Альтернативная биохимия — ряд теорий и гипотез, рассматривающих возможность существования форм жизни частично или полностью отличающихся биохимически от возникших на Земле. Обсуждаемые в рамках гипотез отличия включают замену углерода в молекулах органических веществ на иные атомы, либо замену воды в качестве универсального растворителя другими жидкостями. Альтернативная биохимия нередко встречается в научно-фантастической литературе и спекулятивной биологии при описании различных форм внеземной жизни. Но также является предметом серьёзного научного интереса и исследований.

Параметры дискуссии Возможность биохимически иной жизни является общей темой научной фантастики, но она также рассматривается в научно-исследовательском контексте. Недавним примером такого обсуждения является отчёт за 2007 год об ограничивающих условиях жизни, подготовленный комитетом в составе учёных при Национальном исследовательском совете Соединённых Штатов. Этот комитет под председательством Джона А. Бароса рассматривал «гипотетическую альтернативную химию жизни», включая ряд растворителей, которые могли бы стать альтернативой воде.
В проекте под названием:
«Пределы органической жизни в планетных системах» постулируется, что:
На сегодняшний день при поиске внеземной жизни руководствуются моделью жизни, основанной на жизни, которую мы наблюдаем на Земле. Некоторые особенности земной жизни привлекли особое внимание:

Земная жизнь использует воду в качестве растворителя;
Она построена из клеток и использует метаболизм, который фокусируется на карбонильной группе (

          C

            =

          O

    {\displaystyle {\ce {C=O}}}

);
Это термодинамически диссипативный процесс, использующий химико-энергетические градиенты;
Земная жизнь использует архитектуру с двумя биополимерами, которая использует нуклеиновые кислоты для выполнения большинства генетических функций и белки для выполнения большинства каталитических функций.
Как следствие, большая часть планируемых миссий НАСА сосредоточена на местах, где возможно пребывание воды в жидком виде, и в ней делается акцент на поисках структур, подобных клеткам земных организмов.
Этот подход был бы оправдан, учитывая отсутствие общего понимания того, как может выглядеть жизнь, имеющая происхождение, независимое от Земли. Однако лабораторные эксперименты дают основание ожидать, что жизнь может основываться и на молекулярных структурах, существенно отличающихся от земных.

Замена наиболее важных химических элементов Акроним CHNOPS, расшифровывающийся как Carbon (углерод), Hydrogen (водород), Nitrogen (азот), Oxygen (кислород), Phosphorus (фосфор) и Sulfur (сера), представляет шесть наиболее важных химических элементов, чьи ковалентные комбинации составляют большую часть биологических молекул на Земле.
Сера используется в аминокислотах цистеин и метионин.
Фосфор — необходимый элемент в формировании фосфолипидов, подкласса липидов, являющихся главным компонентом всех клеточных мембран, так как они составляют липидный бислой, сохраняющий ионы, протеины и другие молекулы там, где они нужны для выполнения функций клетки, и предотвращающие их проникновение в те зоны, где их быть не должно. Фосфатные группы также являются необходимым компонентом основы нуклеиновых кислот.

Все виды живых организмов, известные в настоящее время, используют углеродные соединения для основных структурных и метаболических функций, воду в качестве растворителя и ДНК или РНК для определения и контроля их формы. Если жизнь существует на других планетах, она может быть химически похожа. Также возможно, что существуют организмы с совершенно разными химическими составами. Существование или, по крайней мере, реальность этих форм биохимии ещё не была выявлена.
Относительное содержание различных элементов очень важно для определения возможности их участия в биохимии. Для справки, вот пятнадцать элементов, наиболее распространённых в человеческом теле (то есть тех, которые составляют не менее 0,0001 % от него) и в других системах, измеренных числом атомов.
Относительное содержание элементов (мольная доля элементов) в различных системах:

Замена углерода Учёные немало высказывались на тему возможности построения органических молекул с помощью других атомов, но никто не предложил теорию, описывающую возможность воссоздания всего многообразия соединений, необходимых для существования жизни.

= Кремний и кислород =
Среди наиболее вероятных претендентов на роль структурообразующего атома в альтернативной биохимии называют кремний. Он находится в той же группе периодической системы, что и углерод, их свойства во многом схожи. Как и углерод, кремний может создавать достаточно большие молекулы, чтобы нести биологическую информацию.
Однако атом кремния имеет большие массу и радиус. Образование кремнием двойных или тройных ковалентных связей сравнительно затруднено, что может помешать образованию биополимеров. Кремний, в отличие от углерода, не обладает способностью образовывать химические связи с различными типами атомов, что необходимо для химической универсальности, необходимой для метаболизма, и тем не менее именно эта неспособность делает кремний менее восприимчивым к связыванию со всеми видами примесей. Элементы, создающие органические функциональные группы с углеродом, включают водород, кислород, азот, фосфор, серу и металлы, такие как железо, магний и цинк. Кремний, с другой стороны, взаимодействует с очень немногими другими типами атомов. Соединения кремния не могут быть настолько разнообразны, как соединения углерода.

Это связано с тем, что атомы кремния намного больше, имеют большую массу и атомный радиус, и поэтому им трудно образовывать двойные связи (углерод с двойной связью является частью карбонильной группы, фундаментального мотива биоорганических соединений на основе углерода).

Преимуществом, которое может привести к существованию вариантов биохимии на основе кремния, являются его цеолиты — соединения, которые используются в химии и могут фильтровать и катаболизировать вещества аналогично углеродным ферментам. Основные механизмы жизни на нашей планете возможны благодаря ферментам, — катализаторам с соответствующими им носителями (белками). В процессе эволюции биосферы сформировалась целая коллекция из них, каждый из которых специализируется на функции, как например гемоглобин, отвечающий за обмен кислорода, или ферредоксин, миссия которого заключается в электронном переносе. Первоначальная идея — заменить эти ферменты молекулами на основе кремния. Эти материалы представляют собой разновидность глин, которые имеют молекулярную структуру в виде трёхмерной сетки, образованной тетраэдрами из

