외계 생화학이 액체 물을 필요로한다는 가정은 지구 중심적인 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 우주에서 가장 풍부한 원소에서 얻을 수있는 화학적 가능성을 감안할 때, 다른 생화학을 가진 외계인 과학자조차도 용제 기반 생화학이 우주의 다른 곳에서 발생할 가능성이 더 높다는 데 동의 할 것입니다. 지능적인 삶의 토대가 될 것입니다.
우리가 생명과 생화학에 대해 알고있는 것에 기초하여, 외계 생화학은 물과 같은 용매와 그 구조와 기능 (탄소와 같은)을위한 하나 이상의 원소 단위가 필요할 것 같습니다. 용매는 물리적으로 물질을 운반 할뿐만 아니라 화학 반응을 가능하게하는 데 중요합니다. 두 가지 상황에서, 용매를 액체 상태로 유지하는 것이 중요합니다.
우리는 일반적인 생화학 적으로 유용한 용매가 우주에서 가장 일반적인 원소, 즉 수소, 헬륨, 산소, 네온, 질소, 탄소, 실리콘, 마그네슘, 철 및 황에서 순서대로 형성 될 것으로 예상 할 수 있습니다.
헬륨과 네온을 잊어 버릴 수 있습니다. 귀금속은 화학적으로 거의 불활성이며 화학적 화합물을 거의 형성하지 않으며 용매의 특성을 갖지 않습니다. 남은 것을 살펴보면 생화학을 지원하는 데 가장 쉽게 사용할 수있는 극성 용매는 먼저 물입니다 (H2O) 그런 다음 암모니아 (NH3) 및 황화수소 (H2에스). 다양한 비극성 용매, 특히 메탄 (CH)이 형성 될 수 있음4). 대체로 극성 용매는 약한 전하를 가지며 수용성 인 대부분의 물질을 용해시킬 수 있지만, 비극성 용매는 전하가없고 지구에서 우리가 익숙한 테레빈 유와 같은 산업용 용매와 비슷하게 작용합니다.
공상 과학 소설을 쓰지 않았을 때 아이작 아시모프 (Isaac Asimov)는 폴리 지질 (본질적으로 지방 분자 사슬)이 메탄 (또는 다른 비극성) 용매에서 단백질을 대신 할 수있는 가상 생화학을 제안했다. 이러한 생화학은 토성의 달 타이탄에서 작동 할 수 있습니다.
그럼에도 불구하고, 우주에서 잠재적으로 풍부한 용매 목록에서 물은 복잡한 생태계를 지원하는 가장 좋은 후보로 보입니다. 어쨌든 가장 보편적으로 풍부한 용매가 될 것입니다. 액체상은 다른 것보다 높은 온도 범위에서 발생합니다.
생화학은 생화학 반응을 유발하기 위해 더 많은 에너지를 사용할 수있는 따뜻한 환경에서 더 역동적이라고 가정하는 것이 합리적입니다. 이러한 역동적 인 환경은 유기체가 훨씬 빠르게 성장하고 번식 할 수 있다는 것을 의미합니다.
물은 또한 다음과 같은 장점이 있습니다.
• 강한 수소 결합이있어 강한 표면 장력 (액체 암모니아의 3 배) – 프리 바이오 틱 화합물의 응집과 막의 발달을 촉진합니다.
• 다른 화합물과 약한 비공유 결합을 형성 할 수있는 것 – 예를 들어 지구 생화학에서 단백질의 3 차원 구조를지지하는 것; 과
• 수소 이온과 그에 상응하는 전자를 기증함으로써 전자 수송 반응 (지구 생화학의 주요 에너지 생산 방법)에 참여할 수있는 능력.
플루오르 화수소 (HF)는 액상이 -80 인 전자 수송 반응에 관여 할 수있는 대체 안정한 용매로 제안되었습니다 영형C와 20 영형1 기압 (지구, 해수면)에서 C. 이것은 물을 제외하고 보편적으로 풍부 할 가능성이있는 다른 용매보다 따뜻한 온도 범위입니다. 그러나 불소 자체는 매우 풍부한 원소가 아니며 HF는 물이있는 경우 불산으로 변합니다.
H2S는 전자 수송 반응에 사용될 수 있으며 일부 지구 기반 화학 합성 박테리아에 의해 사용됩니다 – 그러나 유체로서 -90의 비교적 좁고 차가운 온도 범위에서만 존재합니다 영형C에서 -60 영형1 기압에서 C.
이러한 점들은 최소한 지능적인 생명을 지탱할 수있는 복잡한 생태계의 개발을 위해 통계적으로 가장 가능성이 높은 액체 물에 대한 강력한 사례입니다. 다른 용매를 기반으로 한 다른 생화학도 가능하지만 생물학적 다양성과 진화의 발달 속도가 매우 느릴 수있는 차갑고 에너지가 낮은 환경으로 제한되는 것 같습니다.
이 규칙에 대한 유일한 예외는 다른 용매를 더 높은 온도 (1 기압의 가스에서 가스로 존재하는 경우)에서 유체 상으로 유지할 수있는 고압 환경 일 수 있습니다.
다음주: 왜 탄소인가?
