Astronomia senza telescopio: perché il carbonio?

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AWAT della scorsa settimana Perché l'acqua? ha adottato l'approccio per riconoscere che mentre sono disponibili numerosi solventi per supportare biochimiche aliene, è molto probabile che l'acqua sia il solvente biologico più comune là fuori, proprio sulla base della sua semplice abbondanza. Ha anche utili caratteristiche chimiche che sarebbero vantaggiose per le biochimiche aliene, in particolare quando la sua fase liquida si verifica in una zona di temperatura più calda rispetto a qualsiasi altro solvente.

Possiamo limitare il numero di possibili soluti in grado di impegnarsi in attività biochimica assumendo che la vita (vita particolarmente complessa e potenzialmente intelligente) necessiti di componenti strutturali che sono chimicamente stabili in soluzione e in grado di sostenere la loro integrità strutturale di fronte a piccole variazioni ambientali, come i cambiamenti di temperatura, pressione e acidità.

Sebbene il DNA sia spesso discusso come componente fondamentale della vita sulla Terra, è ipotizzabile che una biochimica autoreplicante sia arrivata più tardi. Il macchinario molecolare che supporta la scomposizione dei carboidrati utilizza acidi carbossilici e membrane fosfolipidiche relativamente semplici - sebbene l'intero processo oggi sia facilitato da proteine ​​complesse, che difficilmente si sono formate spontaneamente. Esiste un dibattito attuale sul fatto se la vita abbia avuto origine come replicazione o metabolismo - o se i due sistemi siano nati separatamente prima di unirsi in un'alleanza simbiotica.

In ogni caso, sebbene una varietà di biochimiche su piccola scala, con o senza carbonio, possa essere possibile - sembra probabile che la struttura di organismi di qualsiasi dimensione sostanziale dovrà essere costruita usando polimeri - che sono grandi strutture molecolari, costruite da l'unione di unità più piccole.

Sulla Terra, abbiamo proteine ​​costruite da aminoacidi, DNA costruito da nucleotidi e zuccheri desossiribosio - nonché vari polisaccaridi (ad esempio cellulosa o glicogeno) costruiti da zuccheri semplici. Con solo un microscopico macchinario biochimico in grado di costruire queste piccole unità e poi collegarle insieme, puoi costruire organismi sulla scala di balene blu.

Il carbonio è estremamente versatile nel collegare insieme diversi elementi, in grado di formare più composti di qualsiasi altro elemento che abbiamo finora osservato. Inoltre, è più universalmente abbondante che il prossimo contendente polimerico, il silicio - e vale la pena considerarlo sulla Terra, sebbene il silicio sia atipicamente 900 volte più abbondante del carbonio - ma finisce per avere un ruolo minimo nella biochimica terrestre. Il boro è un altro candidato elementare, anche molto bravo a costruire polimeri, ma il boro è un elemento relativamente raro nell'universo.

Su questa base, sembra ragionevole presumere che se mai incontrassimo una forma di vita aliena macroscopica - con un'integrità strutturale sufficiente a permetterci di stringerci la mano - molto probabilmente avrà una struttura principalmente a base di carbonio.

Tuttavia, in questo scenario è probabile che si verifichi una domanda perplessa sul motivo per cui si cerca un impegno tattile tra le rispettive appendici motile-sensoriali. Potrebbe essere più appropriato offrire di ricostituire i solventi del tuo nuovo amico alieno con dell'acqua riscaldata mescolata con azoto, ossigeno, alcaloide di carbonio - qualcosa che chiamiamo caffè.

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