Согласно нашим представлениям, жизнь может иметь только белково-углеродную природу. А так ли это? Обязательно ли у всех живых организмов должна быть одинаковая биохимическая структура? На самом деле, существует масса научных теорий, описывающих альтернативные формы жизни, которые потенциально могут существовать на просторах Вселенной.
Кремниевая жизнь
Кремний очень похож на углерод и образует аналогичные биохимические связи, которые потенциально могут стать основой биосистемы. Наряду с кислородом, это самый распространенный элемент в составе земной коры. Он также очень распространен во Вселенной в целом, и его возраст составляет уже миллиарды лет. Кремний входит в циклы биологического развития некоторых водорослей. Хотя, если углерод может образовывать сложные и устойчивые молекулы, сложные молекулы на основе кремния, увы, подвержены быстрому распаду.
Вряд ли кремниевые формы жизни могут возникнуть в среде, подобной земной, считают специалисты. Но вот в условиях высоких температур — другое дело… По мнению астрохимика НАСА Макса Бернштейна, такая жизнь могла бы существовать на очень горячей планете, атмосфера которой богата водородом и бедна кислородом. Там кремний мог бы образовывать связи, например, с селеном и теллуром.
Метановая жизнь
Метаногены могут обитать, в частности, на Титане — спутнике Сатурна, атмосфера которого состоит из азота и метана. Также на Титане есть жидкие озера из этана и метана. Это может способствовать взаимодействию органических молекул.
Синтетическая жизнь
Как известно, жизнь на Земле существует на основе двух «информационных» видов молекул — ДНК и РНК. Именно в них заложены «коды» наших организмов. А можно ли создать синтетические аналоги биологических молекул?
В 2012 году международная группа ученых впервые в мире создала синтетические нуклеотиды КНК и XNA, которые по своим функциональным особенностям и структуре напоминали ДНК и РНК. При этом, в отличие от похожих молекул, синтезированных ранее, эти обладали способностью к воспроизводству и эволюции. Так было разработано шесть искусственных генетических систем — HNA, CeNA, LNA, ANA, FANA и TNA.
Одна из них, HNA, или гекситонуклеиновая кислота, способна хранить достаточное количество генетической информации, которая может послужить основой для биологических систем. Другая, треозонуклеиновая кислота, или TNA, в свою очередь, могла бы стать основой для первичных биохимических молекул, существовавших на заре зарождения жизни на Земле… Понятно, что сфера применения этих соединений может быть очень широкой — от исследований в области биологии и генетики до практической медицины.
Ядерная жизнь
В 1979 году специалист по нанотехнологиям Роберт Фрейтас-младший выдвинул гипотезу о том, что метаболизм живых организмов может быть основан не только на электромагнитных взаимодействиях, как происходит с привычной биологической жизнью, но и на ядерных взаимодействиях, а также гравитации.
Например, на массивных, тяжелых и плотных нейтронных звездах может существовать хромодинамическая форма жизни, основанная на сильном ядерном взаимодействии. Присутствующие там макроядра могли бы сформировать еще более крупные ядра — аналоги органических молекул. При этом эквивалентом воды в обменных процессах выступали бы нейтроны.
Появление жизни на основе слабых ядерных взаимодействий менее вероятно, так как эти структуры быстро распадаются. Но все же во Вселенной могут быть регионы, где такие взаимодействия сильнее, чем в других местах, а следовательно, там могут возникать подобные формы жизни.
Пылевая и плазменная жизнь
В 2007 году международной команде ученых во главе с В. Н. Цытовичем из Института общей физики Российской академии наук удалось доказать, что пылевые частицы образуют спиральные структуры, способные взаимодействовать друг с другом аналогично реакциям в органической химии. Так же ведут себя и частицы плазмы — так называемого четвертого состояния вещества после твердого, жидкого и газообразного: на этой стадии электроны отрываются от атомов, оставляя множество заряженных частиц. Электрически заряженные «спирали» притягиваются друг к другу и образуют копии оригинальных структур, подобно ДНК. Также они способны «заряжать» своих соседей.