            SiO

              4

    {\displaystyle {\ce {SiO4}}}

 и

            AlO

              4

    {\displaystyle {\ce {AlO4}}}

, соединённых вместе. Эта решётка имеет поры и полости молекулярного размера, поэтому их могут пересекать только те молекулы, которые имеют достаточно малый размер. Вот почему их также называют молекулярными ситами. Цеолиты имеют большое количество структурных сходств с природными белками. При использовании этих сходств могут образовываться разные катализаторы, которые сочетают в себе характеристики стойкости и химической стабильности цеолитов с высокой селективностью и молекулярной активностью ферментов. В Центральном департаменте исследований и разработок компании DuPont были получены цеолиты, способные моделировать поведение гемоглобина, цитохрома P450 и железо-серного белка.
Как и углерод, кремний может образовывать четыре устойчивые связи с самим собой и другими элементами, а также длинные химические цепи, известные как силановые полимеры, которые очень похожи на углеводороды, необходимые для жизни на Земле.
Соединения кремния могут быть биологически полезными при температурах или давлениях, отличных от таковых на поверхности Земли, в роли (либо в сочетании), которая менее прямо аналогична углероду. Полисиланолы, подобные сахарам, растворимы в жидком азоте, что позволяет предположить, что они могут играть роль в биохимии при очень низких температурах.
Силаны — соединения кремния и водорода, подобные алканам, менее устойчивы чем углеводороды. Силаны самопроизвольно горят в кислород-содержащей атмосфере при относительно низких температурах, поэтому кислородная атмосфера может быть смертельной для жизни на основе кремния. С другой стороны, стоит учитывать, что алканы, как правило, довольно легко воспламеняются, но жизнь на основе углерода на Земле не накапливает энергию непосредственно в виде алканов, но в виде сахаров, липидов, спиртов и других углеводородных соединений с совершенно разными свойствами. Вода как растворитель также будет реагировать с силанами. Но, опять же, это имеет значение только в том случае, если по каким-либо причинам силаны используются или массово производятся такими организмами.
В то же время, силиконы — полимеры, включающие цепочки чередующихся атомов кремния и кислорода, более жаропрочны. На этом основании предполагается, что кремниевая жизнь может существовать на планетах со средней температурой, значительно превышающей земную. В этом случае, роль универсального растворителя должна играть не вода, а соединения со значительно более высокой температурой кипения.
Так, например, предполагается, что соединения кремния будут стабильнее углеродных молекул в среде серной кислоты, то есть в условиях, которые могут существовать на других планетах. В целом же, сложные молекулы с кремниево-кислородной цепью менее устойчивы по сравнению с углерод-кислородными аналогами.
Углеводородов и органических соединений много в метеоритах, кометах и межзвёздных облаках, в то время как их кремниевые аналоги никогда не встречались в природе. Кремний, однако, образует сложные одно-, двух- и трёхмерные полимеры, в которых атомы кислорода образуют мостики между атомами кремния. Они называются силикатами. Они устойчивы и распространены в земных условиях и были предложены в качестве основы для предуглеродной формы эволюции на Земле.
Диоксид кремния (основной компонент песка), являющийся аналогом углекислого газа, представляет собой твёрдое, малорастворимое вещество. Это создаёт трудности для поступления кремния в биологические системы, основанные на водных растворах, даже если окажется возможным существование биологических молекул на его основе. Схожaя ситуация и с существующими наземными растениями. Например, рис способен накапливать до 10 % кремния от сухого веса побегов, что находится в диапазоне или даже выше, чем уровни основных макронутриентов, таких как азот, фосфат и калий. Недавно были выявлены два переносчика (Lsi1 и Lsi2), ответственные за высокую способность риса к усвоению кремния. Lsi1 относится к подгруппе аквапоринов внутреннего белка nodulin-26 (NIP III) и является переносчиком кремниевой кислоты. Как и другие макронутриенты кремний недоступен растениям будучи нерастворим в воде. Однако растения как и в случае с азотом используют природные биоудобрения — напр. азотофиксирующие бактерии, которые переводят атмосферный азот в связанное состояние, что делает его доступным для потребления растениями и с которыми растения зачастую состоят в симбиозе.
Организмы на основе кремния, если они дышат кислородом, вероятно, выделяют диоксид кремния (

            SiO

              2

    {\displaystyle {\ce {SiO2}}}

) в качестве побочного продукта, подобно тому как углеродные организмы выделяют диоксид углерода —

            CO

              2

    {\displaystyle {\ce {CO2}}}

, Однако в отличие от диоксида углерода диоксид кремния был бы в твёрдом состоянии и поэтомy мог бы забить дыхательные пути песком.
Можно однако представить выделительные органы, сравнимые с почками, которые в случае этой гипотетической биохимии удаляют из организма своего рода силикатный гель. Ведь в качестве отходов азотные соединения у животных удаляются в основном в виде мочевины. Или же силикатные соединения могут выделятся в твёрдой форме, как например некоторые ящерицы обитающие в пустыне, выделяют мочевую кислоту через ноздри.
Диоксид кремния (учитывая примеси, всегда присутствующие в живых тканях и, вероятно, препятствующие кристаллизации) находится в агрегатном состоянии от жидкого до так называемого стеклообразного, поэтому становится тем жиже, чем выше температура. Тогда кремниевая жизнь может состоять из расплава «кремниево-биологических молекул» в диоксиде кремния в широком температурном диапазоне.
При всём разнообразии молекул, которые были обнаружены в межзвёздной среде, 84 основаны на углероде и лишь 8 — на кремнии. Более того, из этих 8 соединений 4 включают углерод. (Это косвенно указывает на небольшую возможность промежуточного — кремний-углеродного — варианта биохимии.) Примерное соотношение космического углерода к космическому кремнию — 10 к 1. Это даёт основание предполагать, что сложные углеродные соединения более распространены во Вселенной, уменьшая шанс формирования жизни на основе кремния, по крайней мере в тех условиях, что можно ожидать на поверхностях планет с условиями подобными земным.
На Земле, как и на других планетах земной группы, много кремния и очень мало углерода. Однако, земная жизнь развилась на основе углерода. Это свидетельствует в пользу того, что углерод более подходит для формирования биохимических процессов на планетах, подобных нашей. Остаётся возможность того, что при других комбинациях температуры и давления кремний может участвовать в формировании биологических молекул в качестве замены углероду.
Химики неустанно работали над созданием новых соединений кремния, с тех пор как Фредерик Стэнли Киппинг (Frederic Kipping) (1863—1949) показал, что действительно можно сделать несколько интересных соединений. Самая высокая международная премия в области химии кремниевых соединений называется Kipping Award. Но, несмотря на годы работы — и несмотря на все реагенты, доступные современным учёным — многие кремниевые аналоги углеродных соединений просто не могут быть получены. Термодинамические данные подтверждают, что эти аналоги часто слишком нестабильны или слишком реактивны.

