Astronomia sem telescópio - por que carbono?

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AWAT da semana passada Porquê Água? adotou a abordagem de reconhecer que, embora numerosos solventes estejam disponíveis para apoiar bioquímicas alienígenas, é muito provável que a água seja o solvente biológico mais comum existente no mercado - apenas com base em sua abundância. Ele também possui características químicas úteis que seriam vantajosas para as bioquímicas alienígenas - particularmente onde sua fase líquida ocorre em uma zona de temperatura mais quente do que qualquer outro solvente.

Podemos restringir o número de possíveis solutos É provável que se envolva em atividade bioquímica assumindo que a vida (particularmente complexa e potencialmente inteligente) precisará de componentes estruturais quimicamente estáveis ​​em solução e que possam sustentar sua integridade estrutural em face de pequenas variações ambientais, como mudanças de temperatura, pressão e temperatura. acidez.

Embora o DNA seja frequentemente discutido como um componente essencial da vida na Terra, é concebível que uma bioquímica auto-replicante tenha surgido mais tarde. A maquinaria molecular que suporta a quebra de carboidratos usa ácidos carboxílicos e membranas fosfolipídicas relativamente simples - embora hoje todo o processo seja facilitado por proteínas complexas, que provavelmente não surgiram espontaneamente. Existe um debate atual sobre se a vida se originou como replicação ou metabolismo - ou se os dois sistemas surgiram separadamente antes de se unirem em uma aliança simbiótica.

De qualquer forma, embora uma variedade de bioquímicas de pequena escala, com ou sem carbono, possa ser possível - parece provável que a estrutura de organismos de qualquer tamanho substancial precise ser construída usando polímeros - que são grandes estruturas moleculares, construídas a partir de a união de unidades menores.

Na Terra, temos proteínas construídas a partir de aminoácidos, DNA construído a partir de nucleotídeos e açúcares desoxirribose - assim como vários polissacarídeos (por exemplo, celulose ou glicogênio) construídos a partir de açúcares simples. Com apenas uma maquinaria bioquímica microscópica capaz de construir essas pequenas unidades e depois conectá-las, você pode construir organismos na escala de baleias azuis.

O carbono é extremamente versátil ao conectar diversos elementos - capaz de formar mais compostos do que qualquer outro elemento que observamos até agora. Além disso, é mais universalmente abundante que o próximo candidato polimérico, o silício - e vale a pena considerar isso na Terra, embora o silício seja atipicamente 900 vezes mais abundante que o carbono - mas ainda acaba tendo um papel mínimo na bioquímica da Terra. O boro é outro candidato elementar, também muito bom na construção de polímeros, mas o boro é um elemento relativamente raro no universo.

Nesta base, parece razoável supor que, se alguma vez encontrarmos uma forma de vida alienígena macroscópica - com uma integridade estrutural suficiente para nos permitir apertar as mãos -, provavelmente ela terá uma estrutura basicamente baseada em carbono.

No entanto, nesse cenário, é provável que você receba uma pergunta confusa sobre o motivo pelo qual procura um envolvimento tátil entre seus respectivos apêndices sensoriais e móveis. Pode ser mais apropriado oferecer para reabastecer os solventes de seu novo amigo alienígena com um pouco de água aquecida misturada a um nitrogênio, oxigênio, alcalóide de carbono - algo que chamamos de café.

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