Правда жизни на основе пыли или плазмы пока не обнаружено. Но поскольку облака межзвездной пыли и плазмы курсируют по всему космосу, то где-то они могли сформировать и структуры, подобные органическим.
Так что, вполне возможно, мы не одиноки во Вселенной. Другое дело — нельзя ожидать, что представители «альтернативной» жизни будут настолько похожи на нас, что смогут вступать с нами в полноценный контакт…
Читайте также:
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
10 мест во Вселенной, где мы, вероятнее всего, обнаружим жизнь
Вопросом о возможности существования внеземной жизни ученые и обычные люди задаются уже не один десяток лет. Буквально во всем, начиная от художественных произведений уровня Спилберга в его «E.T» и заканчивая официальными пресс-релизами американского аэрокосмического агентства NASA, четко отражается, насколько велика и значима эта проблема для современного человека.
Земля не единственная, где возможна жизнь
Одним из важнейших источников для существования той жизни, которая нам известна, является вода. Поэтому неудивительно, что при открытии новой экзопланеты или спутника мы стараемся отыскать в первую очередь именно ее наличие. Может, в конечном итоге инопланетяне и не будут выглядеть так, как мы представляем их в кино и на вполне серьезных научных конференциях, но их обнаружение не станет от этого менее значимым для истории всего человечества. И сегодня мы поговорим о 10 местах во Вселенной, где мы имеем больше всего шансов обнаружить то, что мы уже так долго ищем.
Планетарная система TRAPPIST-1
Добраться до туда пока не получится
Об открытии планетарной системы, находящейся в нескольких десятках световых лет от нас, было объявлено в начале этого года. Система состоит из 7 земплеподобных планет, оборачивающихся вокруг «ультрахолодной» звезды, и представляет собой идеальную на данный момент цель для поиска жизни за пределами Солнечной системы.
Изучение этих экзопланет в будущем будет относительно простым – все благодаря тому, как они вращаются вокруг своей звезды. Открыты эти планеты были благодаря транзитному методу наблюдения. Используя мощный телескоп, ученые выследили, когда планеты проходили перед своим светилом, частично сокращая его яркость в наших наблюдательных приборах.
Астрономы предполагают наличие относительно комфортной температуры на этих планетах, вполне подходящей для того, чтобы на их поверхности могла образоваться вода.
И все же, несмотря на то что все экзопланеты этой системы рассматриваются в качестве потенциальных кандидатов в обитаемые миры, конкретно три планеты TRAPPIST-1 могут подходить на эту роль лучше всего, так как находятся в обитаемой зоне звезды. Эта область вокруг звезды, где на поверхности имеющихся землеподобных планет вода могла бы содержаться в жидкой форме.
Спутник Титан
На Титане давно ищут жизнь
Крупнейший спутник Сатурна, шестой планеты от Солнца. Эта луна рассматривается в качестве потенциального кандидата на роль обитаемого мира, но, возможно, не в том смысле, в котором мы могли подумать. Спутник не совсем подходит под описание мира, находящегося в обитаемой зоне. Но на нем есть вода и другие жидкости. Просто на нем нет жидкой воды. Вода на этом планетарном объекте представлена в виде льда – температуры там очень низкие.
Несмотря на то, что перед наукой все еще остались некоторые вопросы (например, о том, способна ли жизнь существовать не только в воде), отбрасывать возможность наличия жизни на Титане ученые пока точно не собираются.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на нас в Google Новостях и Яндекс.Дзен, чтобы не пропускать новые материалы!
Спутник Европа
На Юпитере нет жизни, а вот на его спутнике — возможно
Один из спутников газового гиганта Солнечной системы, Юпитера. Еще один кандидат на роль обитаемого мира, потому что там есть вода, которая, по крайней мере согласно нашим теориям, может содержаться в жидком состоянии. Астрономы уверены, что Европа обладает всеми необходимыми компонентами для жизни: там есть вода, источники энергии и правильный химический состав среды. Вода, согласно нашим лучшим предположениям, скрывается под толстой ледяной коркой, составляющей поверхность Европы.