 Соединения кремния (в частности диоксид кремния) используются некоторыми организмами на Земле. Из них свой панцирь формируют диатомовые водоросли, получая кремний из воды. В качестве структурного материала соединения кремния также используют радиолярии, некоторые губки и растения. Кремний также входит в состав соединительной ткани человека.
25 ноября 2016 года в журнале Science, исследователи сообщили, что открыты белки, обычно содержащиеся в бактериях исландских горячих источников, которые могут образовывать молекулы с углерод-кремниевыми связями в живых клетках.
«То, что существует в природе, уже готово для создания этой совершенно новой химии и делает это относительно хорошо», — говорит соавтор Фрэнсис Арнольд, инженер-химик из Калифорнийского технологического института в Пасадене. «Это открывает путь к созданию соединений, которые природа никогда не делала раньше. Вскоре мы сможем узнать, какие затраты и выгоды они дают живым биосистемам».
«Это ни в коем случае не идентичная замена», — говорит Арнольд. «Жизнь в нормальных условиях на этой планете, вероятно, не будет работать с кремнием.
Предположительно, мы могли бы создать компоненты жизни, включающие кремний — возможно, кремниевый жир или кремнийсодержащие белки — и спросить, как жизнь с этим связана?… Обеспечивает ли это новые функции, которых раньше не было в жизни?»
Также в ноябре 2016 г. было объявлено, что та же команда учёных «вывела» бактериальный белок, который может создавать искусственные кремний-углеродные связи. «Мы решили заставить природу делать то, что могут делать только химики, — только лучше», — говорит Фрэнсис Арнольд. Это исследование также является первым, показывающим, что природа может адаптироваться для включения кремния в молекулы на основе углерода, строительные блоки жизни. «Ни один живой организм не соединяет воедино кремний-углеродные связи, даже несмотря на то, что кремния так много вокруг нас..», — говорит Дженнифер Кан, научный сотрудник лаборатории Арнольда.
Исследователи использовали метод, называемый направленной эволюцией, впервые предложенный Арнольдом в начале 1990-х годов, при котором новые и более совершенные ферменты создаются в лабораториях путём искусственного отбора, подобно тому, как селекционеры модифицируют кукуруз. Ферменты — это класс белков, которые катализируют или облегчают химические реакции. Направленный процесс эволюции начинается с фермента, который учёные хотят улучшить. ДНК, кодирующая фермент, видоизменяется более или менее случайным образом, и полученные ферменты проверяются на желаемый признак. Затем наиболее эффективный фермент снова мутируется, и процесс повторяется до тех пор, пока не будет создан фермент, который работает намного лучше оригинала.
Идеальным кандидатом оказался белок из бактерии, которая растёт в горячих источниках Исландии. Этот белок, называемый цитохромом с, обычно передаёт электроны другим белкам, но исследователи обнаружили, что он также действует как фермент, создавая связи кремний-углерод на низких уровнях. Затем учёные мутировали ДНК, кодирующую этот белок, в области, которая определяет железосодержащую часть белка, которая, как считается, отвечает за его активность по формированию связи кремний-углерод. Затем они протестировали эти мутантные ферменты на их способность создавать кремнийорганические соединения лучше, чем исходные.
Всего за три серии испытаний они создали фермент, который может избирательно создавать связи кремний-углерод в 15 раз эффективнее, чем лучший катализатор, изобретённый химиками.
Что касается вопроса о том, может ли жизнь эволюционировать, чтобы использовать кремний самостоятельно, Арнольд говорит, что это зависит от природы. «Это исследование показывает, насколько быстро природа может адаптироваться к новым вызовам», — говорит она. «Закодированный ДНК каталитический механизм клетки может быстро научиться стимулировать новые химические реакции, если мы предоставим новые реагенты и соответствующий стимул в виде искусственного отбора. Природа могла бы сделать это сама, если бы ей было угодно».
В 2024 году Арнольд и её коллеги, в том числе Димитрис (Дими) Кацулис из мичиганской компании Dow Inc., использовали направленную эволюцию для создания нового фермента, расщепляющего связи кремний-углерод. Результаты опубликованы в номере журнала Science от 26 января 2024 года.
Исследователи говорят, что, хотя практическое использование их сконструированного фермента может быть ещё через десять лет или больше в будущем, его разработка открывает возможность того, что силоксаны однажды могут подвергнуться биологическому разложению. «Например, природные организмы могут развиваться в богатой силоксанами среде, чтобы катализировать подобную реакцию, или дальнейшие улучшенные версии разработанных в лаборатории ферментов, таких как этот, возможно, могут быть использованы для очистки силоксановых примесей в сточных водах», — говорит Арнольд.
Силоксановые химические вещества можно найти в бесчисленном количестве продуктов, в том числе в тех, которые используются в бытовой химии, средствах личной гигиены, а также в автомобильной, строительной, электронной и аэрокосмической промышленности. Химическая основа соединений состоит из связей кремний — кислород, а к атомам кремния присоединены углеродсодержащие группы, часто метильные. «Кремниево-кислородная основная цепь придает полимеру неорганический характер, в то время как кремний-метильные группы придают полимеру органические характеристики. Таким образом, эти полимеры обладают уникальными свойствами материала, такими как высокая термическая и окислительная стабильность, низкое поверхностное натяжение и высокая гибкость позвоночника, среди прочего», — говорит Кацулис.
Кацулис обратилась к Арнольду с просьбой о сотрудничестве в усилиях по ускорению разложения силоксана после того, как он прочитал о работе её лаборатории в области связи кремния и углерода. В новом исследовании исследователи хотели найти способы разорвать эти связи, а не создать их. Ученые использовали направленную эволюцию для разработки бактериального фермента под названием цитохром P450.
Они мутировали ДНК цитохрома P450 и протестировали новые варианты ферментов. Затем лучшие результаты были снова мутированы, и тестирование повторялось до тех пор, пока фермент не стал достаточно активным, чтобы исследователи могли идентифицировать продукты реакции и изучить механизм работы фермента.
«Природа — потрясающий химик, и в её репертуар теперь входит разрыв связей в силоксанах, которые, как считалось ранее, защищают от атак живых организмов», — сказала руководитель исследования Фрэнсис Арнольд.

