gadmirs, vars biokemiska grund (liksom andra organismer med vilka de skapade biosfären) är svavel istället för kol.
  • Kira Bulychevs novell "The Snow Maiden" beskriver en humanoid civilisation baserad på ammoniak istället för vatten.
  • Krona, huvudantagonisten till Green Lantern: Emerald Knights , består av antimateria.
  • I många fiktiva universum finns det varelser av ren energi.
  • Den animerade filmen "Titan After the Destruction of the Earth" från 2000 visar varelser av ren energi som förstör civilisationer.
  • I Frank Herbert Dune Universe är sandmasken Shai-Hulud en kiselorganisk livsform.
  • Anathem , en science fiction-roman av Neil Stevenson , beskriver människor som kommer i kontakt med människor från alternativa universum vars biokemi är baserad på en annan konfiguration av aminosyror.
  • I James Whites serie av science fiction-romaner och noveller Space Hospital är huvudpersonerna läkare från olika intelligenta raser i galaxen, inklusive icke-humanoida.
  • 1894 skrev den berömda författaren HG Wells : "Följande antagande leder till fantastiska fantasier: visioner av kisel-aluminium-organismer - varför inte omedelbart kisel-aluminium-människor? - vandra i atmosfären av gasformigt svavel, låt oss säga det. på stranden av flytande järn, flera tusen grader över temperaturen i en masugn." [42]

Forskare och alternativ biokemi

Listan över forskare som har övervägt möjliga alternativ till kol-vattenbiokemi inkluderar:

  • John Burdon Sanderson Haldane (1892–1964), genetiker känd för sitt arbete med abiogenes .
  • Isaac Asimov (1920–1992), biokemist och science fiction-författare.
  • Ivan Efremov (1908-1972), paleontolog , doktor i biologiska vetenskaper, grundare av en hel sektion av paleontologi - tafonomi .
  • George Pimentel (1922-1989), amerikansk kemist, University of California, Berkeley.
  • William Baines, Cambridge-biolog, bidragsgivare till tidskriften Astrobiology.
  • Peter Snit (1923–2011), mikrobiolog, författare till Planets and Life.
  • Carl Sagan (1934–1996), astronom, vetenskapspopulärare och förespråkare för SETI .
  • W. Axel Firsoff (1910–1981), brittisk astronom
  • Gerald Feinberg (1933–1992), fysiker och Robert Shapiro (1935–2011), kemist, medförfattare till Life Beyond Earth.
  • Jonathan Lunin, (född 1959), amerikansk planetforskare och fysiker.
  • Robert A. Fritas, Jr. (1952–nuvarande), specialist på nanoteknik och nanomedicin; Författare till boken Xenology.
  • John Baross, en oceanograf och astrobiolog som var ordförande för en kommitté av forskare vid US National Research Council som publicerade en rapport om livsbegränsande förhållanden 2007. Rapporten tog upp oron för att rymdorganisationen skulle kunna bedriva en sökande efter liv på andra världar med välresurser "och sedan misslyckas med att känna igen det om det hittas".