О возможности прямого исследования Европы ученые стали говорить относительно недавно. В начале этого года было объявлено, что в течение ближайших лет должна стартовать миссия Europa Clipper. В ее рамках к спутнику Юпитера будет отправлен космический аппарат, который будет исследовать и фотографировать поверхность Европы. Это будет происходить многократно. Ученые таким образом хотят получить возможность провести анализ особенностей спутника со всех сторон, а заодно и поискать на нем признаки жизни.
Жизнь на Марсе
На Марсе уже нашли воду
Наш красный сосед. Четвертая планета от Солнца. Пожалуй, один из самых обсуждаемых вероятных кандидатов в обитаемые миры и потенциально первая цель человеческой колонизации. Несмотря на скепсис, эта планета является наиболее вероятным местом, где мы найдем жизнь.
Понятно, что она не будет представлена в виде зеленых человечков или любых других разумных форм. Однако аэрокосмическое агентство NASA, исследующее поверхность планеты своими марсоходами, нашло-таки доказательство, что здесь когда-то могла и может по-прежнему существовать по крайней мере микроскопическая жизнь.
Полученные данные указывают на то, что в прошлом у ныне полностью сухой планеты имелись настоящие потоки и реки из воды. Полагаясь на это, мы можем хотя бы предположить, что жизнь на ней могла каким-то образом выжить. Возможно, в рамках дальнейших исследований Марса ученые найдут-таки воду в жидкой форме, а не только в виде ледяных шапок на полюсах планеты.
Спутник Энцелад
Этот спутник весь покрыт льдом
Еще один из многих спутников Сатурна, который рассматривается астрономами как потенциально обитаемый мир, который, в отличие от углеводородного брата Титана, вероятнее всего, богат водой. Это вода, так же как на Европе, спрятана под толстой ледяной коркой поверхности. Опять же, это могло бы означать вероятность существования как минимум микробов.
Ранее присутствие воды на Энцеладе рассматривалось лишь как предположение. По крайней мере такую надежду давали полученные в 2015 данные с помощью космического аппарата «Кассини». В начале этого года эта надежда серьезно возросла, когда аппарат нашел у спутника молекулы водорода, указывающие на присутствие химических реакций, происходящих под его поверхностью. Предположительно в рамках этих реакций океанская вода Энцелада взаимодействует с глубинной породой, в результате чего производится энергия, которая могла бы быть полезной для живых организмов.
Кеплер-186f
Эта планета может стать копией Земли
Кеплер-186f – это экзопланета, вращающаяся вокруг звезды Кеплер-186, находящейся примерно в 500 световых годах от Земли. Обнаруженная в 2014 году, она стала первой из известных планет земного типа за пределами Солнечной системы, обладающей орбитой, пролегающей внутри обитаемой зоны своей звезды.
Она менее чем на 10 процентов больше Земли, поэтому эта планета является еще и наиболее схожей по размерам с нашим домом среди всех обнаруженных экзопланет. Другие ее характеристики, такие как плотность, пока остаются для нас неизвестными. Но, учитывая ее размер, можно смело предположить, что это каменистый мир.
Пока единственными особенностями, которые позволяют занести планету Кеплер-186f в список потенциальных кандидатов в обитаемые миры, являются ее размер и расположение в обитаемой зоне звезды. О наличии воды на ней нам также ничего не известно, как и неизвестно о том, какова температура на ее поверхности.
Кеплер-452b
Добраться до этих планет не получится еще долго
Как сообщает само NASA, планета Кеплер-452b «могла бы стать одной из лучших целей для поиска внеземной жизни». Однако исследовать эту планету будет довольно трудно. Хотя бы потому, что находится она на расстоянии более 1000 световых лет от Земли. Но, несмотря на это, ученые почти уверены, что Кеплер-452b находится внутри обитаемой зоны своей звезды, как и несколько других экзопланет этой системы.