= Азот и фосфор =
Азот и фосфор считают другими претендентами на роль основы для биологических молекул. Как и углерод, фосфор может составлять цепочки из атомов, которые в принципе могли бы образовывать сложные макромолекулы, если бы он не был таким активным. Однако в комплексе с азотом возможно образование более сложных ковалентных связей, что делает возможным возникновение большого разнообразия молекул, включая кольцевые структуры.
В атмосфере Земли азота около 78 %, однако в силу инертности двухатомного азота энергетическая «цена» образования трёхвалентной связи слишком высока. В то же время некоторые растения могут связывать азот из почвы в симбиозе с анаэробными бактериями, живущими в их корневой системе. В случае присутствия в атмосфере значительного количества диоксида азота или аммиака доступность азота будет выше. В атмосфере других планет, кроме того, могут существовать и другие оксиды азота.
Подобно растениям на Земле (например, бобовым), инопланетные формы жизни могли бы усваивать азот из атмосферы. В таком случае мог бы сформироваться процесс наподобие фотосинтеза, когда энергия ближайшей звезды тратилась бы на образование аналогов глюкозы с выделением кислорода в атмосферу. В свою очередь, животная жизнь, стоящая выше растений в пищевой цепочке, усваивала бы из них питательные вещества, выделяя диоксид азота в атмосферу и соединения фосфора в почву.
В аммиачной атмосфере растения с молекулами на основе фосфора и азота получали бы соединения азота из окружающей их атмосферы, а фосфор — из почвы. В их клетках происходило бы окисление аммиака для образования аналогов моносахаридов, водород бы выделялся в качестве побочного продукта. В данном случае животные будут вдыхать водород, расщепляя аналоги полисахаридов до аммиака и фосфора, то есть энергетические цепочки формировались бы в обратном направлении по сравнению с существующими на нашей планете (у нас вместо аммиака в данном случае распространён бы был метан).
Споры на эту тему далеко не окончены, так как некоторые этапы цикла на основе фосфора и азота являются энергодефицитными. Также представляется спорным, что во Вселенной соотношения этих элементов встречаются в необходимой для возникновения жизни пропорции.

= Азот и бор =
Атомы азота и бора, находящиеся в «связке», в определённой степени имитируют связь «углерод—углерод». Так, известен боразол

            B

              3

            N

              3

            H

              6

    {\displaystyle {\ce {B3N3H6}}}

, который иногда называют «неорганическим бензолом». Но всё же на основе комбинации бора с азотом невозможно создать всё то разнообразие химических реакций и соединений, известных в химии углерода. Тем не менее, принципиальную возможность такой замены в виде каких-то отдельных фрагментов искусственных (или инопланетных) биомолекул нельзя полностью исключать.

= Азот и водород =
При очень высоком давлении (~460 ГПа) соединения азота и водорода химически даже более разнообразны, чем углеводороды, что открывает перспективы существования их производных более разнообразных и многочисленных, чем все существующие органические соединения и, возможно, даже жизни, построенной на альтернативной азотоводородной химии. Подходящие условия для существования азотоводородной биохимии могут встречаться в недрах планет гигантов, в которых содержатся огромные количества азота и водорода под таким давлением.

Замена фосфора В декабре 2010 года исследователь из НАСА Astrobiology Research Фелиса Вольфе-Симон (англ. Felisa Wolfe-Simon) сообщила об открытии бактерии GFAJ-1 из рода Halomonadaceae, способной при определённых условиях заменять фосфор мышьяком.
Мышьяк, который химически похож на фосфор, хотя и является ядовитым для большинства форм жизни на Земле, включён в биохимию некоторых организмов. Некоторые морские водоросли включают мышьяк в сложные органические молекулы, такие как арсеносахары и арсенобетаины. Грибы и бактерии могут производить летучие соединения метилированного мышьяка. Восстановление арсената и окисление арсенита наблюдались у микробов (Chrysiogenes arsenatis). Кроме того, некоторые прокариоты могут использовать арсенат в качестве концевого акцептора электронов во время анаэробного роста, а некоторые могут использовать арсенит в качестве донора электронов для генерации энергии.
Было высказано предположение, что самые ранние формы жизни на Земле могли использовать биохимию мышьяка вместо фосфора в структуре их ДНК. Общее возражение против этого сценария состоит в том, что сложные эфиры арсената настолько менее устойчивы к гидролизу, чем соответствующие сложные эфиры фосфата, что мышьяк просто не подходит для этой функции.
Авторы геомикробиологического исследования 2010 года, частично поддержанного НАСА, предположили, что бактерия, названная GFAJ-1 , собранная в отложениях озера Моно в восточной Калифорнии, может использовать такую «мышьяковую ДНК» при культивировании без фосфора. Они предположили, что бактерия может использовать высокие уровни поли-β-гидроксибутирата или других средств для снижения эффективной концентрации воды и стабилизации сложных эфиров арсената. Эта гипотеза была подвергнута резкой критике почти сразу после публикации за предполагаемое отсутствие соответствующих мер контроля зa экспериментами. Научный писатель Карл Зиммер связался с несколькими учёными для оценки: «Я обратился к дюжине экспертов… Почти единодушно, они думают, что учёные НАСА не смогли обосновать своё мнение». Другие авторы не смогли воспроизвести свои результаты и показали, что в исследовании были проблемы с загрязнением фосфатом, что позволяет предположить, что присутствующие низкие количества могут поддерживать экстремофильные формы жизни. В качестве альтернативы было высказано предположение, что клетки GFAJ-1 растут путём рециркуляции фосфата из деградированных рибосом, а не путём замены его на арсенат.
Pезультаты последующих экспериментаторов опровергли теорию о включении мышьяка в состав ДНК.
Почётный член Фонда прикладной молекулярной эволюции (США) Стивен Беннер (Steven Benner), отметил в своём выступлении на пресс-конференции в штаб-квартире НАСА, что хотя мышьяк своей химией напоминает фосфор, но всё-таки он, будучи встроен в структуру ДНК и РНК, является «слабым звеном», так как формируемые им химические связи легко ломаются из-за высокой реакционной способности атома мышьяка.

В то же самое время повышенная реакционная способность мышьяка, негативно влияющая на стабильность биологических молекул при комнатной температуре, может оказаться полезной в том случае, если биологическая молекула должна выполнять свои функции при низких температурах, таких, например, как на спутнике Сатурна Титане.
Теории о возможности жизни на Титане были выдвинуты в 2005 году на основании недавно полученных наблюдений, однако Титан значительно холоднее, чем Земля, поэтому на его поверхности нет жидкой воды. Однако с другой стороны на Титане имеются озёра жидкого метана и этана, а также реки и целые моря из них, кроме того, они могут выпадать в виде осадков, как дождь из воды на Земле. Некоторые научные модели показывают, что Титан может поддерживать жизнь не на водной основе (см.), хотя не все учёные согласны с этими теориями, так как они всё ещё являются предметом широких дискуссий и дебатов в научном сообществе, в том числе и в NASA.

= Мир ПНК =

Одна гипотеза о происхождении жизни предполагает, что первоначальная жизнь на Земле могла быть основана на ПНК (пептидо-нуклеиновых кислотах) и что позже «мир ПНК» был преобразован в «мир РНК». Основными аргументами являются большая химическая стабильность и простота ПНК по сравнению с РНК, что позволило бы ПНК развиваться и выживать в примитивных пребиотических условиях. В то же время, ПНК несёт необходимую информацию в виде нуклеотидов. Однако основным пробелом в этой теории является отсутствие молекул ПНК с каталитической активностью, которые позволили бы репликацию ПНК.

