10 можливих форм життя

У пошуках екстратересійного інтелекту вчені часто обвинують «карбоновий хаувінізм», оскільки вони очікують інших форм життя у Всесвіті, щоб бути зроблені з тих же біохімічних будівель, як ми, вирівняючи наш пошук відповідно. Але життя може бути різним - і люди думають про це -- так давайте вивчити десять можливих біологічних і небіологічних систем, які розширюють визначення «живого».

Метаногени



У 2005 році Heather Smith International Space University in Strasbourg та Кріс МакКай Центру досліджень Ames в НАСА підготували папір з можливістю життя на основі метану, так званих метаногенів. Таке життя може споживати водню, ацетилен і етан, видихаючи метану замість вуглекислого газу.

Це може зробити життєві звичаї зони можливо в холодних світах, таких як Saturn's Moon Titan. Атмосфера Титана переважно азотом, але змішана з метаном. Титан також є єдиним місцем в нашій сонячній системі, крім Землі, де є великі рідкі тіла води — озер і ріки етанової суміші. (Субтерранські тіла води також присутні на Титані, його сестра місяць Енцладус, і Місяць Юпітера Європи.) Рідина вважається важливою для молекулярних взаємодій органічного життя і, звичайно, фокус буде на воді, але етан і метану також дозволяють проводити такі взаємодії.

Місія Казсіні-Гуїгенів НАСА та ЕСА в 2004 році спостерігала у мудії світу з температурою -179 градусів Цельсія, де вода була кам'яною твердою та метаною, що поплавлялася по річкових долинах та басейнах в полярних озерах. У 2015 році команда хімічних інженерів та астрономів в Кукуруднському університеті розробила теоретичну клітинну мембрану з невеликих органічних сполук азоту, які можуть функціонувати в рідині титану. Вони називають їх теоретичною клітиною «нітрозі», яка буквально означає «нітрогенне тіло», і вона мала однакову стійкість і гнучкість, як і наземний ліпосом. Найцікавіші молекулярні сполуки були акрилонітриловими нітросом. Acrylonitrile, безбарвна та отруйна органічна молекула, використовується для акрилових фарб, гуми та термопластів на Землі; вона також була знайдена в атмосфері титана.

Ускладнення цих експериментів для пошуку позаземного життя не можна перестаратися. Не тільки може стати потенційно розвиватися життя на титані, але він також може бути виявлений воднем, ацетиленом і етановими слідами на поверхні. Планети та місячні, чиї атмосфери переважають метаном не тільки навколо сонцеподібних зірок, але й навколо червоної карлики в широкій зоні Goldilocks. Якщо НАСА запускає Titan Mare Explorer у 2016 році, ми детально проведемо інформацію про можливе життя на азоті у 2023 році.

Термін придатності кремнію



Життя на основі кремнію є, мабуть, найбільш поширеною формою альтернативної біохімії, улюбленої за допомогою популярної науки і фантастики - думають про хору з Старого Трека. Ця ідея далеко від нових, її коріння повернутися до рефлекторів H.G. Wells в 1894 році: «Яку фантастичну уяву можна відтворити з такого припущення: уявіть силікон-алюмінієві організми – або, можливо, силікон-алюмінієві люди одночасно? – проїзд через атмосферу сірки газу, нехай скажемо, на морех рідкого заліза при температурі декількох тисяч градусів або так, тільки над температурою дробильної печі. й

Кремній користується популярністю саме тому, що він дуже схожий на вуглецевий і може сформувати чотири зв’язки, як вуглецевий, що відкриває можливість створення біохімічної системи повністю залежним від кремнію. Це найбагатший елемент земної кори, крім кисню. На Землі, що включають кремнію в процес росту. Силікон грає другу роль після вуглецю, оскільки він може сформувати більш стабільні та різноманітні складні конструкції, необхідні для життя. Вуглеві молекули включають кисневе і азотне, що утворюють неймовірно міцні зв’язки. Комплекс молекул кремнію на основі кремнію, на жаль, схильний до розпаду. Крім того, вуглецю надзвичайно рясний у Всесвіті і проіснував на мільярди років.

