Silicis + deguonis
Pagrindiniu alternatyviosios biochemijos struktūriniu elementu laikomas silicis. Jis yra toje pačioje periodinės elementų sistemos grupėje, kaip ir anglis, tad ir jų savybės panašios. Tačiau silicio atomai masyvesni, jų spindulys didesnis, jie sunkiau sudaro kovalentinius ryšius, ir tai gali trukdyti biopolimerų susidarymui. Be to, silicio junginiai ne tokie įvairūs, kaip anglies.
Mokslininkai mano, kad silicinė gyvybė gali egzistuoti planetose, kurių vidutinė temperatūra smarkiai viršija žemiškąją.
Tuo tarpu, pavyzdžiui, silicio ir vandenilio junginiai – silanai – atsparesni karščiui už anglies ir vandenilio junginius. Todėl mokslininkai mano, kad silicinė gyvybė gali egzistuoti planetose, kurių vidutinė temperatūra smarkiai viršija žemiškąją. Tokiu atveju gamtinis tirpiklis turėtų būti ne gyvybiškai svarbus žemiečiams vanduo, o junginys, kurio lydymosi ir virimo temperatūra aukštesnė.
2010 m. gruodį NASA tyrėja Felisa Wolfe-Simon pranešė apie Halomonadaceae šeimai priklausančios bakterijos GFAJ-1, tam tikromis sąlygomis galinčios pakeisti fosforą arsenu, atradimą.
Silicio junginiai taip pat turėtų būti atsparesni sieros rūgščiai. O štai kitose aplinkose silicio junginiai, lyginant su anglies, laikomi mažiau atspariais.
Azotas + fosforas
Jei fosforas nebūtų toks aktyvus, tai, panašiai kaip anglis, galėtų sudaryti atomų grandines, kurios iš principo galėtų sudaryti sudėtingas makromolekules. Su azotu įmanomas sudėtingesnių kovalentinių ryšių sudarymas, tad gali rastis ir įvairiausios molekulės, taip pat ir žiedinės struktūros.
Mūsų planetos atmosferoje azoto yra apie 78 proc., bet dėl diatominio azoto inertiškumo, trivalenčių ryšių suformavimas energetiškai pernelyg „brangus“. Tuo tarpu kai kurie augalai gali sujungti dirvoje esantį azotą, veikdami simbiotiškai su anaerobinėmis bakterijomis, gyvenančiomis šaknų sistemoje. Jei atmosferoje būtų daugiau azoto dioksido ar amoniako, azotas būtų lengviau prieinamas. Be to, egzoplanetų atmosferoje gali būti pilna ir kitų azoto oksidų.
Amoniako atmosferoje augalai, kurių molekulės sudarytos iš fosforo ir azoto, azotą gautų iš atmosferos, o fosforą – iš dirvos. Jų ląstelės oksiduotų amoniaką ir gautų monosacharidų analogus, o vandenilis išsiskirtų kaip šalutinis produktas. Tokiu atveju gyvūnai įkvėptų vandenilį, skaidydami polisacharidų analogus iki amoniako ir fosforo. Taip formuotūsi energijos grandinė, veikianti atvirkščiai, nei Žemėje (mūsų planetoje šiuo atveju būtų paplitęs metanas).
Azotas + vandenilis
Neseniai kristalografo, chemiko, fiziko ir medžiagotyrininko, mokslo populiarintojo Artiomo Oganovo žodžiais tariant, jų grupė nustatė vieną įdomią azoto ir vandenilio jungčių ypatybę. Paaiškėjo, kad suspaustų azotovandenilių chemija daug įvairesnė, nei angliavandenilių (be to, šie junginiai egzistuoja termodinamiškai stabilioje būsenoje). O juk būtent angliavandenilių įvairovė, kaip pasakyta aukščiau, suteikia mums tokią biologinių variantų gausą.
Tarp kitko, azotovandenilių Visatoje labai daug. Tarkime, 8 proc. Urano ir Neptūno planetų sudaro amoniakas (vienas iš paprasčiausių azotovandenilių), kurio ten daug daugiau, nei Žemėje. Be viso kito, azoto ir vandenilio junginių žema lydymosi temperatūra, kuri auga drauge su slėgiu (kaip ir temperatūra planetų gelmėse).
„Kovalentiniams azoto junginiams su labai stipriais ryšiais bus būdingas metastabilumas – kitaip tariant, be to, kad esant slėgiui, yra nepaprastai daug stabilių junginių, ten bus ir praktiškai neribotai daug metastabilių junginių, – rašo Artiomas Oganovas. – O pridėjus kitų atomų: deguonies, sieros, – cheminė įvairovė viršys organinės chemijos įvairovę. Tai chemijos sritis, kurios iki šiol beveik nežinome ir kuri nepakliuvo į mūsų skaičiavimus.“
Ar tokiose planetose, kaip Uranas ir Neptūnas įmanoma gyvybė? Nežinia. „Potenciali problema yra ta, kad metastabilių junginių gyvavimo laikas planetų sąlygomis (aukšta temperatūra ir slėgis) gali pasirodyti esąs nepakankamai ilgas“, – daro išvadą chemikas.
