10 Възможни форми на живот

В търсене на извънземен разум, учените често се обвинени в "въглероден шовинизъм", както се очаква, че друга форма на живот във Вселената се състои от същите биохимични градивни елементи, които по подходящ начин изграждат своето търсене. Но животът може да е доста по-различно - и хора, които мислят за него - така че нека да разгледаме десет възможни биологични и не-биологични системи, които разширяват определението за "живот".

метаногени

През 2005 г. Хедър Смит на Международната космическа Университета в Страсбург и Крис Маккей от Ames Research Center на НАСА подготвил хартия разглеждането на възможното наличие на метан-базиран живот, така наречените метаногени. Такива форми на живот може да консумират водород, ацетилен и етан, метан издишване вместо въглероден диоксид.

Това ще направи възможни обитаеми зони на живот в студените светове като Титан. Подобно на Земята атмосфера Титан е представена главно азот, но се смесва с метан. Titanium е и единственото място в нашата слънчева система, различна от Земята, където има големи ликвидни резервоари - езерата и реките на етан-метан смес. (Подземни резервоари са също присъства на Титан, нейната сестра луна Енцелад и луна на Юпитер, Европа). Счита се, че течността, необходима за молекулното взаимодействие между органичен живот и, разбира се, акцентът ще бъде върху водата, но метан и етан, също и да дадат на тези взаимодействия се осъществяват.

Мисията на НАСА и ЕКА «Касини-Хюйгенс" през 2004 г., светът наблюдаваше мръсен с температура от -179 градуса по Целзий, където водата е твърда като скала и метан плуваха в поречията на реките и водните басейни в полярни езера. През 2015 г. екипа на химически инженери и Cornell University астрономи разработен теоретичен клетъчната мембрана на малки органични азотни съединения, които могат да функционират като течен метан Титан. Нарекоха теоретичните си клетка "azotosomoy", което буквално означава "тялото азот", а тя имаше същата стабилност и гъвкавост, като земен липозомите. Най-интересното съединение акрилонитрил молекулно е azotosoma. Акрилонитрил, безцветен и отровен органична молекула, използвана за акрилни бои, каучук и термопластични на земята, тъй като е намерено в атмосферата Титан.

Последствията от тези експерименти за търсенето на извънземен живот е трудно да се надценяват. Животът не е само потенциално може да се развие на Титан, но също така може да се намери на водород, ацетилен и етан на повърхността на пътя. Планетите и спътниците в атмосферата, доминиран от метан, могат да бъдат не само около звезди, подобни на Слънцето, но също така и около червени джуджета в по-широк "Златокоска зона." Ако НАСА ще стартира на Titan Mare Explorer през 2016 г., вече през 2023 г., ние ще получите подробна информация за възможността за живот на азот.

Животът на основата на силиций

Животът е на силициева основа - това е може би най-често срещаната форма на алтернативна биохимия любим научно-популярна и научна фантастика - ". Стар Трек" мисля за Хорта на Тази идея не е нова, корените му все още е в мисленето на Хърбърт Уелс през 1894 година: "Какво фантастично въображение може да се развихри в това предположение: Ние представляваме силициево-алуминиева организми - или може би само на силициево-алуминиева мъже? - пътуване през атмосферата на газообразен серен постави така нататък на течното желязо морета температурата на няколко хиляди градуса или така, точно над температурата на доменната пещ ".

Силиконовата остава популярен именно защото е много подобен на въглерод и могат да образуват четири връзки, като въглерод, което позволява създаването на биохимичен система е изцяло зависим от силиций. Това е най-разпространеният елемент в земната кора, с изключение на кислород. На Земята има водорасли, които съдържат силиций в процеса на растеж. Силиконовата играе втори след въглероден роля като един може да образува стабилен комплекс и разнообразни структури, необходими за живота. Въглеродни молекули включват кислород и азот, които представляват изключително силна връзка. Сложни молекули на основата на силиций, за съжаление, са склонни да се разпадне. В допълнение, на въглеродни емисии е изключително често във Вселената и има милиарди години.

