Apa batasan fisik, kimia, dan fisiologis kehidupan asing?

Ahli astrobiologi Dirk Schulze-Makuch baru saja menerbitkan makalah yang menarik di jurnal Kehidupan di mana dia mengeksplorasi kemungkinan dan batasan bentuk kehidupan asing. Secara khusus, ia mempertimbangkan dua genera baru potensial yang berkembang dalam dua relung planet yang unik: planet yang menampung makhluk bergaya Mars yang hidup menggunakan pelarut berbasis hidrogen peroksida, dan badan planet jenis Titan dengan pelarut hidrokarbon cair esoterik.

Jika kita menganggap bahwa kehidupan perlu cukup energik untuk bertahan dan menyebarkan dirinya sendiri, tetapi tidak terlalu energik sehingga menghancurkan dirinya sendiri dalam prosesnya, maka siklus daya umum yang terdiri dari pergerakan ion melintasi membran selektif permeabel, menuruni gradien elektrokimia mereka, telah terbukti menjadi cukup universal. Yang disebut 'kemiosmosis' ini adalah pembangkit tenaga akar dari hampir semua kehidupan di Bumi, dari bakteri hingga mitokondria dan kloroplas fotosintesis organisme multisel. 'Batasan' kehidupan kemudian, adalah ekstrem di mana makhluk yang tidak tidur dapat terus memetabolisme dan menghasilkan energi.

Untuk memperjelas konsep umum ini, pertimbangkan perancang turbin jet yang bertugas mengekstraksi lebih banyak daya dari siklus termodinamika dasar yang sama. Dengan menggunakan trik teknik yang lebih halus (udara presisi dan bantalan magnet atau pembakaran yang dimulai dengan laser), dan mengeksploitasi dasar dari material yang lebih kuat (keramik tahan suhu dengan keuletan dan kemampuan mesin yang meningkat), siklus Brayton yang sama dapat dibuat lebih efisien. Misalnya, dengan menjalankannya di suhu yang lebih tinggi. Oleh karena itu, pertanyaan yang kita miliki di hadapan kita, adalah jika ada siklus kekuatan fundamental - yang bersifat platonis dari kehidupan di alam semesta yang tidak bergantung pada lingkungan - bagaimana kita akan mengenalinya di tempat yang sangat berbeda?



Alien

Dengan mempertimbangkan cara-cara potensial sebuah planet dapat menganimasikan dirinya sendiri, telah dicatat bahwa geokimia kemiosmotik yang cukup maju harus tidak dapat dibedakan dari kehidupan. Mirip dengan evolusi mesin jet, saat kehidupan berevolusi (setidaknya di Bumi), ia mengembangkan trik baru dan mensintesis bahan baru untuk memadatkan fungsi pemberian energi yang sama menjadi efisiensi yang lebih tinggi. Dalam mempertimbangkan kehidupan di bulan seperti Titan, Dirk Schulze-Makuch mencatat bahwa dengan permukaan sebagian tertutup oleh cairan nonpolar seperti metana dan etana, alih-alih pelarut air kutub, membran biokimia kehidupan kemungkinan besar akan terbalik: sel-sel pasti akan terbuka gugus kepala nonpolar baik ke pelarut tempat mereka mengapung, dan ke pelarut internalnya sendiri.

Sebelumnya kami telah membahas kemungkinan makhluk dengan membran topologi terbalik yang dibangun dari akrilonitril yang mungkin berenang di ultracold. lautan metana Titan. Sebaliknya, Dirk membayangkan membran yang dibangun menggunakan silan yang bisa disintesis oleh apa yang disebut reaksi serpentisasi, reaksi yang mirip dengan reaksi yang disintesis pada protostruktur pertama yang memanfaatkan gradien energik yang digunakan oleh kehidupan yang berevolusi di ventilasi hidrotermal laut dalam kita sendiri.

Tapi itu baru awal dari kehidupan seperti Titan. Barang lainnya termasuk berbagai metabolisme radikal sianida-nitrogen berpotensi berlimpah. Asetilena, bahan yang kami gunakan untuk mengubah sisa pesawat terbang menjadi gedung pencakar langit, dihasilkan oleh radiasi UV matahari di stratosfer Titan. Setelah itu akan mengembun dan jatuh, mengangkut produk energi dan bahan mentah ke permukaan dalam prosesnya.

Adapun geosfer seperti Mars, bentuk yang lebih fantastis dibayangkan. Organisme kumbang pengebom besar-besaran yang ditenagai oleh campuran hidrogen peroksida yang kuat akan mampu terbang 300 meter ke atmosfer pada planet dengan gravitasi rendah. Mustahil? Pertimbangkan bahwa kumbang kita sendiri menemukan bahwa jika mereka menyemprotkan hidrokuinon pada konsentrasi massa 25% dan hidrogen peroksida pada konsentrasi massa 10% ke dalam ruang pembakaran chitinous, di mana katalis enzim katalase dan peroksidase menunggu, semuanya akan dengan cepat menjadi kritis dan mendidih dengan paksa keluar posterior mereka. Sekarang bayangkan organisme apa yang muncul jika sitoplasma mereka dibuat dari hidrogen peroksida sejak awal. Data dari Eksperimen Biologi Pendarat Viking baru-baru ini telah membuat beberapa peneliti menyarankan peroksiplasma seperti itu akan setara untuk kursus dalam kondisi seperti di Mars.

Sitoplasma air-hidrogen peroksida akan ideal di lingkungan yang dingin dan kering seperti Gurun Atacama ini. Pelarut dengan titik beku rendah, sumber oksigen, energi, dan higroskopisitas menjadi satu. Yang terakhir akan sangat penting dalam mengekstraksi air yang jarang tersedia langsung dari atmosfer, seperti yang dilakukan organisme darat di sini dengan menggunakan kristal garam higroskopis. Sebagai lapisan gula pada kue, Dirk menguraikan serangkaian reaksi di mana hidrogen peroksida dapat diproduksi secara langsung melalui fotosintesis. Detailnya menarik, tetapi untuk menghargai kejar-kejaran imajinatif penuh yang dibawa makalahnya kepada Anda, Anda mungkin harus membaca semuanya sendiri.

Copyright © Seluruh Hak Cipta | 2007es.com