Biokemisk hypotetiske

I xenobiology chauvinisme kulstof er det synspunkt, hvorefter kulstof nødvendigvis grundlaget for alt liv på andre planeter, idet dets kemisk-fysiske egenskaber gør det langt overlegen i forhold til alle andre grundstoffer. Der er imidlertid adskillige andre mulige baser for livet, med forskellige grader af plausibilitet.

Biokemi af silicium

Den anden grundlæggende forslag mest almindelige er silicium, som dette element har nogle kemiske egenskaber svarende til dem af kulstof: først og fremmest den elektroniske udformning af valensen lag. Silicium har stadig nogle ulemper sammenlignet med carbon. Da siliciumatomerne er meget større, de har svært ved at danne dobbelt- eller tredobbelte bindinger. De silaner er meget reaktive over for vand, og de langkædede silaner nedbrydes spontant. De molekyler, der inkorporerer obligationer Si-O-Si stedet for Si-Si bindinger er langt mere stabile. Den fælles sand, sten og kiselholdige silikater er eksempler. Men siliciumdioxid er en højkrystallinsk fast stof tungtopløseligt i temperaturområdet, hvor vandet er i flydende tilstand, hvilket gør det vanskeligt at silicium kan indføres i biokemiske systemer med grundlæggende vand, selv hvis dette var muligt opbygge den nødvendige vifte af biokemiske molekyler. Generelt vil lange kæder af komplekse molekyler baseret på silicium være mere ustabil end deres kolleger i kulstof. Endelig er de forskellige molekyler identificeret i det interstellare rum indtil 1998, 84 er baseret på kulstof og silicium-8. Ud af de 8 forbindelser baseret på silicium, fire også omfatte carbon. Dette antyder, at der er et større udvalg af komplekse forbindelser af kulstof i universet, hvilket reducerer det fundament, som vi kan bygge silicium-baserede biologier. Den kosmiske overflod af kulstof i forhold til silicium er 3,5-1.

Det er muligt, at forbindelser af silicium kan være biologisk stabilt under visse miljømæssige betingelser eksotiske, eller i forbindelse med carbon eller i en rolle mindre direkte analog. I den virkelige verden de skeletstrukturer fra kiselalger og radiolarian kiselholdige svampe er et godt eksempel.

Biokemi af bor

Selv bor danner en klasse af forbindelser med relativt lange kæder med hydrogen, carbon, nitrogen, hvis kemi er tilstrækkeligt kendt at udelukke store perspektiver som substrater for molekyler af biokemisk interesse. Men nogle Carboraner og andre forbindelser borater som pseudo-aminosyre boronofenilalanina BPA er at finde stigende anvendelse i radioaktivt lægemiddel og strålebehandling.

Biokemi af kvælstof og fosfor

Kvælstof og fosfor er også mulige grundlag for biokemiske molekyler. Fosfor, i modsætning til carbon, kan danne kun korte molekylkæder kunne imidlertid være potentielt egnede til at danne komplekse makromolekyler. I modsætning til kul, fosfor i form af grundstoffer er meget reaktive. I kombination med nitrogenatomet det er i stand til at danne mere stabile bindinger phosphor-nitrogen; forbindelser indeholdende disse bindinger kan danne en bred vifte af molekyler, herunder ringe.

Jordens atmosfære består af ca. 78% kvælstof, men det ville nok ikke være til megen nytte for en form for liv baseret på fosfor-nitrogen obligationer, som molekylært kvælstof er inaktiv og dyre energi til sin fastsættelse. Den kvælstof også fastsættes af enzymer baseret på molybdæn, herunder xanthinoxidase. En atmosfære af nitrogendioxid eller ammoniak ville være mere hensigtsmæssigt, kvælstofforbindelserne forskellige oxider med ilt, som alle ville være til stede i en atmosfære rig på nitrogendioxid.

I en atmosfære af nitrogendioxid kunne lignende organismer til anlæg baseret på nitrogenholdige fosfor absorbere nitrogendioxid fra atmosfæren og fosfor fra jorden. Nitrogendioxid vil blive reduceret, med produktionen i færd med at PN analoger af sukkerarter, og frigivelsen af ​​oxygen i atmosfæren skrot. PN analoger af dyr forbruger planter og vil bruge atmosfærisk ilt til at metabolisere sukker analoger PN, udånding nitrogendioxid og deponering fosfor som fast affald.

