Az a feltevés, hogy az idegen biokémiai szervezetek valószínűleg folyékony vizet igényelnek, kissé Föld-központúnak tűnhet. De figyelembe véve a világegyetem legszélesebb körű elemeiből származó kémiai lehetőségeket, akkor még egy eltérő biokémiai idegen tudós is valószínűleg egyetért azzal, hogy egy vízoldószer-alapú biokémia valószínűbb, hogy az univerzum más részein fordul elő - és ez lenne a leginkább az intelligens élet kialakulásának valószínű alapja.
Az élet és a biokémia ismeretei alapján valószínűnek tűnik, hogy egy idegen biokémiához oldószerre (például vízre) és egy vagy több elemi egységre lesz szükség szerkezetéhez és funkciójához (például szénhez). Az oldószerek fontosak a kémiai reakciók lehetővé tétele érdekében, valamint az anyagok fizikai szállítása - és mindkét összefüggésben létfontosságúnak tűnik az oldószer folyékony fázisában való tartása.
Arra számíthatunk, hogy a biokémiai szempontból hasznos oldószerek valószínűleg az univerzum leggyakoribb elemeiből - hidrogénből, héliumból, oxigénből, neonból, nitrogénből, szénből, szilíciumból, magnéziumból, vasból és kénből - alakulnak ebben a sorrendben.
Valószínűleg elfelejtheti a héliumot és a neont - mindkettő nemesgáz, ezek nagyrészt kémiailag semlegesek, és csak ritkán képeznek kémiai vegyületeket, amelyek egyikének sem nyilvánvalóan nincs oldószer tulajdonsága. Ami hátul van, a poláris oldószerek, amelyek a biokémiai adatok előállításához a legkönnyebben elérhetők, elsősorban a víz (H2O), majd ammónia (NH3) és hidrogén-szulfid (H2S). Különböző nem poláros oldószerek is előállíthatók, nevezetesen a metán (CH4). Általános értelemben véve, a poláris oldószerek gyenge elektromos töltéssel bírnak és a vízben oldódó dolgok többségét feloldhatják, míg a nem poláros oldószerek nem töltöttek és inkább olyan ipari oldószerekhez hasonlóak, mint amelyek a Földön ismertek, mint például a terpentin.
Isaac Asimov, aki, amikor a tudományos fantastikát nem írta biokémikusként, hipotetikus biokémiát javasolt, amelyben a poli-lipidek (lényegében zsírmolekulák láncai) helyettesíthetik a fehérjéket egy metán (vagy más nem poláros) oldószerben. Egy ilyen biokémia működhet a Szaturnusz holdján, a titánon.
Mindazonáltal a világegyetemben potenciálisan gazdag oldószerek listájából a víz tűnik a legjobb jelöltnek egy összetett ökoszisztéma támogatására. Végül is, valószínűleg ez a legszélesebb körben előforduló oldószer - és folyékony fázisa magasabb hőmérsékleti tartományban fordul elő, mint a többi.
Ésszerűnek tűnik feltételezni, hogy a biokémia dinamikusabb lesz egy melegebb környezetben, több energiával rendelkezik a biokémiai reakciók végrehajtásához. Egy ilyen dinamikus környezetnek azt kell jelentenie, hogy az organizmusok sokkal gyorsabban növekedhetnek és szaporodnak (és így fejlődnek).
A víz előnyei a következők:
• erős hidrogénkötésekkel rendelkezik, amelyek erős felületi feszültséget adnak (háromszorosa a folyékony ammóniának) - ez elősegíti a prebiotikus vegyületek aggregációját és a membránok kialakulását;
• képesség gyenge nem-kovalens kötések létrehozására más vegyületekkel - ami például támogatja a fehérjék 3D-s szerkezetét a Föld biokémiájában; és
• az elektronszállításban való részvétel (az energiatermelés legfontosabb módszere a Föld biokémiájában) hidrogénion és az ahhoz tartozó elektron adományozásával.
A hidrogén-fluoridot (HF) javasolták alternatív stabil oldószerként, amely szintén részt vehet elektronszállításban - folyadékfázis -80 oC és 20 oC 1 légköri nyomáson (föld, tenger szint). Ez egy melegebb hőmérsékleti tartomány, mint a többi oldószer, amely valószínűleg mindenütt bőséges, kivéve a vizet. Ugyanakkor maga a fluor nem nagyon elõnyös elem, és a HF víz jelenlétében fluor-fluorid-savvá alakul.
H2Az S elektrontranszport-reakciókban is használható - és ezt néhány földi szárazföldi szintetizáló baktérium is alkalmazza -, de folyadékként csak a viszonylag szűk és hideg -90 ° C hőmérsékleti tartományban létezik. oC -60 ° C oC 1 atmoszférában.
Ezek a pontok legalábbis azt bizonyítják, hogy a folyékony víz statisztikailag valószínűbb alapja az intelligens életet támogatni képes összetett ökoszisztémák kialakulásának. Bár lehetséges más oldószereken alapuló biokémiai módszer is - valószínűleg csak hideg, alacsony energiatartalmú környezetre korlátozódik, ahol a biológiai sokféleség és az evolúció fejlődési üteme nagyon lassú lehet.
Az egyetlen kivétel e szabály alól a nagynyomású környezet, amely fenntartja ezeket az egyéb oldószereket folyékony fázisban magasabb hőmérsékleten (ahol egyébként gázként léteznének 1 atmoszféra nyomáson).
Jövő héten: Miért szén?
