Какой может быть жизнь во Вселенной?

Чуть подробнее о жизни на Земле с точки зрения химии. На нашей планете существует белковая жизнь, основанная на углероде, кислороде и нескольких других химических элементах. Большинство биологических молекул на Земле состоят из углерода (Carbon), водорода (Hydrogen), азота (Nitrogen), кислорода (Oxygen), фосфора (Phosphorus) и серы (Sulfur), поэтому земную жизнь обозначают акронимом CHNOPS.

Вода, в качестве растворителя, ставит границы возможных для существования жизни температур от 0 до 100 градусов Цельсия. Необходимо также наличие на планете значительного количества кислорода, азота и углерода. В состав незаменимых элементов входят фосфор и сера — они в составе молекул фосфолипидов, белков и нуклеотидов.

Но даже в Солнечной системе, кроме Земли, есть несколько планет, на которых могла бы быть жизнь, но основанная на других принципах.

Кремниево-кислородная жизнь

Вместо углерода может оказаться кремний (Si). Вещество силан с формулой SiH4 оказывается аналогом нашего метана. При определенных он условиях может создавать биополимеры, аналоги нашего полиэтилена. Кремниевая «органика» может оказаться основой кремниевой жизни. Вот только кремний очень инертен химически: чтобы он начал вести себя, как углерод, необходимы значительно более высокие температуры.

Возможно, именно такие условия есть на Венере и Меркурии. Наши идеи о безжизненности этих планет базируются на том, что белковая жизнь там невозможна из-за аномально (для нас) высоких температур. Но возможно, для жизни на основе кремния там как раз оптимальные температуры. Если мы сумеем туда добраться — об этом сможем узнать.

Вывод: жизнь на основе кремния теоретически возможна — на планетах, на которых текут лавовые реки, впадающие в озера лавы. Расплавленная окись кремния на таких планетах может играть роль воды.

Где еще в Солнечной системе может оказаться жизнь? Например — в условиях сверхнизких для нас температур.

Азотно-фосфорная жизнь

Фосфор способен создавать длинные полимерные цепочки, но в земных условиях они слишком нестабильны. А вот если температуры значительно ниже, чем у нас на Земле, а давление очень высокое, то вполне возможно возникновение жизни, основанной на этих веществах. В атмосфере аммиака растения, состоящие из биомолекул на основе азота и фосфора, способны были бы получать фосфор из почвы, а азотные соединения — из атмосферы.

Фосфор может быть заменен мышьяком. Даже на Земле существуют глубоководные морские водоросли, которые усваивают мышьяк из геотермальных вод, так называемых «курильщиков». Различные соединения мышьяка, арсенаты и арсиниты, входят в рацион некоторых микробов и прокариотов. В 2010 году были опубликованы результаты исследований донных отложений озера Моно в Калифорнии — исследователи обнаружили бактерию GFAJ-1, имеющую своеобразную «мышьяковую ДНК».

Жизнь без воды

Аммиак вместо воды вполне может оказаться полезен для небелковой жизни в условиях низких температур. Возможно возникновение жизни на аммиачной основе на планетах, температура на которых от -77 до -33 градусов.

Плавиковая кислота вместо воды. HF — вполне возможная замена воды в мире, где фтор заменяет наш кислород.

В чем сложность данного сценария развития жизни? Главная проблема в том, что фтор во Вселенной распространен намного меньше, чем кислород, то есть планеты, на которых много фтора, встречаются крайне редко. Иван Ефремов в повести «Сердце змеи» описал, как в далеком будущем экспедиция с Земли случайно столкнулась со звездолетом планеты, жизнь на которой имеет в своей основе фтор, а не кислород, как у нас.

Метан и этан вместо воды. Известно, что спутник Сатурна Титан имеет плотную атмосферу, а на его поверхности есть озера и текут реки из метана. Ученые считают, что тут вполне могут быть живые существа, использующие водород вместо кислорода и ацетилен вместо глюкозы и греющиеся под теплом, излучаемым Сатурном, вокруг которого вращается их планета.

А при более высоких температурах вместо метана, возможно, в качестве растворителя живые организмы могли бы использовать фосфин (PH3), который остается жидким при более высоких температурах (плавится при -133 градусах Цельсия), чем метан (плавится при -182 градусах).

Мы пока не знаем этого наверняка. Но выкладки ученых показывают, что жизнь может существовать не только на планетах земного типа, где вода плещется в реках и океанах, где живые существа дышат кислородом (или выделяют его при фотосинтезе), где температуры по всей планете находятся в диапазоне нескольких десятков, максимум — сотни градусов.

Нет, жизнь на других планетах вполне возможна — там, где текут метановые реки, а вода — камень, и на планетах, на поверхности которых бушует лавовый океан. Жизнь — невероятно разнообразна. И исследователям космоса просто необходимо принять это к сведению. По крайней мере, к тому времени, когда человечество сумеет выйти за пределы нашей Солнечной системы, начав изучение ближайших звездных галактик.