Неймовірно, що життя силікону з'явиться в середовищі, схожих на Землю, оскільки найвільніший кремній буде зафіксовано в вулканічних і неяскравих скелях з силікатних матеріалів. Визначено, що речі можуть бути різними у високотемпературних середовищах, але не знайдено доказів. Широкий світ, як титан, може підтримувати життя силікону, можливо, в поєднанні з метаногенами, як молекули кремнію, такі як силани та полісилани, можуть мити органічну хімію Землі. Однак поверхня Титана переважає вуглецем, в той час як більшість кремнію глибоко нижче поверхні.

НАСА астрохімік Макс Бернштейн запропонував, що життя силікону може існувати на дуже гарячій планеті, з атмосферою, багатим воднем і бідним в кисневому стані, що дозволяє комплексній хімії силіну з зворотними зв'язками кремнію до селену або казеїну, але це, відповідно до Бернштейна, навряд чи мало. На Землі такі організми дуже повільно розмножуються, і наша біохімія не заважатиме один одному. Вони можуть, однак, повільно їсти наші міста, але «джеммер може застосовуватися до них. й

Інші біохімічні варіанти



В принципі є кілька пропозицій для систем життя на основі чогось іншого вуглецю. Так само вуглецевий і кремній, борон також має властивість формувати сильні молекулярні сполуки коваленту, формувати різні структурні варіанти гідравліду, в яких боронові атоми з'єднуються водні мости. Як і вуглецевий, boron може зв'язатися з азотом, формуючи сполуки, схожі на хімічні та фізичні властивості до лужників, найпростіші органічні сполуки. Основна проблема з бороном життя полягає в тому, що це досить рідкісний елемент. Життєве життя на основі Борона буде найбільш вигідним у середовищі, що є досить низьким для рідких аміаку, щоб бути більш керованим.

Ще однією можливою формою життя, яка привертала особливу увагу, є життя на основі арсена. Все життя на Землі складається з вуглецю, водню, кисневого, фосфору та сірки, але в 2010 році НАСА оголосила, що вона виявила бактерію ГФАДЖ-1, які можуть включати арсеніку замість фосфору в структуру клітин без будь-яких наслідків для себе. GFAJ-1 живе в африкансько-багатих водах озера Моно в Каліфорнії. Арсеничний є отруйним для будь-якого живого істоти на планеті, крім декількох мікроорганізмів, які зазвичай переносять або дихають його. GFAJ-1 - це перший раз, коли організм встановив цей елемент як біологічний блок будівлі. Незалежні експерти розбавили цю заяву трохи, коли вони не знайшли доказів аренії в ДНК або навіть будь-яких аренатів. Тим не менш, існує інтерес до можливої біохімії на основі арсена.

Аміаку пропонується в якості можливої альтернативи воді для будівництва життєвих форм. Вчені запропонували існування біохімії на основі азотно-гідрогенних сполук, які використовують аміаку як розчинник; його можна використовувати для створення білків, нуклеїнових кислот і поліпептидів. Будь-яка форма життя на основі аміаку повинна існувати при низьких температурах, при яких аміанія бере рідку форму. Суцільний аміаку щільніше, ніж рідка аміанія, тому немає способу її заморожування, коли він охолоне. Для одноклітинних організмів це не буде проблемою, але б викликати хаос для багатоклітинних організмів. Однак існує можливість одноклітинних аміаків на холодних планетах сонячної системи, а також на газових гігантах, таких як Юпітер.

Сульфур вважається основою для обміну речовин на Землі та відомих організмів, метаболізм яких передбачає сірку замість кисню, що існують в екстремальних умовах на Землі. Можливо, в іншому світі життєві форми сірки можуть отримати еволюційну перевагу. Деякі вважають, що азот і фосфор також може зайняти місце вуглецю в досить специфічних умовах.