Едва ли живот на основата на силиций ще бъде в среда, подобна на Земята, тъй като голяма част от свободното силиция ще бъде заключена в вулканични и магмени скали на силикатни материали. Смята се, че през цялото висока температура околната среда може да бъде различна, но все още не е намерено доказателство. Extreme свят като Титан може да поддържа живота на основата на силиций, по възможност заедно с метаногени като силиконови молекули като силани и полисилиани могат да имитират органичната химия на Земята. Въпреки въглероден преобладава на повърхността на Титан, докато повечето от силиция се намира дълбоко под повърхността.

Astrohimik НАСА Макс Bernstein предполага, че животът на основата на силиций може да съществува в много гореща планета с атмосфера, богата на водород и кислород-лошото, което позволява да се случи комплекс силан химия с обратни силиконови връзки с селен или телур, но това, според Bernstein малко вероятно. На Земята такива организми може да се размножават много бавно, а нашата биохимия не си пречат взаимно. Въпреки това, те биха могли да се яде бавно нашите градове, но "за тях може да се приложи парен чук."

Други опции биохимични

По принцип, това е твърде много предложения за живеене системи на базата на нещо различно от въглерод. Въглерод, силиций и борен също има тенденция да образува силно ковалентна молекулно съединение образуване хидрид различни структурни варианти, в които борни атоми са свързани с водородни мостове. Подобно на въглерод, бор може да се свързва с азотния атом за образуване на съединение от химични и физични свойства, подобни алкани, прости органични съединения. Основният проблем с живота на базата на бор се дължи на факта, че това е рядък елемент. Животът на базата на бор ще бъде най-подходяща в среда, където температурата е достатъчно ниска, за течен амоняк, след химическата реакция ще продължи по-контролирано.

Друга възможна форма на живот, който привлича вниманието на някои, това е живот на базата на арсен. Целият живот на Земята се състои от въглерод, водород, кислород, фосфор и сяра, но през 2010 г. НАСА съобщи, че godu бактерия намери gfaj-1, които биха могли да включват арсен вместо фосфор в структурата на клетката, без никакви последствия за себе си. Gfaj-1 живее в арсен богати води на езерото Моно в Калифорния. Арсен е токсичен за всички живи същества на планетата, с изключение на няколко микроорганизми, които обикновено се прехвърля или да ги дишам. Gfaj-1 е първият случай, включването на този елемент в организма като биологични градивни елементи. Независими експерти леко разредени с това твърдение, когато не е намерено никакво доказателство за включването на арсен в ДНК, или поне това, което някои арсенати. Независимо от това пламна интерес към потенциала на биохимията на базата на арсен.

Като възможна алтернатива за изграждане на водни форми на живот, определени и амоняк. Учените предполагат наличието на Biochemistry на базата на азот-водородни съединения, които използват амоняк като rastvoritelya- може да се използва за генериране на протеини, нуклеинови киселини и полипептиди. Всяка форма на амоняк базирани живот трябва да съществува при ниски температури, при които амоняка течна форма. Твърди амоняк плътна течен амоняк, така че няма начин да се спре от замразяване при студено време. За едноклетъчни организми, които не би било проблем, но е щяло да предизвика хаос на многоклетъчни организми. Въпреки това, съществува възможност за съществуването на едноклетъчни организми амоняк в студените планети на Слънчевата система, както и газовите гиганти като Юпитер.

Сярата се смята, че служи като основа за началото на метаболизма на Земята и известни организми в метаболизма на който е включено сяра вместо кислород съществува в екстремни условия на Земята. Може би в други форми на живот в света на базата на сяра може да получи един еволюционен предимство. Някои смятат, че азот и фосфор също може да заеме мястото на въглерод на доста специфични условия.

Видео: Между науката и фентъзи част 3 Alive светове?