Se även

Anteckningar

Kommentarer
  1. ↑ Hos fåglar, ett antal reptiler och de flesta landlevande insekter är urinsyra slutprodukten av inte bara purin utan även proteinmetabolism. Systemet för urinsyrabiosyntes (och inte urea, som hos de flesta ryggradsdjur) som en mekanism för att binda i kroppen av en mer giftig produkt av kvävemetabolism - ammoniak - utvecklats hos dessa djur på grund av deras karakteristiska begränsade vattenbalans (urinsyra är utsöndras från kroppen med en minimal mängd vatten eller till och med i fast form)
Källor
  1. ↑ Alfonso F. Davila, Christopher P. McKay. Chance and Necessity in Biochemistry: Impplications for the Search for Extraterrestrial Biomarkers in Earth-like Environments   // Astrobiology . — 2014-06. — Vol. 14 , iss. 6 . - S. 534-540 . - ISSN 1557-8070 1531-1074, 1557-8070 . doi : 10.1089 / ast.2014.1150 . Arkiverad från originalet den 16 juli 2020.
  2. ↑ Kommittén för gränserna för organiskt liv i planetsystem, Kommittén för livets ursprung och utveckling, National Research Council; Gränserna för organiskt liv i planetsystem Arkiverad 7 juni 2011 på Wayback Machine ; The National Academies Press, 2007.
  3. ↑ Universitetsbiologiundervisningen har också använt akronymen SP Cohn för att representera dessa sex element. Utbildning CHNOPS: Livets sex mest överflödiga element . Pearson utbildning . Pearson BioCoach (2010). — “De flesta biologiska molekyler är gjorda av kovalenta kombinationer av sex viktiga grundämnen, vars kemiska symboler är CHNOPS. ... Även om mer än 25 typer av grundämnen kan hittas i biomolekyler, är sex grundämnen vanligast. Dessa kallas CHNOPS-elementen; bokstäverna står för de kemiska förkortningarna av kol, väte, kväve, syre, fosfor och svavel." Datum för åtkomst: 10 december 2010. Arkiverad från originalet den 27 juli 2017.
  4. ↑ Brosnan JT, Brosnan ME De svavelhaltiga aminosyrorna: en översikt  // The  Journal of Nutrition : journal. - 2006. - Juni ( vol. 136 , nr 6 Suppl ). - P. 1636S-1640S . — PMID 16702333 .
  5. ↑ Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Heyden. Biologi: Att utforska livet . - Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall , 2006. - ISBN 0-13-250882-6 .  (prenumeration krävs)
  6. ↑ Alternativ biokemi | Spekulativ evolution Wiki | fandom . Hämtad 15 november 2021. Arkiverad från originalet 13 november 2021.
  7. ↑ Hilary L. Doyle, Tom Jentz. Jagdpanzer 38 'Hetzer' 1944-45 (ej tillgänglig länk) . Datum för åtkomst: 30 september 2017. Arkiverad från originalet 1 december 2014. 
  8. ↑ 1 2 Pace, N. R. (2001). "Biokemins universella karaktär". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98(3): 805-808. Bibcode: 2001PNAS...98..805P. doi:10.1073/pnas.98.3.805. PMC 33372. PMID 11158550 .
  9. ↑ Biokemisk evolution. I. Polymerisation på inre, organofila kiseldioxidytor av dealuminerade zeoliter och fältspat | PNAS . Hämtad 20 mars 2019. Arkiverad från originalet 17 november 2018.
  10. ↑ William Baines. "Astrobiologi - livets natur". WilliamBains.co.uk. Hämtad 20 mars 2015.
  11. ↑ William Baines (juni 2004). "Många kemier kan användas för att skapa levande system." Astrobiologi. 4(2): 137-167. Bibcode: 2004AsBio...4..137B. DOI: 10.1089 / 153110704323175124. PMID 15253836 . S2CID 27477952 .
  12. ↑ Gillette, Stephen. världsbyggnad. — Writer's Digest Books.
  13. ↑ (Ma et al., 2006, 2007a)
  14. ↑ Yamaji N., Mitatni N., Ma JF En transportör som reglerar kiselfördelning i risskott  // Plant Cell  : journal  . - 2008. - Vol. 20 , nej. 5 . - P. 1381-1389 . - doi : 10.1105/tpc.108.059311 . — PMID 18515498 .
  15. ↑ Lazio, Joseph F.10 Varför antar vi att andra varelser måste vara baserade på kol? Varför kunde inte organismer vara baserade på andra ämnen? . [sci.astro] ET Life (Astronomy Frequently Asked Questions) . Hämtad 21 juli 2006. Arkiverad från originalet 8 juni 2020.
  16. ↑ Letar du efter kiselbaserat utomjordiskt liv? Håll inte andan. | Populärvetenskap . Hämtad 8 mars 2019. Arkiverad från originalet 15 oktober 2019.
  17. ↑ Att sätta liv i kisel | www.caltech.edu . Hämtad 27 november 2021. Arkiverad från originalet 27 november 2021.
  18. ↑ Forskare har hittat ett potentiellt alternativ till livsformer för kol - Nauka - TASS . Hämtad 10 augusti 2021. Arkiverad från originalet 10 augusti 2021.
  19. ↑ Olika kemi av stabila kväveväte och konsekvenser för planet- och materialvetenskap | vetenskapliga rapporter . Hämtad 10 augusti 2021. Arkiverad från originalet 10 augusti 2021.