= Тиоэфиры как альтернатива АТФ =
Хотя в биохимии АТФ содержащий фосфор, играет важнейшую роль, не исключено существование и алтернативных ему молекул. Как утверждается в «Тиоэфирном мире», тиоэфиры (содержщие серу)  являются возможными предшественниками жизни. Как объясняет Кристиан де Дюв:

Показательно, что тиоэфиры являются обязательными промежуточными продуктами в нескольких ключевых процессах, в которых АТФ либо используется, либо регенерируется. Тиоэфиры участвуют в синтезе всех эфиров, включая те, которые содержатся в сложных липидах . Они также участвуют в синтезе ряда других клеточных компонентов, включая пептиды, жирные кислоты, стерины, терпены, порфирины и другие. Кроме того, тиоэфиры образуются как ключевые промежуточные продукты в нескольких особенно древних процессах, которые приводят к сборке АТФ. В обоих этих случаях тиоэфир ближе, чем АТФ, к процессу, который использует или вырабатывает энергию. Другими словами, тиоэфиры могли фактически играть роль АТФ в «тиоэфирном мире», изначально лишенном АТФ. В конечном итоге, [эти] тиоэфиры могли бы служить для введения АТФ благодаря своей способности поддерживать образование связей между фосфатными группами .
Однако в этой гипотезе есть пробел, поскольку из-за высокого изменения свободной энергии гидролиза тиоэфиров и, соответственно, их низких констант равновесия маловероятно, что эти соединения могли бы аккумулироваться абиотически в какой-либо значительной степени, особенно в условиях гидротермальных источников.

Замена воды В дополнение к соединениям углерода, для всей известной в настоящее время земной жизни также требуется вода в качестве растворителя. Различные свойства воды, которые важны для процессов жизнедеятельности, включают широкий диапазон температур, при которых она является жидкой, высокую теплоёмкость, способствующую регуляции температуры, большую теплоту испарения и способность растворять широкий спектр соединений. Вода также амфотерна, что означает, что она может давать или принимать протон, позволяя ей действовать как кислота или основание. Это свойство имеет решающее значение во многих органических и биохимических реакциях, где вода служит растворителем, реагентом или продуктом. Существуют и другие химические вещества со схожими свойствами, которые иногда предлагались в качестве альтернативы воде. Вода является жидкой при давлении в 1 атм. в интервале от 0 °C до 100 °C, но существуют другие растворители, например, серная кислота, которые остаются в жидком состоянии до температуры в 200 °C и более.

= Серная кислота =
Серная кислота в жидком виде сильно полярна. Она остаётся жидкой при более высоких температурах, чем вода, диапазон составляет от 10 °C до 337 °C при давлении 1 атм, хотя при температуре выше 300 °C она медленно разлагается. Известно, что серная кислота в изобилии присутствует в облаках Венеры в виде аэрозольных капель
где три слоя облаков на высоте от 40 до 70 км состоят в основном из аэрозолей серной кислоты, около 80 процентов в верхнем слое и 98 процентов в нижнем слое. Температура (около 310 К на высоте около 50 км, около 1,5 атм) соответствует стабильным ковалентным связям углерод-углерод. Многие авторы обсуждали возможность ранней жизни на Венере в её кислой среде. В биохимии, использующей серную кислоту в качестве растворителя, алкеновая группа (C=C) с двумя атомами углерода, соединёнными двойной связью, может функционировать аналогично карбонильной группе (C=O) в биохимии на основе воды.

= Аммиак =
Аммиак часто рассматривается в качестве наиболее вероятного (после воды) растворителя для возникновения жизни на какой-либо из планет. При давлении в 100 кПа (1 атм.) он находится в жидком состоянии при температурах от −78 до −33 °C.
Молекула аммиака (

            NH

              3

    {\displaystyle {\ce {NH3}}}

), как и молекула воды, широко распространена во Вселенной, являясь соединением водорода (самый простой и самый распространённый элемент) с другим очень распространённым элементом, азотом. Возможная роль жидкого аммиака как альтернативного растворителя для жизни — идея, которая восходит по крайней мере к 1954 году, когда Дж. Б. С. Холдейн поднял эту тему на симпозиуме о происхождении жизни.
В растворе аммиака возможны многочисленные химические реакции, а жидкий аммиак имеет химическое сходство с водой. Аммиак может растворять большинство органических молекул, по крайней мере, так же, как вода, и, кроме того, он способен растворять многие элементарные металлы. Холдейн отметил, что различные общие органические соединения, связанные с водой, имеют аналоги, связанные с аммиаком; например, связанная с аммиаком аминогруппа (

            −

            NH

              2

    {\displaystyle {\ce {-NH2}}}

) аналогична связанной с водой гидроксильной группе (

            −

          OH

    {\displaystyle {\ce {-OH}}}

).
Аммиак, как и вода, может принимать или жертвовать ион

            H

              +

    {\displaystyle {\ce {H^+}}}

. Когда аммиак принимает

            H

              +

    {\displaystyle {\ce {H^+}}}

, он образует катион аммония (

            NH

              4

              +

    {\displaystyle {\ce {NH4^+}}}

), аналогичный гидронию (

            H

              3

            O

              +

    {\displaystyle {\ce {H3O^+}}}

). Когда он отдаёт ион

            H

              +

    {\displaystyle {\ce {H^+}}}

, он образует анион амида (

            NH

              2

              −

    {\displaystyle {\ce {NH2^-}}}

), аналогичный аниону гидроксида (

            OH

              −

    {\displaystyle {\ce {OH^-}}}

). Однако, по сравнению с водой, аммиак более склонен принимать ион

            H

              +

    {\displaystyle {\ce {H^+}}}

 и менее склонен отдавать его; это более сильный нуклеофил. Аммиак, добавленный в воду, действует как основание Аррениуса: он увеличивает концентрацию гидроксида аниона. И наоборот, используя систему определения кислотности и основности в системе растворителей, вода, добавляемая к жидкому аммиаку, действует как кислота, поскольку увеличивает концентрацию катиона аммония. Карбонильная группа (

          C

            =

          O

    {\displaystyle {\ce {C=O}}}

), которая широко используется в наземной биохимии, не будет стабильной в растворе аммиака, но вместо неё можно использовать аналогичную иминную группу (

          C

            =

          NH

    {\displaystyle {\ce {C=NH}}}

).
Тем не менее, аммиак имеет некоторые проблемы в качестве основы для жизни. Водородные связи между молекулами аммиака слабее, чем в воде, что приводит к тому, что теплота испарения аммиака вдвое меньше, чем у воды, а поверхностное натяжение — до трети, а также уменьшается способность концентрировать неполярные молекулы за счёт гидрофобного эффекта. Джеральд Файнберг и Роберт Шапиро подвергли сомнению, мог ли аммиак удерживать молекулы пребиотика достаточно хорошо, чтобы позволить появление самовоспроизводящейся системы. Аммиак также воспламеняется в кислороде и не может устойчиво существовать в среде, подходящей для аэробного метаболизма.
Жидкий аммиак по ряду свойств напоминает воду, но при замерзании твёрдый аммиак не всплывает вверх, а тонет (в отличие от водного льда).
Поэтому океан, состоящий из жидкого