Меметична життя



Річард Давкінс вважає, що основний принцип життя: «Все життя розвивається через механізми виживання реплікаційних істот». Життя має бути в змозі відтворити (з певними припущеннями) і жити в середовищі, де можливий природний вибір і еволюція. У своїй книзі The Selfish Gene, Dawkins зауважив, що концепції та ідеї генеруються в мозку і поширення серед людей в процесі спілкування. У багатьох способах це нагадує поведінку і адаптацію генів, тому він називає їх «Меми». У порівнянні з піснями, жартами та обрядами гуманного суспільства до перших етапів органічного життя — безплатні радикали, що пливуть у Стародавніх морях Землі. Створення розуму відтворюють, еволюціонують і борються, щоб вижити в царстві ідей.

Схожі мами існували перед людством, у суспільних зверненнях птахів і навчається поведінка примушених. Як людство стало здатним думати анотаціями, розробляючи далі, керуючи племінними відносинами і формувати основу для перших традицій, культури і релігії. Винахідка письмо далі проштовхнула розвиток меми, оскільки вони змогли розкласти через простір і час, передає меметтичну інформацію таким же чином, що гени передають біологічну інформацію. Для деяких, це чистий аналогія, але інші вважають, що мами представляють собою унікальний, нехай трохи індиментарний і обмежений вигляд життя.

Хтось пішов ще далі. Георг ван Дрім розробив теорію самбіосизму, яка має на увазі, що мови самі формують життя. Старі лінгвістичні теорії думали мову як щось паразита, але ван Дрім вважає, що ми живемо у співпраці з мемеметологічними суб’єктами, які вражають наші мозок. Ми живемо в сибіотичних відносинах з мовними організмами: без нас вони не можуть існувати, і без них ми не відрізняється від герпесу. Він вірить, що ілюзія свідомості і безкоштовно призведе до взаємодії тваринних інстинктів, голоду і лютого носія та мовного симпіонату, відтворена за допомогою ідей і сенсів.

Синтетичний життя на основі XNA



Життя на Землі базується на двох молекулах, ДНК та РНК, а також науковці давно задаються, якщо можуть бути створені інші подібні молекули. Незважаючи на те, що будь-який полімер може зберігати інформацію, РНК та ДНК, що відображає спадкоємність, кодування та передачу генетичної інформації та здатні адаптувати час через еволюцію. ДНК і РНК є ланцюжками молекул нуклеотиду, що складаються з трьох хімічних компонентів – фосфату, п'ятивуглецевої цукрової групи (деоксидрибози в ДНК або рибоза в РНК) і одна з п'яти стандартних основ (аденін, гуанін, цитозин, тимін або урацил).

У 2012 році група науковців з Англії, Бельгії та Данії вперше була в світі для розробки ксенонуклеїнової кислоти (XNA), синтетичних нуклеотидів, які функціонально і структурно нагадують ДНК і РНК. Вони були розроблені за допомогою заміни цукрових груп дезоксирибозу та рибозу з різними замінниками. До того ж, за перший раз в історії вони змогли відтворити і розвиватися. У ДНК та РНК відбувається повторення за допомогою молекул поліпази, які можуть читати, транувати та зворотний транскрипцію нормальної нуклеїнової кислоти. Група розробила синтетичні полімеризи, які створили шість нових генетичних систем: HNA, CeNA, LNA, ANA, FANA та TNA.

Одна з нових генетичних систем, HNA, або гекситонуклеїнової кислоти, була досить міцною, щоб зберігати потрібну кількість генетичної інформації, яка може служити основою для біологічних систем. Ще однією, нуклеїновою кислотою, або TNA, стала потенційним кандидатом на таємничу первинну біохімію, яка панувала на світі життя.

Для цих досягнень існує безліч можливостей. Подальші дослідження можуть допомогти розробити кращі моделі для виникнення життя на Землі і мають наслідки для біологічних тканин. XNA може бути терапевтично корисним, тому що це можливо для створення нуклеїнових кислот для лікування і зв'язування конкретних молекулярних цілей, які не погіршуються як швидко, як ДНК або РНК. Вони можуть навіть сформувати основу молекулярних машин або навіть штучних форм життя.

