Vanzemaljski život možda nije zasnovan na ugljiku

Na Zemlji se život temelji na organskim spojevima. Te se molekule sastoje od ugljika i često uključuju druge elemente kao što su vodik, kisik, dušik, fosfor i sumpor. Međutim, znanstvenici su se dugo pitali može li se izvanzemaljski život razviti na temelju značajno drugačije kemije. Na primjer, istraživači su dugo nagađali da bi silicij također mogao poslužiti kao okosnica biologije.

Samoodržive kemijske reakcije koje bi mogle podržati biologiju radikalno različitu od života kakvog poznajemo mogli bi postojati na mnogo različitih planeta koristeći različite elemente osim ugljika na kojem se temelji život na Zemlji, otkriva nova studija.

Vrsta kemijske interakcije koja je ključna za život na Zemlji poznata je kao autokataliza. Autokatalitičke reakcije su samoodržive, mogu proizvesti molekule koje potiču ponavljanje iste reakcije.

"Zamislite rastuću populaciju kunića. Parovi kunića dolaze zajedno, stvaraju legla novih kunića, a zatim novi kunići odrastaju kako bi se sparili i napravili još više kunića. Nije potrebno mnogo kunića da bi uskoro imali puno više kunića. Jedan od glavnih razloga zbog kojih istraživači porijekla života brinu o autokatalizi je taj što je reprodukcija — ključna značajka života — primjer autokatalize", rekao je viši autor studije objavljene u časopisu Američkog kemijskog društva, Betül Kaçar, astrobiolog, bakteriolog i evolucijski biolog sa Sveučilišta Wisconsin-Madison.

U novoj studiji istraživači su tražili autokatalizu izvan organskih spojeva. Smatrali su da bi autokataliza mogla pomoći u pokretanju abiogeneze - nastanka života iz beživotnosti.

Znanstvenici su se usredotočili na ono što se naziva ciklusima kompoporcioniranja, koji mogu generirati višestruke kopije molekule. Ovi se proizvodi mogu koristiti kao početni materijali za ponovno ponavljanje ciklusa, što rezultira autokatalizom.

Kako bi pronašli te reakcije, znanstvenici su analizirali više od dva stoljeća digitaliziranih znanstvenih dokumenata napisanih na mnogo različitih jezika.

U konačnici, istraživači su otkrili 270 različitih ciklusa autokatalitičkih reakcija. "Autokataliza možda i nije tako rijetka, ali bi umjesto toga mogla biti opća značajka mnogih različitih okruženja, čak i onih koja su stvarno različita od Zemlje", rekao je Kaçar.

Većina od 270 ciklusa nije koristila organske spojeve. Neki su bili usredotočeni na elemente koji su odsutni ili su iznimno rijetki u životu na Zemlji, poput žive ili radioaktivnog metala torija. Određeni broj ciklusa vjerojatno se događa samo pod ekstremno visokim ili niskim temperaturama ili tlakovima.

Istraživači su čak otkrili četiri autokatalitička ciklusa koji uključuju plemenite plinove, koji samo rijetko kemijski reagiraju s drugim elementima.

Samo osam od ovih ciklusa bili su relativno složeni sastavljeni od četiri ili više reakcija. Većina od 270 ciklusa bili su jednostavni, a svaki se sastojao od samo dvije reakcije.

Istraživači su primijetili da je moguće kombinirati više ciklusa zajedno, čak i kada su međusobno vrlo različiti. To bi moglo dovesti do samoodrživih kemijskih reakcija koje generiraju raznolik niz molekula koje proizvode veliku količinu složenosti.

Znanstvenici se nadaju da će buduća istraživanja moći eksperimentalno testirati ovu novu 'kuharicu' koju su izradili.

Uz implikacije koje bi ovaj rad mogao imati za potragu za životom u svemiru i razumijevanje podrijetla života, ovo bi istraživanje moglo imati praktične primjene, poput optimiziranja kemijske sinteze i učinkovitije upotrebe resursa i energije.