            NH

              3

    {\displaystyle {\ce {NH3}}}

, будет легко промерзать до дна. Кроме того, выбор аммиака в качестве растворителя исключает выгоды от использования кислорода как биологического реагента. Однако это не исключает возможности возникновения альтернативной жизни на планетах, где аммиак имеется в смеси с водой.
Биосфера на основе аммиака, вероятно, будет существовать при температурах или давлениях воздуха, которые являются чрезвычайно необычными по отношению к жизни на Земле. Жизнь на Земле обычно существует в пределах температуры плавления и кипения воды при нормальном давлении, между 0 °C (273 К) и 100 °C (373 К); при нормальном давлении температура плавления и кипения аммиака составляет от −78 °C (195 К) до −33 °C (240 К). Химические реакции обычно протекают медленнее при более низкой температуре. Поэтому жизнь на основе аммиака, если она существует, может метаболизироваться медленнее и развиваться медленнее, чем жизнь на Земле. С другой стороны, более низкие температуры могут также позволить живым системам использовать химические вещества, которые были бы слишком нестабильны при температурах Земли, чтобы быть полезными.
Аммиак может быть жидкостью при температурах, подобных земным, но при гораздо более высоких давлениях; например, при 60 атм аммиак плавится при −77 °С (196 К) и кипит при 98 °С (371 К).
Смеси аммиака и воды остаются жидкими при температурах, намного ниже точки замерзания чистой воды, поэтому такая биохимия могла бы хорошо подходить для планет и лун, вращающихся вне зоны обитаемости на водной основе. Такие условия могут существовать, например, под поверхностью самой большой луны Сатурна Титана.

= Фтороводород =
По ряду свойств фтороводород напоминает воду. Так, он тоже способен к образованию межмолекулярных водородных связей. Однако стоит учитывать, что на 1 атом фтора в наблюдаемой вселенной приходится 10000 атомов кислорода, поэтому трудно представить на какой-либо планете условия, которые благоприятствовали бы образованию океана, состоящего из

          HF

    {\displaystyle {\ce {HF}}}

, а не из

            H

              2

          O

    {\displaystyle {\ce {H2O}}}

.
Другой серьёзный аргумент против такой возможности заключается в том, что твёрдая поверхность большинства планет (которые её имеют), за исключением некоторых экзотических гипотетических планет (железная планета, углеродная планета), состоит из диоксида кремния и алюмосиликатов, с которыми фтороводород реагирует по реакции:

            SiO

              2

          +
          6

          HF
          ⟶

    {\displaystyle {\ce {SiO2 + 6HF ->}}}

            H

              2

            SiF

              6

    {\displaystyle {\ce {H2SiF6}}}

          +
          2

            H

              2

          O

    {\displaystyle {\ce {+ 2H2O}}}

.

= Цианистый водород =
Синильная кислота

          H
          C
          N

    {\displaystyle \mathrm {HCN} }

 также способна к образованию водородных связей, но в отличие от

          HF

    {\displaystyle {\ce {HF}}}

 она состоит из широко распространённых во Вселенной элементов. Более того, считается, что это соединение играло значительную роль в предбиологической химии Земли — например, в образовании аминокислот, нуклеотидов и других компонентов «первичного бульона».
Тем не менее, цианистый водород не подходит в качестве возможного растворителя для альтернативной жизни хотя бы потому, что это соединение термодинамически неустойчиво. Так, жидкий цианистый водород довольно быстро осмоляется, особенно в присутствии катализаторов (в роли которых могут выступать кислоты, основания, глина и многие горные породы), причём иногда разложение

          HCN

    {\displaystyle {\ce {HCN}}}

 протекает со взрывом. По этим причинам

          HCN

    {\displaystyle {\ce {HCN}}}

 не способен образовать океан на какой-либо планете.

= Метан и этан =

Жизнь может существовать в жидких метане и этане на поверхности Титана, которые имеют форму рек и озёр, так же, как организмы на Земле живут в воде. Такие существа использовали бы

            H

              2

    {\displaystyle {\ce {H2}}}

 вместо

            O

              2

    {\displaystyle {\ce {O2}}}

 и реагировали с ацетиленом вместо глюкозы, и производили бы метан, а не углекислый газ.
Существует дискуссия об эффективности метана в качестве растворителя для жизни по сравнению с водой: вода является более мощным растворителем, чем метан, что позволяет ей легче переносить вещество в клетку, но меньшая химическая реактивность метана позволяет ему легче образовывать крупные структуры, например белки и им подобные.
Другое предположение состоит в том, что организмы, живущие в среде жидкого метана или этана, могут использовать различные соединения в качестве растворителя. Например, фосфин (

            PH

              3

    {\displaystyle {\ce {PH3}}}

) и простые соединения фосфора и водорода. Как вода и аммиак, фосфин имеет полярность, но он существует в виде жидкости при более низких температурах, чем аммиак или вода. В жидком этане фосфин имеет форму отдельных капель, а это означает, что ячейкоподобные структуры могли бы существовать без клеточных мембран.

 Азотосома  Гипотетическая клеточная мембрана, названная азотосомой, способной функционировать в жидком метане в условиях Титана, была смоделирована (на компьютере) в статье, опубликованной в феврале 2015 года. Считается, что она состоит из акрилонитрила, небольшой молекулы, содержащей углерод, водород и азот, и обладает стабильностью и устойчивостью. Гибкость в жидком метане сравнима с гибкостью фосфолипидного бислоя (типа клеточной мембраны, которой обладает вся жизнь на Земле) в жидкой воде. Анализ данных, полученных с использованием крупногабаритного / субмиллиметрового массива Atacama (Atacama Large Millimeter Array), завершённого в 2017 году, подтвердил наличие значительного количества акрилонитрила в атмосфере Титана.

= Тетрахлорид титана =
Одним из возможных растворителей в безводной среде может быть тетрахлорид титана. Его важным преимуществом является полярность. При этом его диапазон температур жидкого агрегатного состояния почти вдвое шире, чем у воды.

