Astronomie ohne Teleskop – Warum Kohlenstoff?

AWAT der letzten Woche Warum Wasser? ging davon aus, anzuerkennen, dass zwar zahlreiche Lösungsmittel zur Unterstützung fremder Biochemien verfügbar sind, Wasser jedoch höchstwahrscheinlich das häufigste biologische Lösungsmittel auf dem Markt ist – allein aufgrund seiner bloßen Häufigkeit. Es hat auch nützliche chemische Eigenschaften, die für fremde Biochemien vorteilhaft wären – insbesondere dort, wo seine flüssige Phase in einer wärmeren Temperaturzone als jedes andere Lösungsmittel auftritt.

Wir können die Anzahl der möglichen einschränken gelöste Stoffe wahrscheinlich biochemische Aktivität ausüben, indem angenommen wird, dass das Leben (besonders komplexes und potenziell intelligentes Leben) Strukturkomponenten benötigt, die in Lösung chemisch stabil sind und ihre strukturelle Integrität trotz geringfügiger Umweltschwankungen wie Temperatur-, Druck- und Temperaturschwankungen aufrechterhalten können Säure.

Obwohl DNA oft als Kernbestandteil des Lebens auf der Erde diskutiert wird, ist es denkbar, dass später eine sich selbst replizierende Biochemie kam. Die molekulare Maschinerie, die den Abbau von Kohlenhydraten unterstützt, verwendet relativ unkomplizierte Carbonsäuren und Phospholipidmembranen – obwohl der gesamte Prozess heute durch komplexe Proteine ​​erleichtert wird, die wahrscheinlich nicht spontan entstanden sind. Es gibt eine aktuelle Debatte darüber, ob das Leben als Replikation oder Metabolismus entstanden ist – oder ob die beiden Systeme getrennt entstanden sind, bevor sie sich zu einer symbiotischen Allianz zusammengeschlossen haben.

In jedem Fall ist es wahrscheinlich, dass die Struktur von Organismen jeder wesentlichen Größe unter Verwendung von Polymeren aufgebaut werden muss, bei denen es sich um großmolekulare Strukturen handelt, aus denen aufgebaut ist, obwohl eine Vielzahl von Biochemien im kleinen Maßstab mit oder ohne Kohlenstoff möglich sein kann das Zusammenfügen kleinerer Einheiten.

Auf der Erde haben wir Proteine ​​aus Aminosäuren, DNA aus Nukleotiden und Desoxyribose-Zuckern sowie verschiedene Polysaccharide (zum Beispiel Cellulose oder Glykogen) aus einfachen Zuckern. Mit nur einer mikroskopisch kleinen biochemischen Maschinerie, die diese kleinen Einheiten bauen und dann miteinander verbinden kann, können Sie Organismen im Maßstab von Blauwalen bauen.

Kohlenstoff ist äußerst vielseitig in der Verknüpfung verschiedener Elemente – er kann mehr Verbindungen bilden als jedes andere Element, das wir bisher beobachtet haben. Es ist auch allgemeiner anzutreffen, dass der nächste polymere Anwärter, Silizium, – und es lohnt sich, dies auf der Erde zu berücksichtigen, obwohl Silizium atypisch 900-mal häufiger als Kohlenstoff vorkommt -, aber dennoch eine minimale Rolle in der Erdbiochemie spielt. Bor ist ein weiterer elementarer Kandidat, der auch sehr gut Polymere bauen kann, aber Bor ist ein relativ seltenes Element im Universum.

Auf dieser Grundlage scheint es vernünftig anzunehmen, dass eine makroskopische außerirdische Lebensform – mit einer strukturellen Integrität, die ausreicht, um uns die Hand zu geben – höchstwahrscheinlich eine hauptsächlich auf Kohlenstoff basierende Struktur haben wird.

In diesem Szenario werden Sie jedoch wahrscheinlich mit einer verwirrten Frage konfrontiert, warum Sie eine taktile Verbindung zwischen Ihren jeweiligen bewegungssensorischen Anhängen suchen. Es ist möglicherweise angemessener, die Lösungsmittel Ihres neuen außerirdischen Freundes mit etwas erhitztem Wasser aufzufüllen, das mit einem Stickstoff-, Sauerstoff- und Kohlenstoffalkaloid gemischt ist – etwas, das wir nennen Kaffee.

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