Загадки мироздания

Но на холодных планетах кислорода в атмосфере нет. Вместо него есть водород. Возможно, что пищей «аммиачных» существ смогут служить сложные молекулы, богатые углеродом и кислородом, — молекулы такого типа были бы слишком нестабильны, чтобы существовать в условиях земного диапазона температур. Тогда атомы кислорода, содержащиеся в пище, могли бы вступать в соединение с атомами водорода, получаемыми из атмосферы. Энергия при этом высвобождалась бы точно таким же образом, как и при нашем обмене веществ.

Даже если планета слишком холодна для того, чтобы аммиак на ней не замерзал (а именно такие температуры властвуют на самых далеких планетах нашей Солнечной системы, Уране и Нептуне), это не полностью отнимает у нее возможность стать колыбелью жизни. Остается еще метан, представляющий собой здесь, на Земле, основной компонент так называемого «природного газа», используемого для приготовления пищи и обогрева жилья. Метан еще тяжелее расплавить, чем аммиак; он становится жидким только при температурах ниже -184 °С.

Однако химические свойства метана полностью отличаются от свойств воды или аммиака. В отличие от двух последних жидкостей обычные белки не растворяются в метане. Зато растворяются некоторые жирные вещества, и, возможно, на очень холодных планетах место белков могут занять сложные жиры. Такие сложные жиры существуют на самом деле, и некоторые их них по сложности не уступают белкам; так что нет ничего принципиально невозможного в зарождении метаново-жировой жизни.

А что же планеты, наоборот, горячие, более близкие к Солнцу? Они должны быть маленькими и не иметь атмосферы в обычном понимании. На них могут лишь в небольших количествах удерживаться малопригодные для обмена веществ газы, например, газообразная сера или ртуть. Воды на таких планетах точно нет; если даже когда-то она и была, то давным-давно выкипела.

Возможно, жизнь может зародиться на основе веществ, которые имеют при высоких температурах жидкую форму. Сера, по химическим свойствам несколько напоминающая кислород, находится в жидком состоянии при температурах от 112°С до 437°С. Возможна ли жизнь на серной основе?

Если и да, то белковой она быть не может. Белки при таких высоких температурах совершенно нестабильны. Обычные белки, как и все остальные сложные молекулы живой ткани, в том числе — правящие бал нуклеиновые кислоты, состоят по большей части из атомов углерода и водорода с небольшими вкраплениями кислорода, азота, серы и фосфора.

Иными словами, молекулы наших организмов — производные от углеводов.

Однако во время Второй мировой войны в ходе работы над созданием атомной бомбы химики обнаружили, что атомы водорода в такого рода молекулах можно заменить атомами фтора (фтор — это очень едкий ядовитый газ). Получающиеся в результате фтороуглеводные соединения имеют те же свойства, что и углеводы, но являются гораздо более стабильными. Сложные химические вещества, состоящие из производных фтороуглеводных соединений, слишком стабильны для обеспечения гибкости, необходимой для живой ткани, но при температурах жидкой серы они могут стать в достаточной степени нестабильными. «Могут», потому что очень трудно судить по простым молекулам определенного типа, какими свойствами будут обладать сложные молекулы того же типа. Вот пример: искусственно синтезированная человеком молекула нейлона по строению сходна с молекулой белка. Если бы стабильный и инертный нейлон был единственным веществом своего типа, доступным для анализа, то кто мог бы предсказать на основе его изучения существование сложных, нестабильных белковых молекул со всей их гибкостью и химической активностью?

Есть еще один вид молекул, способных образовывать сложные структуры, возможно стабильные при высоких температурах. Речь идет о кремниевых соединениях. Они состоят в основном из цепочек атомов кремния и кислорода, в качестве примера можно привести земные камни. Однако к этим цепочкам могут присоединяться и углеводные (или, возможно, фтороводородные) группы, придавая молекулам необходимую гибкость.

Такого рода кремниевые соединения были разработаны в лабораториях здесь, на Земле, за последние несколько десятков лет. Помимо прочего, твердые кремниевые соединения служат в качестве искусственной резины, а жидкие — в качестве гидравлических жидкостей. Так что можно представить себе горячие планеты населенными живущими в лужах жидкой серы существами с резиновыми тканями, по жилам которых текут гидравлические жидкости.

На горячих планетах живым существам не обязательно использовать химические реакции для получения энергии. Имея под рукой солнце, размером и яркостью десятикратно превышающее наше, эти существа, будь они хоть фтороуглеродными, хоть кремниевыми, смогут впитывать солнечную энергию напрямую.

Встретимся ли мы в будущем с чем-либо подобным на самом деле?