Некоторое время Кеплер-452b рассматривалась астрономами как планета, наиболее близкая по размеру с Землей. Позже эта честь отошла Кеплер-186f.
Однако сама звезда системы, где находится Кеплер-452b, больше похожа на наше Солнце. Вероятно, именно поэтому Кеплер-452b является сейчас одним из объектов исследования Института SETI, занимающегося поиском внеземной жизни.
LHS 1140b
Ученые убеждены, что планета относится к каменистому типу, имеет железное ядро… и, возможно, живых инопланетян на своей поверхности
Открыли эту «супер-Землю» совсем недавно. Ученые выяснили, что она находится в обитаемой зоне звезды, и рассматривают ее в качестве одного из самых вероятных кандидатов на открытие внеземной жизни.
Данная супер-Земля примерно в 10 раз массивнее нашего дома. Астрономы считают, что класс планет, относящихся к супер-Землям, представлен планетами каменистого типа, однако подтвердить это без точных наблюдений пока не представляется возможным. Даже если так, то LHS 1140b – настоящая мать всех супер-Земель. Ученые убеждены, что планета относится к каменистому типу, имеет железное ядро… и, возможно, живых инопланетян на своей поверхности.
Она находится всего в 40 световых годах и поэтому представляет собой отличную цель для отправки сообщений, которые могут привлечь внимание разумной жизни, если она там, конечно, есть. Кроме того, расположение LHS 1140b относительно Земли и ее более замедленная скорость вращения упрощают задачу по наблюдению за ней.
Звезда Табби
Когда звезда теряет энергию, она мерцает. Поэтому идея о внеземной космической мегаструктуре инопланетян имеет под собой определенную долю смысла
Вокруг звезды Табби, или KIC 8462852, разгорелось множество споров на тему вероятности наличия возле нее некой «инопланетной мегаструктуры». Находящаяся на расстоянии почти 1500 световых лет до Земли эта звезда впервые была открыта астрономом из Йельского университета Табетой Бояджян и сразу привлекла к себе внимание ученых своим необычным поведением. Яркость звезды время от времени изменяется настолько сильно, что это явление нельзя объяснить обычным присутствием в регионе экзопланеты. Поэтому среди прочих предположений, пытающихся объяснить подобный феномен, конечно же, есть и вариант с пришельцами.
Якобы сверхразвитая внеземная цивилизация могла построить вокруг звезды Таби специальное устройство, собирающее ее энергию и конвертирующее ее в нечто более полезное. Когда звезда теряет энергию, она мерцает. Поэтому идея о внеземной космической мегаструктуре инопланетян имеет под собой определенную долю смысла.
Однако все же наиболее свежей и вероятной теорией, пытающейся объяснить крайне необычное поведение звезды Таби, является предположение о том, что она поедает одну из своих экзопланет. Звучит не менее интересно, следует признать. Тем не менее идея о пришельцах окончательно пока не отброшена.
Спутник Ганимед
Может хоть здесь жизнь найдут?
Еще один из спутников Юпитера, на котором может быть жизнь. Как и у других лун, у Ганимеда подозревается наличие подповерхностного океана. Причем в таком объеме, что воды в нем может содержаться даже больше, чем на Земле. Что интересно, наблюдение за поверхностью Ганимеда показало наличие признаков того, что когда-то по ней текла жидкая вода, просочившаяся через трещины в ледяной корке спутника.
Исследование этого спутника даже привело к разработке нового научного метода исследования. Например, при анализе магнитных полей ученые обнаружили, что из этой информации можно вывести некоторое представление о внутреннем строении спутника, включая данные о наличии под его поверхностью жидкой воды.
На данный момент Ганимед не исследует ни один космический аппарат. Однако в 2022 году планируется отправить к нему Jupiter Icy Moon Explorer, или просто JUICE, – межпланетную автономную станцию, которая, добравшись Юпитера где-то к 2030 году, займется изучением его системы.
