Воображаемая жизнь. Путешествие в поисках разумных инопланетян, ледяных существ и супергравитационных животных

Еще одна проблема встает перед нами, когда мы обращаемся к вопросу обмена веществ кремниевой жизни. Метаболизм жизни углеродной основан на соединении атмосферного кислорода с углеводородами – молекулами, содержащими атомы углерода и водорода. Простейший пример такого процесса – горение метана, молекулы, в которой один атом углерода связан с четырьмя атомами водорода. Конечные продукты этой реакции – диоксид углерода (углекислый газ) и вода. (В ходе этой реакции кислород, содержащийся в воздухе, соединяется с входящими в состав метана углеродом, образуя углекислый газ, и водородом, образуя воду.) Обе эти субстанции легко удаляются из очага, в котором организм вырабатывает энергию, – ровно тогда вы и выдыхаете углекислый газ, образовавшийся вследствие этого взаимодействия с кислородом.

Аналогичной реакцией в кремниевом мире было бы горение молекулы, в которой один атом кремния связан с четырьмя атомами водорода, – вещества, называемого моносиланом или силикометаном. В результате в качестве отходов получился бы диоксид кремния (кремнезем). При нормальной температуре это твердая субстанция, которая входит в качестве основной составляющей в кварц и песок. Вывести ее из организма гораздо труднее, чем диоксид углерода. В научно‐фантастических повестях, в которых описывается жизнь на кремниевой основе, кремниевые существа выдают свое присутствие тем, что оставляют за собой на своем пути кусочки твердого кремнезема.

Из‐за этих свойств соединений кремния в научном сообществе сложилось мнение, что живые системы, полностью сформировавшиеся на базе кремния (то есть такие, в которых кремний полностью замещает углерод), вряд ли могут существовать на планетах, которые мы обычно рассматриваем как пригодные для обитания. (Сказанное, впрочем, совершенно не подразумевает, что кремний вообще не может входить в состав живых организмов. Многие организмы на Земле – например, диатомовые водоросли – формируют жесткие части своих организмов, включая атомы кремния в свои состоящие преимущественно из углеродсодержащих молекул тела.) Мы, конечно, можем представить себе экзопланеты, на которых из соединений кремния могли возникнуть очень сложные молекулярные структуры: например, землеподобная планета с расплавленной дневной стороной, находящаяся в состоянии синхронного вращения в планетной системе, богатой металлами и другими тяжелыми элементами. Но мы пока не можем узнать наверняка, позволят ли интенсивные потоки энергии создать на такой экзопланете автономные самовоспроизводящиеся системы, которые мы обычно считаем в полной мере живыми.

Закончим обсуждение жизни на основе кремния мы изложением, одного из наиболее убедительных с нашей точки зрения аргументов в пользу углеродного шовинизма. Как мы уже видели, на Земле кремния гораздо больше, чем углерода. Однако, несмотря на это, роль кремния в функционировании живых систем на Земле можно смело характеризовать как незначительную – в то время как углерод, при его относительно низком процентном содержании, образует основу всех живых организмов. Это подсказывает нам, что в плане возможности стать основой для живых организмов в углероде действительно есть что‐то особенное и что жизнь во Вселенной – ну, может быть, за очень редкими исключениями – будет преимущественно углеродной.

Мы потратили столько времени на разговоры о возможности жизни на кремниевой основе по нескольким причинам. Во‐первых, как мы уже сказали, кремний больше всех остальных элементов похож на углерод. Во‐вторых, гипотезы о возникновении жизни на основе кремния наиболее популярны в научной фантастике, где кремниевые организмы обычно предстают в виде одушевленных камней. Изложенные в этом разделе соображения говорят о том, что подобных форм жизни в Галактике, скорее всего, нет.

Какие же виды жизни, непохожей на нашу, у нас есть реальные шансы найти?

Другие варианты

До этого момента мы были довольно небрежны в использовании формулировки «жизнь на углеродной основе». По сути дела, хотя в живых системах на Земле функционирование молекул зависит в первую очередь от свойств входящего в их состав углерода, многие из этих молекул содержат наряду с углеродными и другие атомы. Знакомая всем двойная спираль ДНК, например, в качестве несущей содержит конструкцию из атомов фосфора и кислорода. Таким образом, мы должны рассмотреть возможность сочетания в составе живых организмов кремния с атомами других элементов.