меметичен живот

Ричард Докинс смята, че основният принцип на живота е: ". Целият живот се развива, благодарение на механизмите за оцеляване на реплицилащи лица" Животът трябва да бъде в състояние да се възпроизведе (с някои допускания) и живеят в среда, където е възможно да бъде естествен подбор и еволюция. В книгата си "Себичният ген" Доукинс каза, че концепции и идеи се генерират в мозъка и се разпространява сред хората в процеса на комуникация. В много отношения тя напомня поведението и адаптирането на гените, така че той ги нарича "меми". Някои от тях са в сравнение с песни, вицове и ритуали на човешкото общество от първия етап на органичен живот - свободните радикали, плаващи в древните морета на Земята. Създаване на основание играе, се развива и да се борят да оцелеят в царството на идеите си.

Тези меми са съществували преди човечеството, социални разговори птици и научили поведението на приматите. Когато човечеството е в състояние да мислят абстрактно, мемите бяха доразвити чрез контролиране на племенните връзки и формира основа за първото традиции, култура и религия. Изобретяването на писмено допълнително избута развитие на мемите, тъй като те са в състояние да се разпространява във времето и пространството, предаване на информация memetichnuyu точно както гени предават биологични. За някои това е чиста аналогия, но други смятат, че меми са уникални, макар и малко по-елементарен и ограничен начин на живот.

Някои от тях са отишли ​​по-далеч. Георг ван мечта разработил теория за "simbiosizma", което означава, че на езика - това е тяхната собствена форма на живот. Старите лингвистични теории смятат език един вид паразит, но ван мечта вярва, че ние живеем в сътрудничество с меметичен лица, които обитават нашия мозък. Ние живеем в симбиоза с езика на тялото: без нас, те не може да съществува и без тях ние сме не се различава от маймуни. Той каза, че илюзията за свободна воля и съзнание е резултат от взаимодействието на животинските инстинкти, глад и жажда носител човека и езикова symbiont се играе с помощта на идеите и значения.

Синтетичен живот се основава на XNA

Животът на Земята се основава на две носещите информацията молекули ДНК и РНК, както и за по-дълъг период от време, учените спекулират, дали е възможно да се създадат други подобни молекули. Докато всеки полимер може да съхранява информация на РНК и ДНК дисплей наследственост, кодиране и предаване на генетична информация и са в състояние да се адаптира с течение на времето по време на еволюцията. ДНК и РНК - нуклеотидна верига молекули, състоящи се от три химични компоненти - фосфатни групи от пет въглерод захар (деоксирибоза в ДНК или РНК в рибоза) и един от петте стандартни бази (аденин, гуанин, цитозин, тимин или урацил).

През 2012 г. група учени от Англия, Белгия и Дания, първият в света разработен ksenonukleinovuyu киселина (КНК, XNA), синтетичните нуклеотиди, функционално и структурно напомня на ДНК и РНК. Те са проектирани от подмяна на групите дезоксирибоза и рибоза захар от различни заместители. Тези молекули са направени в миналото, но за първи път в историята, те са в състояние да се възпроизвеждат и да се развива. репликацията на ДНК и РНК се осъществява чрез полимераза молекули, които могат да четат и обратно transkibirovat нормална транскрибират последователности на нуклеинови киселини. Групата е разработила синтетичен полимераза, която създаде шест нови генетични системи: HNa, диапазон, LNA, Ана, Fana и TNA.

Една от новите генетични системи, HNa или geksitonukleinovaya киселина, е достатъчно здрав, за да поддържа точното количество генетична информация, която може да служи като основа за биологични системи. Друг treozonukleinovaya киселина или TNA, се оказа потенциален кандидат за мистериозната първична биохимията, която надделя призори живот.

Има много потенциални приложения на тези постижения. По-нататъшните изследвания може да помогне в развитието на най-добрите модели на произхода на живота на Земята и ще има последици за биологични изобретения. XNA може да получава терапевтично използване, тъй като може да бъде създаден от нуклеинови киселини за лечение и поради специфични молекулни мишени, които няма да се развалят бързо като ДНК или РНК. Те дори могат да формират основата на молекулярни машини или дори изкуствени форми на живот.

Но преди това става възможно, други ензими трябва да бъдат разработени, които са съвместими с един от XNA. Някои от тях вече са разработени във Великобритания в края на 2014 година. Налице е също така възможност, че XNA може да увреди ДНК / РНК-организми, така че безопасността трябва да са на първо място.