10 гипотетических форм жизни, существование которых возможно во Вселенной
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
1. Метаногены
Как и на Земле, атмосфера Титана в основном состоит из азота, но он смешан с метаном. Титан также является единственным местом в Солнечной системе, где кроме Земли существует множество озер и рек (состоящих из смеси этана с метаном). Жидкость считается необходимой для молекулярных взаимодействий органической жизни, но до сих пор на других планетах искали обычную воду.
2. Жизнь на основе кремния
Жизнь на основе кремния является, пожалуй, наиболее распространенной формой альтернативной биохимии, которая описывается в научно-популярной фантастике. Кремний является настолько популярным потому, что он очень похож на углерод и может принимать четыре формы, как и углерод.
Это открывает возможность для существования биохимической системы, основанной полностью на кремнии, который является самым распространенным элементом в земной коре, кроме кислорода. Недавно была открыта разновидность водорослей, которая использует кремний в процессе своего роста. Полноценная кремниевая жизнь вряд ли появится на Земле, поскольку большинство свободного кремния находится в вулканических и магматических породах из силикатных минералов. Но ситуация может отличаться в высокотемпературной среде.
3. Другие альтернативные биохимические системы
Существует много других предположений относительно того, как может развиваться жизнь, основанная на другом элементе, в не на углероде. Равно как углерод и кремний, бор имеет тенденцию образовывать прочные ковалентные молекулярные соединения, образуя различные структурные разновидности гидрида, в которых атомы бора связаны водородными мостиками. Подобно углероду, бор может образовывать связи с атомом азота, приводя к созданию соединений, которые имеют химические и физические свойства, аналогичные алканам, простейшим органическим соединениям.
Вся жизнь на Земле состоит из углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы, но в 2010 году ученые НАСА нашли бактерию GFAJ-1, которая может включать мышьяк вместо фосфора в свою клеточную структуру. GFAJ-1процветает в богатых мышьяком водах озера Моно в Калифорнии. Мышьяк считался ядовитым для каждого живого существа на планете, но оказалось, что возможна жизнь на его основе.
Также в качестве возможной альтернативы воды для создания жизненных форм был назван аммиак. Биохимики создали азотно-водородные соединения с использованием аммиака в качестве растворителя, который может быть использован для создания белков, нуклеиновых кислот и полипептидов. Любое жизнь на основе аммиака должна будет существовать при более низких температурах, при которых аммиак принимает жидкое состояние.
Сера, как полагают, послужила основой для начала обмена веществ на Земле, и даже сегодня существуют организмы, которые в своем метаболизме используют серу вместо кислорода. Возможно, в другом мире эволюция будет развиваться на основе серы. Некоторые считают, что азот и фосфор могут также занять место углерода при очень специфических условиях.
4. Меметическая жизнь
Ричард Докинз считает, что «развитие жизни заключается в выживании и размножении». Жизнь должна быть способна к воспроизведению и должна развиваться в среде, где возможны естественный отбор и эволюция. В своей книге «Эгоистичный ген» Докинз отметил, что понятия и идеи развиваются в головном мозге и распространяются между людьми посредством общения. Во многих отношениях это напоминает поведение и адаптацию генов. Докинз ввел понятие мема, которое описывает единицу передачи человеческой культурной эволюции, аналогичной гену в генетике. Когда человечество стало способно к абстрактному мышлению, эти мемы стали развиваться дальше, регулируя племенные отношения и формируя основу первой культуры и религии.
5. Синтетическая жизнь на основе КНК
6. Хромодинамика, слабые ядерные силы и гравитационная жизнь
Хромодинамическая жизнь может быть возможна на основе сильного ядерного взаимодействия, которое является сильнейшей из основных сил, но только на очень коротких расстояниях. Он предполагает, что такая среда может существовать на нейтронной звезде, сверхплотном объекте, который имеет массу звезды, но его размер составляет всего 10-20 километров.