I en atmosfære af ammoniak, planterne PN absorbere ammoniak fra atmosfæren og fosfor fra jorden, så ved at oxidere ammoniak til frembringelse af PN sukker og frigiver hydrogen affald. Kæledyr PN ville blive reduktionsgear, vejrtrækning i brint og konvertering af PN sukker til ammoniak og fosfor. Dette er den omvendte vej af oxidation og reduktion end verden med nitrogendioxid, og også den kendte biokemi Jorden; Det ville være analog med en forsyning af carbon i jordens atmosfære i form af methan i stedet for carbondioxid. Debatten denne hypotese fortsætter, som forskellige aspekter af en biologisk cyklus ville PN energiunderskud.

Hertil kommer, kvælstof og fosfor er formentlig ikke tilgængelige i universet relationer og mængder, der kræves. Carbon bliver produceret helst i løbet kernefusion i CNO-cyklus, er mere rigelig og mere tilbøjelige til at være til stede i et givet sted.

Andre biokemiske elementer eksotiske

Klor er undertiden blevet foreslået som et biologisk alternativ til oxygen, både i biologi baseret på carbon, både i biologie hypotetisk ikke-carbon-baseret. Men klor er meget mindre rigelige oxygen i universet, og det er derfor usandsynligt, at vi kan danne en planet med en tilstrækkelig høj koncentration af klor på overfladen, for at danne grundlag for en biokemi. Den klor i stedet ville formentlig bundet i form af salte og andre inaktive forbindelser.

Svovl er også i stand til at danne korte molekylære kæder, men i form af elementært, lider under de samme problemer med høj reaktivitet af fosfor og silanerne.

Den sorte sky, den klassiske historie om Fred Hoyle, har en livsform, der består af en stor sky af interstellart støv, de individuelle partikler, som interagerer via elektromagnetiske signaler svarende til interaktionen af ​​individuelle celler i en flercellet livsform på Jorden. Til et niveau noget mindre fiktion, har livet i det interstellare støv blevet foreslået som en del af hypotesen om panspermia. Den lave temperatur og tæthed af interstellare skyer synes at antyde, at livsprocesser ville fungere langsommere dér end på Jorden.

Andre end vand opløsningsmidler

Ud over carbonforbindelser, alle terrestriske livsformer tiden kendte kræver også vand som et opløsningsmiddel. Selvom det ikke er strengt del af "carbon chauvinisme", fordi vandet ikke indeholder det, er nogle gange temmelig meget en given, at vand er den eneste kemiske stof egnet til denne opgave, og derfor har vi anvender lignende argumenter.

Nogle af egenskaberne af vand, der er vigtige for vitale processer er bredt temperaturområde, inden for hvilket det findes i flydende tilstand, et højt kalorieindhold kapacitet anvendelige til regulering af temperatur, en stor fordampningsvarme, og evnen til at opløse en lang række forbindelser. Der er andre stoffer med lignende egenskaber, er undertiden blevet foreslået som alternativer.

Ammoniak, fremragende anfiolitico opløsningsmiddel ved lave temperaturer, er måske den mest almindeligt forslaget blandt alternativerne. I sagaen om Rocheworld af Forward, et forslag ligner Jordens biokemi, der bruger en blanding af vand og ammoniak som opløsningsmiddel. Ammoniak og vand-ammoniakblandinger forbliver flydende ved temperaturer langt under frysepunktet af rent vand, kan så mange biokemiske være egnet til planeter og måner der kredser uden for "beboelige zone" baseret på vandet.

Andre forbindelser undertiden foreslåede methanol, hydrogensulfid og hydrogenchlorid. De to sidste lider relativt lav kosmiske overflod af svovl og chlor, som har en tendens til at binde i faste mineraler. En blanding af carbonhydrider, såsom methan hav / ethan, der kan være til stede på overfladen af ​​Titan, kunne virke som opløsningsmidler i et bredt temperaturområde, men ville mangle polaritet.

Den hidtil ukendte Camelot 30K Robert L. Forward, beskriver en hypotetisk eksisterende økosystem på overfladen af ​​genstande af Kuiper Belt, som er baseret på kemien af ​​ubestemt fluorcarbon, hvor ilten difluorid erstatter vand som det primære opløsningsmiddel. Organisationerne i denne økologi holdes ved at udskille en varm kugle af uran-235 i dem og derefter moderere sin nuklear fission ved hjælp af en skjoldet rig bor dækker dem. Det bør også bemærkes, hvordan gassen for industriel anvendelse af oxygen difluorid er yderst giftigt og reaktiv, medens udtrykket fluor-carbon kan der henvises til en bred klasse af forbindelser kendt som polymere fluorcarboner eller Teflon, anvendes i stor mængde som smøremidler , elastomerer, plastomerer og kølemiddel gasser.
Objekterne i Kuiper bæltet er kendt for at være rig på blandinger af organiske forbindelser, endnu ikke fuldt ud er identificeret som den Toline, så eksistensen af ​​visse former for liv på deres overflade ikke er helt usandsynligt - men bestemt ikke komme til at udvikle atomreaktorer naturlige udvidelser som hypotese af Forward. Fluor har også en lavere væld kosmisk, så dens anvendelse er også sandsynligt. I Heart Of The Comet af Gregory Benford, er en komet præsenteret med et konventionelt system baseret på kulstof og vand, som er aktiv i nærheden perihelium når solen varmer.