Замена кислорода Интересной особенностью серной кислоты является то, что это вещество становится кислотой только в присутствии воды. Но вода в процессе полимеризации молекул сахаров и аминокислот не будет выделяться, если в органических молекулах на месте атомов кислорода будут находиться атомы серы. Такие «серные» организмы должны существовать при заметно более высокой температуре и в океане из олеума (безводной серной кислоты). Такие условия существуют на Венере. Поскольку молекулярный кислород, который бы мог образовать озоновый слой, защищающий от ультрафиолета, не образуется, то это создаёт сложности для выхода жизни на сушу. Этим можно объяснить то, что жизнь на Венере до сих пор не найдена, хотя есть косвенные свидетельства — наличие в одних и тех же регионах

            H

              2

          S

    {\displaystyle {\ce {H2S}}}

 и

            SO

              2

    {\displaystyle {\ce {SO2}}}

, которые не могут сосуществовать, если их кто-то или что-то постоянно не производит. По последним данным также был обнаружен тонкий озоновый слой на Венере, который, по словам учёных, образуется из углекислого газа в верхних слоях атмосферы под воздействием солнечного света.
Теоретически возможна замена кислорода другими халькогенами, но для существования жизни на их основе эти элементы встречаются крайне редко. Также известны анаэробные организмы, использующие другие элементы в качестве акцептора электронов.

Альтернативные белки крови Наименее заметным в глобальном плане, но наиболее изученным из изменений можно считать использование альтернативных металлопротеинов для переноса кислорода в крови. Даже биосфера Земли может использовать не только традиционный гемоглобин на основе железа, (встречающийся у человека и других позвоночных животных), но также гемоцианин на основе меди, (встречается в крови моллюсков, членистоногих и онихофор), гемэритрин (железоорганический белок сильно отличающейся структуры от гемоглобина, обнаруженный в крови некоторых беспозвоночных животных), пиннаглобин (на основе марганца, встречается у благородной пинны). Также в лабораторных условиях был получен не встречающийся в природе белок кобоглобин на основе кобальта.
Организмы, не использующие кислород для дыхания могли бы использовать иные транспортные соединения.

«Зеркальный мир» В живой природе Земли все аминокислоты имеют L-конфигурацию, а углеводы — D-конфигурацию, за исключением крайне редких случаев, например, элементов оболочки возбудителя сибирской язвы. В принципе можно представить себе «зеркальный мир», в котором живые организмы имеют ту же биохимическую основу, как и на Земле, — за исключением её полной зеркальной симметричности: в таком мире жизнь могла бы быть основана на D-аминокислотах и L-углеводах. Такая возможность не противоречит ни одному из известных на сегодня законов природы.
Одним из парадоксов такого гипотетического мира является тот факт, что, попав в такой мир (являющийся зеркальной копией Земли), человек мог бы умереть от голода, несмотря на обилие пищи вокруг:13. Кроме того, употребление в пищу «зеркальных» молекул может вызвать отравление:12—13.

Нехимические способы жизни В книге «Evolving the Alien» биолог Джек Коэн (Jack Cohen) и математик Иэн Стюарт (Ian Stewart) утверждают, что астробиология, основанная на гипотезе уникальной Земли, «ограниченна и уныла». Они предположили, что землеподобные планеты могут быть редкими, но сложные формы жизни могут появиться и в других условиях.
Ещё более умозрительные идеи касаются возможности жизни на совсем иных телах, нежели землеподобные планеты. Астроном Фрэнк Дрейк, известный сторонник поиска внеземной жизни, предположил жизнь на нейтронных звёздах: существа с жизненным циклом в миллионы раз быстрее, чем у земных организмов, состоящие из сверхмалых «ядерных молекул». Названная «фантазийной и лукавой», эта идея получила широкое распространение в научной фантастике. Карл Саган в 1976 году рассматривал возможность существования организмов, летающих в верхних слоях атмосферы Юпитера. Коэн и Стюарт также рассмотрели возможность жизни в атмосфере газовых гигантов и даже на Солнце.
Некоторые философы, например, Циолковский, считали, что жизнь может принимать форму способных к сохранению формы и самовоспроизведению в некоторых условиях плазмоидов, прототипом которых служит шаровая молния. В последнее время благодаря компьютерному моделированию возможность существования плазменных форм жизни получила некоторое теоретическое обоснование.

