Eeldus, et võõrliikide biokeemiad vajavad tõenäoliselt vedelat vett, võib tunduda pisut maakeskne. Kuid arvestades universumi kõige rikkalikemate elementide pakutavaid keemilisi võimalusi, nõustuks isegi erineva biokeemiaga võõras teadlane, et vees lahustitel põhinevat biokeemiat esineb enam kui tõenäoliselt mujal universumis - ja see oleks kõige suurem aruka elu arengu alus.
Selle põhjal, mida me elust ja biokeemiast teame, tundub tõenäoline, et võõras biokeemia vajab oma struktuurilt ja funktsioonilt (nagu süsinik) lahustit (nagu vesi) ja ühte või mitut elemendiühikut. Lahustid on olulised nii keemiliste reaktsioonide võimaldamiseks kui ka materjalide füüsiliseks transportimiseks - ja mõlemas kontekstis tundub selle lahusti olemasolu vedelas faasis ülioluline.
Võib eeldada, et tavalised biokeemiliselt kasulikud lahustid tekivad kõige tõenäolisemalt universumi kõige tavalisematest elementidest - vesinik, heelium, hapnik, neoon, lämmastik, süsinik, räni, magneesium, raud ja väävel, selles järjekorras.
Arvatavasti võite unustada heeliumi ja neooni - mõlemad väärisgaasid, need on suures osas keemiliselt inertsed ja moodustavad harva keemilisi ühendeid, millest ühelgi pole lahusti omadusi. Vaadates järelejäänud asju, on polaarsed lahustid, mis on biokeemia toetamiseks kõige hõlpsamini kättesaadavad, kõigepealt vesi (H2O), siis ammoniaak (NH3) ja vesiniksulfiidi (H2S). Samuti võib moodustuda mitmesuguseid mittepolaarseid lahusteid, eriti metaan (CH4). Laias laastus võib öelda, et polaarsetel lahustitel on nõrk elektrilaeng ja need suudavad lahustada enamiku vees lahustuvaid asju, samas kui mittepolaarsetel lahustitel pole laengut ja need toimivad rohkem kui sellised tööstuslikud lahustid, nagu me oleme Maa peal tuttavad, näiteks tärpentin.
Isaac Asimov, kes ulme kirjutamise ajal ei olnud biokeemik, pakkus välja hüpoteetilise biokeemia, kus polü-lipiidid (põhiliselt rasvamolekulide ahelad) võiksid asendada valke metaanis (või muus mittepolaarses) lahustis. Selline biokeemia võib töötada Saturni kuusel Titanil.
Sellegipoolest näib universumi potentsiaalselt rikkalike lahustite loendist vesi olevat parim kandidaat keeruka ökosüsteemi toetamiseks. Lõppude lõpuks on see tõenäoliselt niikuinii kõige universaalsem lahusti - ja selle vedel faas toimub kõrgemal temperatuuride vahemikul kui ükski teine.
Näib mõistlik eeldada, et biokeemia on soojemas keskkonnas dünaamilisem, kus biokeemiliste reaktsioonide juhtimiseks on rohkem energiat. Selline dünaamiline keskkond peaks tähendama, et organismid saavad palju kiiremini kasvada ja paljuneda (ja seega areneda).
Veel on ka järgmised eelised:
• tugevate vesiniksidemete olemasolu, mis annab sellele tugeva pindpinevuse (vedela ammoniaagi omast kolm korda suurem) - mis soodustaks prebiootiliste ühendite agregatsiooni ja membraanide teket;
• võime moodustada teiste ühenditega nõrku mittekovalentseid sidemeid - mis toetab näiteks valkude 3D-struktuuri Maa biokeemias; ja
• võimalus osaleda elektronide transpordireaktsioonides (Maa biokeemia energia tootmise peamine meetod), annetades vesinikuiooni ja sellele vastavat elektroni.
Vesinikfluoriidi (HF) on pakutud alternatiivse stabiilse lahustina, mis võib samuti osaleda elektronide transpordireaktsioonides - vedela faasiga -80 oC ja 20 oC atmosfääri rõhul 1 (Maa, merepinnal). See on soojem temperatuurivahemik kui teised lahustid, välja arvatud vesi, mida tõenäoliselt on üldiselt ohtralt. Fluor ise pole aga kuigi rikkalik element ja HF muutub vee juuresolekul vesinikfluoriidhappeks.
H2S saab kasutada ka elektronide transpordireaktsioonides - ja seda kasutavad ka mõned maapõhised kemosünteetilised bakterid -, kuid vedelikuna eksisteerib see ainult suhteliselt kitsa ja külma temperatuurivahemikus -90 ° C. oC kuni -60 oC 1 atmosfääris.
Need punktid annavad vähemalt tugeva aluse vedela vee jaoks, mis on statistiliselt kõige tõenäolisem alus intelligentset elu toetavate keerukate ökosüsteemide arengule. Ehkki muud biokeemiad, mis põhinevad teistel lahustitel, on võimalikud, näivad need tõenäoliselt piirduvat madala ja madala energiaga keskkondadega, kus bioloogilise mitmekesisuse ja evolutsiooni kiirus võib olla väga aeglane.
Ainus erand sellest reeglist võib olla kõrgsurvekeskkond, mis hoiab neid teisi lahusteid vedelas faasis kõrgematel temperatuuridel (kus need muidu eksisteeriksid gaasina rõhul 1 atmosfäär).
Järgmine nädal: Miks just süsinik?