Хромодинамика слаба ядрена сила и гравитацията живот

През 1979 г., учен и нанотехнологиите Робърт Freitas младши предложи възможно небиологичен живот. Той каза, че е възможно метаболизма на живите системи се основава на четири фундаментални сили - електромагнетизъм, силната ядрена взаимодействие (или QCD), слабата ядрена сила и гравитацията. Електромагнитна живот - това е стандартен биологичен живот ние имаме на Земята.

Chromodynamical живот би могъл да се основава на силната ядрена взаимодействието, което се смята за най-силният от фундаменталните сили, но само за много кратки разстояния. Freitas предполага, че такава среда може да бъде достъпен на неутронна звезда, тежката револвиращ кредит от 10-20 км в диаметър, с маса от звезди. С невероятна плътност, силно магнитно поле и тежестта на 100 милиарда пъти по-силни, отколкото в света, в такава звезда ще бъде ядро ​​с 3 km кора кристална желязо. При това би било морето с изключително горещи неутрони, различни ядрени частици, протони и атомни ядра, богати на неутрони и възможно "makroyadra". Тези makroyadra в теория, могат да генерират голям sverhyadra подобни органични молекули, неутрони са еквивалентни на водата в фантазия система psevdobiologicheskoy.

Freitas е виждал форми на живот на основата на слабата ядрена сила, както е малко вероятно, тъй като слабата сила действа само в subnuclear обхват и не е особено силен. Колко често показва бета радиоактивното разпадане и свободното неутронна разпад, слабите форми на взаимодействие на живот биха могли да съществуват при внимателно проследяване на слабите взаимодействия в тяхната среда. Freitas въведена същества, състоящи се от съкратените неутрони от атоми, които стават радиоактивни когато умрат. Той също така предполага, че има региони на Вселената, където слабата ядрена сила е по-силна и затова шансовете за появата на такъв живот по-горе.

Gravity се, също може да съществува, защото гравитацията е най-разпространеният и ефективен основната сила във вселената. Такива хора могат да получат енергия от самото тежестта да даде неограничен източник на захранване от сблъсък на черни дупки, галактики и други небесни обекти- са по-малки - от въртенето на планетата-най-малките - от енергията на водопади, вятър, приливи и океански течения, вероятно земетресения.

Видео: извънземен разум живот в пространството и на други планети. Чужденци и извънземни, различна цивилизация

Life форми на прах и плазма

Видео: Алтернативни форми на живот

Organic живота на Земята се основава на молекули с въглеродни съединения, и вече установено възможни връзки към алтернативни форми. Но през 2007 г., международен екип от учени, ръководен от VN Tsytovich на обща физика институт, Руската академия на науките е документирано, че съответните условия на неорганични частици прах могат да бъдат събрани в спираловидна структура, която след това ще взаимодействат помежду си по начин, характерен за органичната химия. Това поведение също е роден в плазмата състояние, четвъртото състояние на материята след твърди, течни и газообразни, когато електрони отделят от атомите, които напускат масата на заредени частици.

Група Tsytovich установено, че когато електронните таксите се отделя и плазмата става поляризирана, частиците в плазмата се самоорганизира да образуват спирални структури като тирбушон, електрически зареден и привлечени един към друг. Те също могат да споделят, образувайки копие на оригиналните структури като ДНК и да предизвика обвинения в своите съседи. Според Tsytovich ", тези сложни, самоорганизирани плазмени структури отговарят на всички необходими изисквания, за да ги разглеждаме като кандидати за неорганичен жива материя. Те са автономни, те се възпроизвеждат и те се развиват. "

Някои скептици смятат, че тези твърдения са повече от опит да се привлече внимание, отколкото на сериозни научни твърдения. Въпреки спирална структура в плазмата може да наподобява ДНК сходство във форма не означава непременно подобие функции. Освен това фактът, че спирала възпроизвежда, не означава, че потенциалните жизнения облаците така също го правят. Какво е още по-депресиращо, голяма част от изследванията се извършва на компютърни модели.