Але перед цим стає можливо, інші ферменти, сумісні з однією з XNAs, повинні бути розроблені. Хто вже був розроблений в Великобританії наприкінці 2014 року. Також є можливість, що XNA може завдати шкоди організмам РНК/ДНК, тому безпека повинна стати першою.

Хромодинаміка, слабка ядерна сила і гравітаційне життя



У 1979 році вчений і нанотехнолог Роберт Фрітас Жр. запропонував можливий небіологічний життя. Він заявив, що можливий обмін живих систем базується на чотирьох фундаментальних силах - електромагнетизмі, сильній ядерній силі (або квантової хромодинаміки), слабкої ядерної сили і тяжіння. Електромагнітне життя – стандартне біологічне життя, яке ми маємо на Землі.

Хромодинамічне життя може бути засноване на сильному ядерному силі, що вважається найсильнішим фундаментальних сил, але тільки на надзвичайно коротких відстанях. Фрейтас запропонував, що таке середовище може бути можливо на нейтронному зірці, важко обертається об'єкт 10-20 кілометрів в діаметрі з масою зірки. З неймовірною щільністю потужне магнітне поле і тяжіння 100 мільярдів разів сильніше, ніж на Землі, така зірка повинна мати ядро з 3-кілометровою скоринкою кристалічного заліза. Під ним буде море неймовірно гарячих нейтронів, різних ядерних частинок, протонів і нуклейок атомів, і можливо нейтрон-багатих «макронуклеї». Ці макронуклеї можуть теоретично формувати великі наднуклеї, схожі на органічні молекули, неутрони, що діють як еквівалент води в середземноморській системі.

Фрейтас побачив життя форм на основі слабкої ядерної сили, як малоймовірно, так як слабкі сили працюють тільки в підядерному діапазоні і не особливо міцні. Як бета-радіоактивний розпад і вільний недолік нейтронів часто показують, життєві форми слабкої взаємодії можуть існувати з обережним контролем слабких взаємодій в їх середовищі. Фрейтас зарекомендував істоти, зроблені з атомів з надлишком нейтронів, які стають радіоактивними, коли вони гинуть. Він також запропонував, що є регіони Всесвіту, де слабша ядерна сила, що означає, що шанси такого життя з'являються вище.

Випробування може також існувати, оскільки тяжіння є найбільш багатою і ефективною фундаментальною силою в Всесвіті. Такі істоти можуть гасити енергію від сили тяжіння, отримувати необмежену потужність від зіткнення чорних отворів, галактик, інших знаменитих об'єктів; менші істоти від обертання планет; найменші з енергії водоспадів, вітру, тідів і океанових струмів, можливо землетрусів.

Живі форми від пилу та плазми



Органічне життя на Землі базується на молекулах з вуглецевими сполуками, і ми вже з'ясували можливі сполуки для альтернативних форм. Але в 2007 році міжнародна команда науковців під керівництвом В. Н. Цитовича з Інституту загальної фізики російської академії наук задокументувала, що за правими умовами частинки неорганічного пилу можуть збиратися в спіралі структури, які потім взаємодіють один з одним способом, властивої органічній хімії. Ця поведінка також народжується в плазмовому стані, четвертий стан матерії після твердих, рідких і газоподібних, коли електрони відриваються від атомів, залишаючи масу заряджених частинок.

Група Cytowicz виявила, що коли електрон заряджає окрему і плазмову поляризацію, частинки в плазмі самоорганізують в спіральні конструкції, такі як електрозварювально заряджається і приваблює один одного. Також можна розділити на копії оригінальних структур, як ДНК, так і занурення зарядів у сусідів. Ці комплекси, самоорганізація плазмових структур відповідають всім необхідним вимогам, які розглядаються кандидатами на неорганічну життєдіяльність. Вони автономні, вони розмножуються і вони розвиваються. й

Деякі скептики вважають, що такі претензії більш намагаються привернути увагу, ніж серйозні наукові вимоги. Хоча геологічні структури в плазмі можуть нагадувати ДНК, схожість у вигляді не обов'язково невідповідно схожості в функції. Більш того, що спіралі відтворюються не означає потенціал для життя; хмари роблять. На комп’ютерних моделях проведено ще більш депресування, багато досліджень.