Kunstigt liv

En anden tilgang til biokemi alternativ er ideen om, at grundlaget for evolutionen ikke behøver at være naturlig, men kan i stedet bevidst skabt af en intelligent designer er ikke overnaturlige eller guddommelige, hvilket resulterer i en bredere vifte af muligheder.

For eksempel er det i princippet muligt at konstruere en robot eller et robotsystem i stand til selv at kopiere startende fra rå mineraler og naturlige energikilder, uden nogen direktiv eller ekstern bistand. Et sådant system af maskiner kunne anses live, da han er i stand til at udvikle sig gennem mutationer i planlægning stier arvet, men er på ingen måde nødvendigt, at det udgøres af forbindelser baseret på carbon. Jo mere detaljeret forslag så langt fremme i de mekaniske liv forudsat fabrikker månens selvreplikerende, som bestod primært af raffinerede metaller og smeltet basalt, fordi månen er ekstremt lav i kulstof.

Forbundet til livet i makroskopiske maskiner er begrebet selvkopierende nanoteknologi, undertiden benævnt "grå goo", når de opererer uden restriktioner programmeret. Nanoteknologi, såsom maskiner større dimensioner, kan potentielt være fremstillet af materialer, der ikke indeholder kulstof. Både Diamondoid at kulstof-nanorør er almindeligt foreslået som materialer anvendelige i nanomaskiner, og begge er former for carbon og kan derfor ikke tjene som et ideelt modeksempel til chauvinisme carbon. Men ingen af ​​disse former for kulstof bruges af livsformer vi kender nu, og også det er ofte foreslået, at instrumenter baseret på kulstof nanoteknologi ville fungere uden vandmiljøet kræves af former for liv kendt for os, så disse kan betragtes som en " alternative base "for livet. Alle andre baser, der er nævnt ovenfor kunne tjene som grundlag for en form for kunstigt liv.

Disse væsener, selv om de ikke kunne udvikle sig uden hjælp af kulstof-baserede væsener, være "ureducerbart komplekse" kan potentielt nederlag i konkurrencen eller ødelægge deres skabere, hvis de er designet i en tilstrækkelig robust. De ville blive arvinger verden, hvor de udviklede deres skabere, og være umulig at skelne for de fleste udenforstående observatører, de indfødte væsener. Dette er en form for kreationisme intelligent design; forslaget om, at en intelligent skaber har designet mennesker, og placeret os her af egen fri vilje.

Fra videnskabeligt synspunkt, relevansen af ​​denne mulighed er, at en høj intelligens i en overgangs- art, kan være den måde, hvorpå en base for livet ellers upraktisk kan begynde, hvorefter den kan fortsætte med at udvikle sig med midler flere naturligt. Fra et etisk synspunkt, kan dette være et argument for chauvinisme kulstof, eller i det mindste til at lære det til nogen form for kunstigt liv, at mennesker kan skabe.

Livet ikke-kemisk og eksotiske fysik

I rige science fiction har det til tider været foreslået livsformer, som, selvom de ofte yderst spekulative og ikke understøttes af streng teoretisk prøve, har haft et stort følge i fortællingen.

I Dragens Æg og stjerneskælv, Robert Forward foreslår liv på overfladen af ​​en neutronstjerne ved hjælp af "nuklear kemi" på skorpen af ​​degenererede stof. Fordi dette liv bruger den stærke kernekraft samspil i stedet for den elektromagnetiske interaktion, er det meningen at være operationelt i en million gange hurtigere end den jordiske liv.

Sundiver, David Brin, er et eksempel på science fiction, der tilbyder en form for liv, der eksisterer i atmosfæren i plasmaet af en stjerne, ved hjælp af komplekse magnetfelter selv-sostentanti. Lignende former for plasmoid liv er undertiden blevet foreslået som findes i andre steder, såsom ionosfæren, planetariske eller interstellare rum, men som regel kun fra teoretisk marginal. Gregory Benford, i sin roman Eater, fandtes en form for liv baseret på plasma i en tilvækst skive af en ur-sort hul.

Stephen Baxter har måske forestillet sig nogle af de mest usædvanlige eksotiske livsformer i hans serie Xeelee, herunder livsformer baseret på Fotini supersymmetriske der samles i tyngdekraft brønde stjernerne, og Qax, som trives i enhver form for konvektion celler.

Forrige artikel Bjørn
Næste artikel Behårede