Инопланетная жизнь может быть неорганической – совсем не на основе углерода: новое исследование

Как минимум, об этом идет речь в новом исследовании Университета Висконсин-Мэдисон, во главе которого стоял старший автор Бетюль Качар – астробиолог, бактериолог и эволюционный биолог. Какие выводы сделали ученые – читай на Men 24.

Смотри также До невозможности просто и очень вкусно: рецепт вкусного коктейля для крутых выходных

Могут существовать формы жизни, совсем не такие, как земные

На Земле жизнь базируется на органических соединениях. Эти молекулы состоят из углерода и часто содержат другие элементы, такие как водород, кислород, азот, фосфор и серу. Однако ученые уже давно интересуются вопросом, может ли инопланетная жизнь развиваться на основе другой химии. К примеру, исследователи давно предполагают, что кремний может служить основой для биологии.

Тип химического взаимодействия, который является ключевым для жизни на Земле, называется автокатализ. Автокаталитические реакции самоподдерживаются – они могут производить молекулы, способствующие повторению той же реакции.

Для понимания: представь себе растущую популяцию кроликов. Пара кроликов дает приплод крольчат, которые потом вырастают, объединяются в пары и рожают еще больше крольчат. То есть не нужно много кроликов, чтобы вскоре иметь гораздо больше крольчат. Размножение – ключевая черта жизни – является примером автокатализа.

Жизнь катализирует образование другой жизни. Одна клетка производит две клетки, которые могут стать четырьмя и так далее. С увеличением количества клеток соответственно увеличивается количество и разнообразие возможных взаимодействий,
– объяснил Качар.

Так вот, в новом исследовании учёные искали автокатализ вне органических соединений. Они предположили, что автокатализ может способствовать абиогенезу – зарождению жизни из неживого. Ученые сосредоточились на так называемых пропорциональных циклах, которые могут генерировать несколько копий молекулы. Эти продукты могут быть использованы в качестве исходных материалов для повторения этих циклов, что приводит к автокатализу.

Жизнь может быть на основе многих соединений, даже невозможных на Земле / Фото kjpargeter@freepik

• Чтобы найти эти реакции, ученые проанализировали более двух веков оцифрованных научных документов, написанных на разных языках. И обнаружили 270 различных циклов автокаталитических реакций Это свидетельствует, что автокатализ может быть не такой уж редкостью, а наоборот, может быть общей чертой многих разных сред, даже тех, которые сильно отличаются от Земли.
• И действительно, большинство из обнаруженных 270 циклов не использовали органические соединения. Некоторые из них были сосредоточены на элементах, отсутствующих или чрезвычайно редких в жизни на Земле, таких как ртуть или радиоактивный металл торий. Некоторые циклы, вероятно, происходят только при чрезвычайно высоких или низких температурах или давлениях.
• Исследователи даже обнаружили 4 автокаталитических цикла с участием инертных газов, которые очень редко, если вообще когда-либо, вступают в химическую реакцию с другими элементами. Если даже такой относительно инертный газ, как ксенон, может участвовать в автокатализе, то есть веские основания предполагать, что автокатализ легче происходит и с другими элементами.

С другой стороны, только 8 из этих циклов были относительно сложными и состояли из 4 или более реакций. Большинство из 270 циклов были простыми, только из 2 реакций. Однако исследователи отметили, что возможно совместить несколько циклов вместе, даже если они очень отличаются друг от друга. Это и может привести к самоподдерживающимся химическим реакциям, которые генерируют разнообразный спектр молекул для производства очень сложных веществ.

Ученые надеются, что будущие исследования смогут экспериментально проверить эту новую кулинарную книгу жизни, которую они создали. И смогут привести к открытию совершенно новых примеров сложной химии, работающих в условиях, когда бессильны даже циклы на основе углерода или кремния.