Одна з учасників також повідомила, що хоча результати нагадували життя, в кінці вони «регулювали особливу форму плазмового кристала». І все ж, якщо неорганічні частинки в плазмі можуть перетворюватися в самореплічування, за допомогою форм життя, вони можуть бути найбільш рясною формою життя в Всесвіті, завдяки вузькій плазмі і міжзорої хвилі пилу по всьому космосу.

Неорганічні хімічні клітини



Професор Лі Кронін, хімік Університету Глазго коледжу науки і техніки, мрії створення живих клітин з металу. Він використовує поліоксометаллати, ряд металевих атомів, що знаходяться на кисневому та фосфорі, для створення целоподібних бульбашок, які він називає «неорганічні хімічні клітини», або iCHELLs (це акронім можна перекласти як «неохоти»).

Група Кроніна почала створювати солі з негативно заряджених великих оксидів металів, що знаходяться на невеликому позитивно зарядженому іоні, як водню або натрієвому. Розчин цих солей потім вводять в інший саліновий розчин, пов'язаний з великими позитивно зарядженими органічними іонами, пов'язаними з невеликими негативно зарядженими. Дві солі зустрічаються і обмінні частини, щоб великі оксиди металів стали партнерами з великими органічними іонами, утворюючи своєрідний бульбаш, який непроникний для води. При зміні оксиду металу бульбашки можуть набути властивості біологічних клітинних мембран, які селективно проходять і випускають хімікати з клітини, потенційно дозволяючи тим же типам контрольованих хімічних реакцій, які відбуваються в живих клітинах.

Команда також робила бульбашки в бульбашах, змиваючи внутрішні структури біологічних клітин, і досягла прогресу у створенні штучної форми фотосинтезу, що може потенційно використовуватися для створення штучних рослинних клітин. Інші синтетичні біологи відзначають, що такі клітини ніколи не стають живими, поки вони мають систему реплікації та еволюції, як ДНК. Кронін не втратить сподівання, що подальший розвиток буде нести плоди. Серед можливих додатків даної технології також є розробка матеріалів для сонячних пристроїв та, звичайно, медицини.

За даними Кроніна, «Головна мета – створити комплексні хімічні клітини з живими властивостями, які допомагають нам зрозуміти розвиток життя і йти таким же чином, щоб принести нові технології на основі еволюції до матеріального світу – свого роду неорганічних живих технологій. й

Вин Нейманн Пробес



Штучне життя на основі штучного життя є досить поширеною ідеєю, майже банальною, тому просто подивіться на фоні Нейман, щоб не обійти його. Вони вперше придумували в середині 20 століття угорською математикою та Футурістом Джоном фоном Нейманом, які вважали, що для того, щоб відтворювати функції мозку людини, машинка повинна мати механізми самолікування та самозбереження. Таким чином, він придумав ідею створення самореплічуючих машин на основі спостережень підвищеної складності життя в процесі розмноження. Уважав, що такі машини можуть стати своєрідним універсальним конструктором, який може дозволити не тільки створювати повну реплікацію самого себе, але і поліпшити або змінити версії, тим самим роблячи еволюцію і збільшити складність протягом часу.

Інші футуристи, такі як Freeman Dyson і Eric Drexler швидко надали ці ідеї до розвідки простору і створили пробіжок фон Нейман. Відправлення самовідкладаючого робота в простір може бути найбільш ефективним способом колонізації галактики, оскільки він може захопити весь молочний спосіб менше одного мільйона років, навіть при обмеженні швидкості світла.

