Existenta în Univers: oportunități biochimice dincolo de Terra

În imensitatea galaxiei noastre, Calea Lactee, se estimează că sunt mai mult de 100 de miliarde de planete. Totuși, dintre toate aceste lumi, Pământul rămâne singura planetă de pe care știm că susține viața. De-a lungul timpului, oamenii au început să își îndrepte privirea spre afara, investigând stelele și planetele din jurul lor, căutând indicii de existență extraterestră prin analiza spectrelor luminii emise sau reflectate de atmosfera acestor exoplanete.

Dar cum ar putea să arate viața într-un alt colț al Universului? Există vreo posibilitate ca formele de viață extraterestră să fie semnificativ diferite din punct de vedere biochimic față de cele întâlnite pe Pământ? Acest articol discută fundamentele vieții așa cum le percepem, alternativele chimice la acestea și șansele existenței vieții în condiții de mediu diferite față de cele de pe Terra.

Ce reprezintă viața? – Fundamentele vieții terrestrei

Viața pe Pământ este fundamentată pe:

• Carbon – element esențial în structura tuturor moleculelor organice;
• Apă – solvent universal datorită naturii sale polare și capacității de a dizolva o varietate de compuși;
• ADN și ARN – molecule care poartă informația genetică și reglează metabolismul și reproducerea;
• Catalizatori biologici – enzimele care accelerează reacțiile chimice esențiale;
• Dezechilibrul termodinamic – necesar pentru susținerea metabolismului, într-un mediu în care energia este preluată din exterior și transformată chimic.

Legăturile chimice și structura existenței

Structura moleculară a vieții este determinată de legăturile covalente – formarea și menținerea moleculelor complexe prin împărțirea perechilor de electroni între atomi. Aceste legături variază în funcție de electronegativitatea celorlalte atomi implicați. Moleculele pot fi:

• Polare – în care distribuția încărcăturii electrice este asimetrică, favorizând interacțiuni cu molecule de apă (hidrofile);
• Nepolare – care nu se dizolvă în apă și preferă medii lipofile (uleioase).

Aceste variații influențează comportamentul fizico-chimic al moleculelor, contribuind, prin urmare, la diversitatea biochimică de pe Pământ.

Viață în condiții diferite: opțiuni biochimice alternative

Deși biochimia de pe Pământ se bazează pe carbon și apă, există alternative teoretice care, în anumite circumstanțe, ar putea susține viața.

1. Siliciul – alternativa clasică la carbon

Siliciul, un omolog al carbonului în tabelul periodic, are 4 electroni de valență și este capabil să formeze 4 legături chimice. Totuși:

• Legăturile sale duble sunt adesea instabile și rare;
• Formează molecule simple, “monotone” sau instabile în apă, precum silanul;
• Întâmpină dificultăți în a crea macromolecule complexe precum proteinele sau acizii nucleici.

Cu toate acestea, în medii extrem de reci sau acide, compușii pe bază de siliciu (precum polimerii Si-O) pot oferi o stabilitate mai mare decât cei pe bază de carbon, ceea ce face ca biochimia silicioasă să devină o posibilitate – în special pe planete cu acid sulfuric sau în absența apei.

2. Borul, sulful și oxizii metalici

B