Един от участниците в експеримента също sobschil, че въпреки че резултатите са наистина напомнят на живота, в крайна сметка, те са "просто специална форма на плазма кристал". И все пак, ако неорганични частици в плазмата могат да се развиват в самовъзпроизвеждащ се, развиваща се форми на живот, те могат да бъдат най-честата форма на живот във Вселената, благодарение на вездесъщия плазмата и междузвездните облаци прах през космоса.

Неорганични химични клетки

Професор Лий Кронин, химик в Колежа на природните и инженерните науки в Университета на Глазгоу, иска да създаде жива клетка на метала. Тя използва полиоксометалат, редица метални атоми, свързан с кислород и фосфор, да се създаде мехурчета Подобно на клетки, които той нарича "неорганични химични клетки" или iCHELLs (това съкращение да бъдат преведени като "neohletki").

Cronin Група започва със създаването на соли на отрицателно заредени йони големи метални оксиди свързани с леко положително зареден йон като водород или натрий. Разтворът на тези соли и след това се инжектира в друго решение сол, пълна голям положително зареден органичен йон, свързан с отрицателно зареден малък. Две сол се срещнат и обмен на части, така че големи метални оксиди станат партньори с големи органични йони, образуващи вид на балон, който е непроницаем за вода. Чрез промяна на основата на метален оксид, е възможно да се гарантира, че мехурчетата ще придобиват свойства на биологични клетъчни мембрани са селективно преминал и освобождаване на химикали от клетка, което може потенциално да позволи на потока от същия тип на контролирани химични реакции, които се появяват в живи клетки.

Екип от учени също прави балончетата в мехурчета от имитиране на вътрешната структура на биологичните клетки, и е постигнала напредък в създаването на изкуствена форма на фотосинтеза, което би могло да се използва за създаване на изкуствени растителни клетки. Други синтетични биолози посочват, че такива клетки може никога да не бъдат живи, докато те получават репликация и развитието на такава ДНК система. Кронин не губи надежда, че по-нататъшното развитие ще даде плод. Сред възможните приложения на тази технология, има и развитието на материали за устройство на слънчева гориво и, разбира се, медицина.

Според Кронин ", основната цел - е да се създаде сложни химически клетки с недвижими имоти, която може да ни помогне да разберем еволюцията на живота и си отиват по същия начин, за да донесе нова технология на основата на развитието на материалния свят - един вид неорганична живеене технология".

Фон Нойман сонди

Изкуствен живот на машини базирани - е доста разпространена идея, почти банално, така че нека просто да помисли сондите фон Нойман, така че да не се получи нейна страна. Те първо са били измислени в средата на 20-ти век, на унгарския математик и футурист Джон фон Нойман, който вярва, че за да се възпроизведе функциите на човешкия мозък, машината трябва да има самоуправление и самолечение механизми. И така, той дойде с идеята за самовъзпроизвеждаща машини, базирани наблюдение работа за нарастващата сложност на живота в процеса на размножаване. Той вярвал, че тези машини могат да се превърнат в нещо като универсален конструктор, което ще позволи не само да се създаде пълна реплика на себе си, но и да се подобри или да промените версията, като по този начин реализирането еволюцията и нарастваща сложност с течение на времето.

Други футуристи като Фрийман Дайсън и Ерик Дрекслер доста бързо прилагане на тези идеи в областта на космическите изследвания и създадоха фон Нойман сонда. Изпращането на самовъзпроизвеждаща робот в космоса може да бъде най-ефективният начин галактика колонизация, както и възможност да поеме Млечен път по-малко от един милион години, дори и ако ограничена скоростта на светлината.