  20. ↑ Wolfe-Simon F., Blum JS, Kulp TR, et al. En bakterie som kan växa genom att använda arsenik istället för fosfor  //  Science : journal. - 2010. - December. - doi : 10.1126/science.1197258 . — PMID 21127214 .
  21. ↑ Arsenikätande mikrob kan omdefiniera  livets kemi . naturennews. Datum för åtkomst: 26 januari 2011. Arkiverad från originalet den 24 februari 2012.
  22. ↑ Astrobiologisk upptäckt leder ett giftfyllt liv (länk otillgänglig) . membran. Datum för åtkomst: 26 januari 2011. Arkiverad från originalet den 28 januari 2012. 
  23. ↑ Elena Kleschenko. Två damer, DNA och arsenik . Elements.ru. Datum för åtkomst: 18 januari 2013. Arkiverad från originalet 20 januari 2013.
  24. ↑ Biologer har försökt att slutligen vederlägga teorin om "arsenikliv" . Lenta.ru (4 oktober 2012). Hämtad 18 januari 2013. Arkiverad från originalet 23 september 2020.
  25. ↑ http://www.nasa.gov/topics/solarsystem/features/titan20100603.html Arkiverad 22 augusti 2011. Vad förbrukar väte och acetylen på Titan? (eng)
  26. ↑ http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=liquid-lake-on-titan Arkiverad 10 oktober 2012. Forskare bekräftar att det finns flytande sjöar och "stränder" på Saturnus måne Titan
  27. ↑ http://www.space.com/8547-strange-discovery-titan-leads-speculation-alien-life.html Arkiverad 4 april 2019 på Wayback Machine Strange Discovery on Titan Leads to Alien Life Speculation
  28. ↑ Exotiskt liv bortom jorden? Letar efter livet som vi inte känner till  det . europlanet. Datum för åtkomst: 26 januari 2011. Arkiverad från originalet den 24 februari 2012.
  29. ↑ Krion - Fantasy Creatures Wiki
  30. ↑ Schulze-Makuch, Dirk; Irvine, Louis Neal (2008). Life in the Universe: Expectations and Limitations (2nd ed.). Springer. 119. ISBN 9783540768166 .
  31. ↑ Isaac Asimov (vintern 1981). "Inte vad vi vet - livets kemi". Space Search. North American Astrophysical Observatory (9 (Vol. 3 No. 1)).
  32. ↑ Kommittén för gränserna för organiskt liv i planetsystem, Kommittén för livets ursprung och utveckling, National Research Council; Gränser för organiskt liv i planetsystem; National Academies Press, 2007; 72.
  33. ↑ Fortes, AD (1999). "Exobiologiska konsekvenser av ett möjligt ammoniakvattenhav inuti Titan" [1] Arkiverad 16 juli 2011 på Wayback Machine . Hämtad 7 juni 2010.
  34. ↑ Livet bredvid jorden. Del ett (otillgänglig länk) . membran. Datum för åtkomst: 26 januari 2011. Arkiverad från originalet den 5 mars 2013. 
  35. ↑ Ozonskikt hittat på Venus . Lenta.ru (7 oktober 2011). Hämtad 14 april 2014. Arkiverad från originalet 21 april 2014.
  36. ↑ 1 2 Om de levandes asymmetri // Biology / Comp. volymer av S. T. Ispailov. - 3:e uppl. - M . : Avanta + , 1996. - T. 2. - 704 sid. - (Encyklopedi för barn). — 50 000 exemplar.  — ISBN 5-86529-012-6 .
  37. ↑ Drake, Frank. Livet på en neutronstjärna  (engelska)  // Astrobiology : journal. - 1973. - Vol. 1 , nej. 5 . — S. 5 .
  38. ↑ Älskling, David Neutron-stjärna, livet  vidare . Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight. Hämtad 5 september 2009. Arkiverad från originalet 11 mars 2012.
  39. ↑ Sagan, C.; Salpeter, EE Partiklar, miljöer och möjliga ekologier i den jovianska atmosfären  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1976. - Vol. 32 . - s. 633-637 . - doi : 10.1086/190414 . - .
  40. ↑ Älskling, David Jupiter, livet vidare . Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight. Hämtad 6 augusti 2007. Arkiverad från originalet 11 mars 2012.
  41. ↑ Dammig plasma tipsar om livets molekyl (otillgänglig länk) . membran. Hämtad 26 januari 2011. Arkiverad från originalet 20 maj 2012. 
  42. ↑ Lär ut astronomi - Kisel kontra kol . Hämtad 27 november 2021. Arkiverad från originalet 27 november 2021.

Litteratur

  • Topunov A. F., Shumaev K. B. Alternativ biokemi och prevalens av liv. Bulletin för SAO. 2006. T. 60-61.
  • Horowitz N. Sök efter liv i solsystemet. Per. från engelska. cand. biol. Sciences V. A. Otroshchenko, red. Dr. Biol. Vetenskaper M. S. Kritsky. M. , Mir, 1988, sid. 77-79.
  • Paul Davis. Främlingar bland sina egna.  "I jakt på bevis för att liv på jorden uppstod mer än en gång undersöker forskare noggrant ekologiska nischer där mikroorganismer kan leva som är radikalt annorlunda än de vi är så bekanta med. "I VETENSKAPENS VÄRLD", mars 2008 nr 3
  • membran: Kemister har visat vägen till oorganiskt liv Arkiverad 23 mars 2013 på Wayback Machine