Suntem singuri în Univers? Biochimia vieții în cosmos și variantele posibile ale acesteia
Probabil că există mai mult de 100 de miliarde de planete în galaxia noastră, Calea Lactee, dar, până acum, Pământul este singura planetă cunoscută care susține viață. Acest avanpost izolat, situat pe un braț spiralat al galaxiei, ne oferă o viziune aparte asupra vieții și ne provoacă să ne întrebăm: există oare viață și în alte colțuri ale Universului? Dacă da, în ce fel s-ar putea manifesta aceasta?
În ultimele decenii, cercetarea științifică a avansat remarcabil în înțelegerea biochimiei care susține viața pe Pământ și în explorarea exobiologiei — domeniul care se ocupă cu posibilitatea existenței vieții în afara Terrei. Prin studiul spectrelor de lumină provenite de la planete îndepărtate, cercetătorii au început să investigate aspectele atmosferice ale acestor lumi extraterestre în căutarea semnelor chimice asociate cu viața.
Viața așa cum nu o știm: dincolo de carbon și apă
Viața pe Pământ este compusă din elemente precum carbonul, hidrogenul, oxigenul și azotul, iar apa funcționează ca solvent universal în cadrul proceselor biochimice esențiale. Totuși, în Univers, viața ar putea să adopte forme complet diferite, bazate pe elemente sau solvenți alternativi. De exemplu, s-a propus adesea biochimia ipotetică bazată pe siliciu ca o alternativă viabilă la cea bazată pe carbon, având în vedere că siliciul este tot tetravalent și extrem de abundent în crusta planetară.
Printre alternativele la apă ca solvent se numără amoniacul — o moleculă polară, lichidă la temperaturi scăzute și care se află în stare lichidă pe satelitul Titan — precum și hidrocarburile, cum ar fi metanul și etanul.
Ce face carbonul atât de special?
Versatilitatea carbonului este una dintre principalele explicații pentru rolul său central în biochimie. Acesta poate crea lanțuri și inele complexe, stabile, ceea ce permite o diversitate imensă de combinații chimice. În plus, carbonul se leagă eficient cu o gamă variată de alte elemente — o caracteristică esențială pentru procesele biologice complexe.
În contrast, compușii pe bază de siliciu, precum silanii, sunt mai puțin stabili și nu sunt la fel de reactivi în condiții normale. Deși siliciul este abundent în scoarța terestră, natura sa statică și rigidă a legăturilor moleculare îl face un candidat mai puțin probabil pentru susținerea unor forme de viață complexe.
Distribuția sarcinii și natura moleculelor
Apa, solventul care susține viața pe Pământ, este o moleculă polară ale cărei proprietăți unice facilitează dizolvarea moleculelor hidrosolubile și sunt esențiale pentru crearea structurilor celulare. Moleculele polare — precum glucoza — sunt hidrofile și solubile în apă, spre deosebire de moleculele nepolare, cum este octanul, care sunt hidrofobe și nu se dizolvă. Această polaritate joacă un rol esențial în comportamentul biochimic al oricărui sistem viu.
Reacțiile chimice și rolul apei ca solvent
Reactivitatea în biochimie este influențată de tipurile de legături chimice și de interacțiunea acestora cu solventul — în cazul vieții de pe Pământ, apa. Aceasta dispune de proprietăți excelente pentru facilitarea și modificarea reacțiilor biochimice — susține schimburile de protoni (H+) și participă la formarea și descompunerea moleculelor fundamentale. Totuși, aceste avantaje vin și cu anumite riscuri: multe molecule importante sunt instabile în apă și pot suferi degradare, ceea ce face necesară existența unui metabolism activ care să le repare sau să le înlocuiască.
Relația între temperatură și stabilitatea moleculară
O