Як мичіо Каку пояснив:

The von Neumann is a robot призначений для досягнення віддалених зоряних систем і створення заводів, які побудують копії самих себе тисячами. Неймовірний місяць, не навіть планета, може стати ідеальним місцем для зон Нейман, оскільки це буде легше висаджувати з тих місячних, а також тому, що місячні не мають ерозії. Ви можете відреагувати землю, гірничодобувний залізо, нікель та іншу сировину для будівництва робочих підприємств. Вони зроблять тисячі копій самих себе, які потім розсіюють в пошуку інших зоряних систем. Протягом багатьох років були винайдені різні варіанти базової ідеїонду фону Нейманн, в тому числі розвідки та розвідки зондів для тихого розвідки та спостереження за позаземними цивілізаціями; зв'язку зондів, які розкидані по всій площі для кращого захоплення відчужувальних радіосигналів; робочі зонди для побудови надмасивних просторових споруд; колонізатори, що підкорять інші світи. Чи можливо навіть бути довідниками, які будуть приймати молоді цивілізації в космос. Алас, може бути Берсеркер, завдання якого буде знищити сліди будь-якої органічної матерії в космосі, а потім спорудження поліцейських зон, які будуть відбити ці атаки. У зв'язку з тим, що фон Нейман може стати своєрідним космічним вірусом, ми повинні бути обережні щодо їх розвитку.

Гіпотез Gaia



У 1975 році James Lovelock і Sidney Upton обмотують статтю на новий науковий співробітник «Погляд за Gaia». Приймаючи до традиційного вигляду, що життя виникла на Землі і тривав на правих матеріальних умовах, Lovelock і Upton запропонували, що життя, таким чином, приймала активну роль у підтримці і визначенні умов її виживання. Вони запропонували, що вся жива речовина на Землі, в повітрі, океани і на поверхні є частиною єдиної системи, яка поводиться як суперорганізм, який здатний регулювати температуру на поверхні і склад атмосфери в дорозі, необхідний для виживання. Вони назвали цю систему Гая, після грецьких богів землі. Для підтримки гомеостазу, завдяки якому біосфера може існувати на землі.

Lovelock працює на гіпотезі Gaia з середини-60-х років. Основна ідея полягає в тому, що біосфера Землі має ряд природних циклів, а коли один йде на світ, інші компенсують його таким чином, що підтримує життєдіяльність. Це може пояснити, чому атмосфера не виконана повністю з вуглекислого газу або чому море не занадто солоні. Незважаючи на те, що генетичні ерозії зробили ранньою атмосферою переважно вуглекислого газу, азотно-продукційні бактерії і рослини виробляють киснем через фотосинтез. На нашу користь змінилася атмосфера. Незважаючи на те, що річки перевозять сіль в океани з скель, салінність океанів залишається стабільною на 3,4%, оскільки сіль дивиться через тріщини в океанській підлозі. Це не свідомі процеси, але результат зворотнього зв'язку, що зберігає планету в живому рівновагі.

Інші докази включають в себе, що якщо не для біологічної активності, метану і водню зникнуть з атмосфери протягом декількох десятиліть. Крім того, незважаючи на 30% зростання температури Сонця за останні 3,5 мільярди років, середня глобальна температура перевищила всього 5 градусів за Цельсієм, завдяки нормативному механізму, який видаляє вуглекислий газ з атмосфери і закривається його у викопаному органічному відношенні.

Спочатку ідеї Lovelock були зустрінуті з позбавками і звинуваченнями. Тим не менш, гіпотеза Gaia вплинула на ідеї про біосферу Землі, допомагаючи формувати цілісне сприйняття їх у науковому світі. Сьогодні гіпотеза Гаї більше поважна, ніж прийнята науковцями. В рамках яких наукових досліджень на Землі є глобальна екосистема.

Палеонтолог Петер Ворд розробив конкурентоспроможну гіпотезу Медеї, названу матір'ю, яка загинула її дітей, в грецькій міфології, основну ідею якого є те, що життя властиво самозахисту і суспензії. Він показує, що історично більшість масових відчуттів викликані життєвими формами, такими як мікроорганізми або хоміди в брюках, які викликають сильне зволоження до атмосфери Землі.



П.С. І пам'ятайте, що лише змінивши вашу свідомість – разом ми змінюємо світ!



Джерело: hi-news.ru