Фрейтас считает жизненные формы на основе слабых ядерных сил менее вероятными, поскольку слабые силы действуют только лишь в суб-ядерном диапазоне, и они не особенно сильные.
Также могут существовать гравитационные существа, поскольку гравитация является наиболее распространенной и эффективной фундаментальной силой во вселенной. Такие существа могли бы получать энергию от самой силы тяжести во Вселенной.
7. Пылевая плазменная форма жизни
Как известно, органическая жизнь на Земле основана на молекулах соединения углерода. Но в 2007 году, международная команда ученых во главе с В.Н.Цытовичем из Института общей физики Российской академии наук документально подтвердила, что при определенных условиях частицы неорганической пыли могут организовываться в спиральные структуры, которые затем могут взаимодействовать друг с другом практически идентично процессам органической химии. Подобный процесс происходит в состоянии плазмы, четвертом состоянии вещества (помимо твердого, жидкого и газообразного), в котором электроны отрываются от атомов.
Команда Цытовича обнаружили, что когда электроны отделяются, а плазма становится поляризованной, частицы в плазме без внешнего воздействия самоорганизоваются в форму спиральных структур, которые притягиваются друг к другу. Эти спиральные структуры также могут разделяться, формируя в дальнейшем копии исходной структуры, подобно ДНК.
8. iCHELL
У профессора Ли Кронина, завкафедрой химии в колледже науки и техники Университета Глазго, есть мечта — он хочет создать живые клетки из металла. Для этого профессор экспериментирует с полиоксометаллатами, атомами металла, связывая их с кислородом и фосфором, чтобы создать пузырькообразные ячейки, которые он называет неорганическими химическими клетками или iCHELL. Изменяясостав оксида металла, пузырькам могут быть приданы характеристики мембран биологических клеток.
9. Гипотеза Гайя
В 1975 году Джеймс Лавлок и Сидни Эптон написали статью для New Scientist «В поисках Гайя». Несмотря на то, что традиционно принято считать, что жизнь возникла на Земле, Лавлок и Эптон утверждают, что жизнь сама по себе принимает активную роль в определении и поддержании условий для своего выживания. Они предположили, что все живое на Земле, вплоть до воздуха, океанов и суши, является частью единой системы, которая представляет из себя живой супер-организм, способный изменить температуру поверхности и состав атмосферы, чтобы обеспечить свое выживание.
Эту систему Гайя, в честь греческой богини Земли. Она существует, чтобы поддерживать гомеостаз, с помощью которого биосфера может существовать в системе Земли. Биосфера Земли якобы имеет ряд природных циклов, и с одним из них что-то идет не так, то остальные компенсируют его в целях поддержания условий для существования жизни. С помощью этой гипотезы легко объяснить, почему атмосфера не состоит в основном из диоксида углерода или почему моря не слишком соленые.
10. Зонды фон Неймана
Возможность искусственной жизни на основе машин обсуждается уже давно. Сегодня же рассмотрим концепцию зондов фон Неймана. Венгерский математик и футурист середины 20-го века Джон фон Нейман считал, что для того, чтобы повторить функции человеческого мозга, машине необходимы самоосознание и механизм самовосстановления. Он выдвинул идею создания самовоспроизводящихся машин, которые должны иметь какой-то универсальный конструктор, позволяющий им не только строить собственные реплики, но и потенциально улучшать или изменять версии, что сделает возможным долговременную эволюцию.
Зонды-роботы фон Неймана будут идеально подходить для того, чтобы достичь далеких звездных систем и создать заводы, на которых они будут размножаться тысячами. Причем луны, а не планеты больше подходят для зондов фон Неймана, поскольку они могут легко приземляться и взлетать с этих спутников, а также потому, что на спутниках нет эрозии. Эти зонды будут размножаться за счет природных залежей железа, никеля и т.д., добывая сырье для создания заводов роботов. Они создадут тысячи копий самих себя, а затем полетят искать другие звездные системы.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