Както бе обяснено от Мичио Каку:

"Фон Нойман сонда - робот, проектиран да достига до далечни звездни системи и създаване на фабрики, които ще изградят свои копия от хиляди. Мъртво луна, дори планета може да бъде идеална дестинация за фон Нойман сонди, тъй като тя ще бъде по-лесно да влиза и да свали от тези луни, а също така, защото няма ерозия на луните. Сондите ще живеят на разстояние от земята, производство на желязо, никел и други суровини за изграждане на роботизирани растения. Те ще създаде хиляди копия от себе си, които след това могат да бъдат разпръснати в търсене на други звездни системи. "

През годините различни версии са били измислени сонда основната идея на фон Нойман, включително сонди за развитие и проучване за тиха проучване и наблюдение на извънземни комуникационни tsivilizatsiy- сонди, разпръснати из космоса, да се регистрират по-добре сигналите inoplanetyan- работни сонди за изграждане на свръхмасивна космически структурна zondy- колонизатори, които ще завладеят други светове. Възможно е дори да бъде водещ сонди, които ще изведе младата цивилизация в космоса. Уви, може да има сонди берсеркерите, чиято задача ще бъде унищожаването на каквито и да било следи от органични вещества в космоса, ще бъде последвана от изграждането на полицейски сонди, които ще отразяват атаката. Като се има предвид, че сондите за фон Нойман може да стане един вид космически вирус, ние трябва да се подходи внимателно към тяхното развитие.

Gaia хипотеза

През 1975 г. Джеймс Лавлок и Сидни Ъптън съвместно написал статия за New Scientist, озаглавена "В търсене на Гея." В съответствие с традиционния възглед, че животът се заражда на Земята и процъфтява благодарение на необходимите материални условия, Лавлок и Ъптън предполага, че живот по такъв начин е взел активна роля в поддържането и определяне на условията за тяхното оцеляване. Те предполагат, че цялата материя в света живеят във въздуха, океана и на повърхността и е част от единна система, държи като супер-организъм, който е в състояние да коригира температурата на повърхността и атмосферен състав, необходими за начина на оцеляване. Те призоваха тази система Gaia, след като гръцката богиня на земята. Тя съществува, за да се поддържа хомеостазата, чрез които биосферата може да съществува на земята.

Gaia хипотеза Lovelock бе работи по средата на 60-те години. Основната идея е, че биосферата на Земята има редица природни цикли, а когато един се проваля, а други да компенсират това, така че да поддържа жизненото капацитет. Това би могло да обясни защо атмосферата не е съставен изцяло от въглероден диоксид, или защо морето не е много солено. Въпреки вулканична изригване ранната атмосфера, състояща се главно от въглероден диоксид, азотен появи производство на бактерии и инсталации за производство на кислород чрез фотосинтеза. След милиони години, атмосферата се промени в наша полза. Въпреки реки транспортират сол от дъскорезници океаните, океанска соленост остава стабилна при 3.4% под формата на сол се просмуква през пукнатините в океанското дъно. Това не е съзнателен процес, но в резултат на обратната връзка, която държи планетите в обитаемата баланс.

Други доказателства включва факта, че ако не биотични дейност, метан и водород от атмосферата ще изчезне след няколко десетилетия. Също така, въпреки увеличението на температурата на слънцето с 30% през последните 3,5 милиарда години, средната глобална температура се разклати само 5 градуса по Целзий, което се дължи на регулаторните механизми, които премахва въглеродния диоксид от атмосферата и се застопори на фосилизирани органична материя.

Първоначално идеи Лавлок бяха посрещнати с подигравки и обвинения. С течение на времето, обаче, хипотезата Gaia е повлияно от идеята на биосферата на Земята, е помогнал за оформянето на целия им възприемане в научния свят. Днес хипотезата Gaia се спазва, а не се приема от учените. Тя е по-скоро положителна културна рамка, която трябва да включва изследване на Земята като глобалната екосистема.

Палеонтолог Петър Уорд е разработила конкурентна хипотеза на Медея, кръстен в чест на майката, който уби децата си, в гръцката митология, основната идея е да се гарантира, че животът е по своята същност има тенденция да се самоунищожи и самоубийство. Той посочва, че в исторически план повечето масови измирания са били причинени от формите на живот, като например микроорганизми или хоминиди в панталоните си, които да причинят сериозни наранявания земната атмосфера.

Видео: Йога Vasistha (Йога Vasistha, аудиокнига). част 1