Альтернативная биохимия в фантастических произведениях В научно-фантастической повести советского учёного и писателя-фантаста Ивана Ефремова «Сердце Змеи» (1958) описывается контакт землян с инопланетной гуманоидной цивилизацией, в биохимии родной планеты которых роль кислорода играет фтор. Эта цивилизация, несмотря на тщательные поиски, не смогла обнаружить ни одной планеты с аналогичной им биохимией — все другие встреченные ими цивилизации космоса имели кислородную основу.
В классическом научно-фантастическом романе английского астронома Фреда Хойла «Чёрное облако» (1957) описывается контакт землян с передвигающимся между звёздами живым огромным чёрным облаком, состоящим из межзвёздного газа.
В научно-фантастическом рассказе английского писателя Артура Конан Дойла «Когда Земля вскрикнула» (1928) описывается живая Земля с жизнью на основе минералов и жидкостей (в частности, нефти) земной коры.
В научно-фантастическом романе Майкла Крайтона «Штамм Андромеда» рассказывается о внеземном вирусе с альтернативной биохимией на основе шестигранных кристаллов.
В научно-фантастической повести А. Днепрова «Глиняный бог» рассматривается жизнь на основе кремния.
В научно-фантастическом рассказе А. Константинова «Контакт на Ленжевене» также рассматривается жизнь на основе кремния. Исследователи попадают на далёкую планету и оказываются в заброшенном городе с расставленными повсюду статуями. В конце концов выясняется, что статуи — это и есть кремниевые обитатели данной планеты, у которых жизненные процессы идут в сотни раз медленнее, чем у земных форм жизни.
В научно-фантастическом рассказе польского писателя Станислава Лема «Правда» рассматривается «звёздная» жизнь на основе высокотемпературной плазмы в виде случайно созданной «амёбы», разрушившейся в результате падения электромагнитного поля. Кроме этого рассказа, жизнь на основе плазмы присутствует: у Олафа Стэплдона в «Создателе звёзд» — живые звёзды; у Эдмонда Гамильтона «Дети звёзд» и у Артура Кларка «Из солнечного чрева» — живые существа в глубине звёзд; у Сергея Лукьяненко в дилогии «Звезды — холодные игрушки» — гигантские разумные плазмоиды Торпп.
В научно-фантастическом романе Франсиса Карсака «Пришельцы ниоткуда» рассматривается жизнь на основе низкотемпературной сверхпроводимости. Существам, метаболизм которых основан на сверхпроводимости (Мислики), требовались низкие температуры. Подходящих планет было мало, поэтому Мислики стали приспосабливать для жизни имеющиеся планеты — гасить звёзды, вокруг которых обращаются данные планеты.
Во многих произведениях Пола У. Андерсона описывается жизнь, использующая аммиак вместо воды. В частности: «Зовите меня Джо» (1957), «Завоевать три мира» (1964) и другие.
В рассказе Фредерика Брауна «Волновики» (1954) описывается форма жизни на основе электромагнитных волн.
В сериале «Секретные материалы» в серии «Огнеход» (2x09) кремниевая форма жизни была обнаружена в жерле вулкана — грибы-паразиты. Споры этого гриба погибали в течение нескольких секунд после появления «плодового тела», если не успевали найти хозяина.
В кинокомедии «Эволюция» представлена инопланетная форма жизни на основе азота, имеющая 10 нуклеотидных пар. В мультсериале «Эволюция», снятом как продолжение фильма, эти существа представляют собой один суперорганизм.
В сериале «Звёздный путь: Оригинальный сериал» в серии «Дьявол в темноте» (1x25) появляется существо Хорт с биохимией на основе кремния.
В сериале «Звёздный путь: Анимационный сериал» в серии «Исчезновение планеты» (1x03) появляется гигантское существо из антиматерии, питающееся планетами из обычной материи.
Вымышленная раса Чужих из одноимённой вселенной являет собой кремниевую форму жизни.
В сериале «Звёздный путь: Вояджер» в серии «Добрый пастырь» (6x20) встречено живое существо, состоящее из тёмной материи.
В вымышленной Вселенной Mass Effect имеются расы турианцев и кварианцев, которые, в отличие от представителей других разумных рас, содержат D-аминокислоты. Также там имеется раса волусов — низкорослых гуманоидов, чья биохимия завязана на аммиаке при высоких давлениях.
В сериале «Звёздные врата: SG-1» в серии «Выжженная земля» (4x09) имеется высокоразвитая раса гадмиров, биохимическая основа которых (а также других организмов, с помощью которых те создавали биосферу) — сера вместо углерода.
В рассказе Кира Булычёва «Снегурочка» описывается гуманоидная цивилизация на основе аммиака вместо воды.
Крона, главный антагонист мультфильма «Зелёный Фонарь: Изумрудные рыцари», состоит из антивещества.
Во многих вымышленных вселенных присутствуют существа из чистой энергии.
В мультфильме «Титан после гибели Земли» 2000 г. представлены существа из чистой энергии, уничтожающие цивилизации.
Во Вселенной Дюны Фрэнка Герберта песчаный червь Шаи-Хулуд является кремнийорганической формой жизни.
В научно-фантастическом романе «Анафем» Нила Стивенсона описывается контакт людей с людьми из альтернативных вселенных, чья биохимия строится на иной конфигурации аминокислот.
В цикле фантастических романов и рассказов «Космический госпиталь» Джеймса Уайта главные герои — врачи различных разумных рас галактики, в том числе и негуманоидных.
В 1894 году знаменитый писатель Герберт Уэллс писал: "К фантастическим фантазиям приводит такое предположение: видения кремний-алюминиевых организмов — почему бы не сразу кремний-алюминиевых людей? — блуждающих в атмосфере газообразной серы, скажем так. на берегу моря из жидкого железа, на несколько тысяч градусов выше температуры доменной печи".

Учёные и альтернативная биохимия Список учёных, которые рассмотрели возможные альтернативы биохимии типа «углерод-вода», включает:

Джон Бёрдон Сандерсон Холдейн (1892—1964), генетик, известный своей работой по абиогенезу.
Айзек Азимов (1920—1992), биохимик и писатель-фантаст.
Иван Ефремов (1908—1972), палеонтолог, доктор биологических наук, основатель целого раздела палеонтологии — тафономии.
Джордж Пайментел (1922—1989), американский химик, Университет Калифорнии, Беркли.
Уильям Бейнс, Кембриджский биолог, автор журнала Astrobiology.
Питер Снит (1923—2011), микробиолог, автор книги «Планеты и жизнь».
Карл Саган (1934—1996), астроном, популяризатор науки и сторонник SETI.
В. Аксель Фирсофф (1910—1981), британский астроном.
Джеральд Фейнберг (1933—1992), физик и Роберт Шапиро (1935—2011), химик, соавторы книги «Жизнь за пределами Земли».
Джонатан Лунин, (1959 г.р.), американский планетолог и физик.
Роберт А. Фрайтас младший (1952 год — по настоящее время), специалист по нанотехнологиям и наномедицине; Автор книги «Ксенология».
Джон Баросс, океанограф и астробиолог, который возглавлял комитет учёных при Национальном исследовательском совете США, который опубликовал доклад об ограничивающих жизнь условиях в 2007 году. В докладе рассматривается обеспокоенность тем, что космическое агентство может провести поиск с хорошими ресурсами для жизни в других мирах «а затем не в состоянии распознать еe, если онa (тaм) встречается».

См. также Углеродный шовинизм
Зеркальная жизнь
Сверхкритическая флюидная экстракция
Теневая биосфера
Инженерная биология
Синтетическая биология
Хатимодзи-ДНК

Примечания Комментарии

Источники

Литература Топунов А. Ф., Шумаев К. Б. Альтернативная биохимия и распространенность жизни. Вестник САО. 2006. Т. 60-61.
Хоровиц Н. Поиски жизни в Солнечной системе. Пер. с англ. канд. биол. наук В. А. Отрощенко под ред. д-ра биол. наук М. С. Крицкого. М., «Мир», 1988, с. 77—79.
Пол Дэвис. Чужие среди своих. — В поисках свидетельств того, что жизнь на Земле возникала не раз, учёные внимательно исследуют экологические ниши, где могли бы обитать микроорганизмы, радикально отличающиеся от тех, которые нам так хорошо знакомы. «В МИРЕ НАУКИ», март 2008 № 3
membrana: Химики показали путь к неорганической жизни Архивная копия от 23 марта 2013 на Wayback Machine

альтернативный биохимия ряд теория гипотеза рассматривать возможность существование форма жизнь частично полностью отличаться биохимически возникнуть земля обсуждать рамка гипотеза отличие включать замена углерод молекула органический вещество иной атом либо замена вода качество универсальный растворитель жидкость альтернативный биохимия нередко встречаться научно фантастический литература спекулятивный биология описание различный форма внеземной жизнь также являться предмет серьёзный научный интерес исследование параметр дискуссия возможность биохимически иной жизнь являться общий тема научный фантастика также рассматриваться научно исследовательский контекст недавний пример обсуждение являться отчёт 2007 год ограничивать условие жизнь подготовить комитет состав учёный национальный исследовательский совет соединить штат комитет председательство джон бароса рассматривать гипотетический альтернативный химия жизнь включая ряд растворитель мочь стать альтернатива вода проект название предел органический жизнь планетный система постулироваться сегодняшний день поиск внеземной жизнь руководствоваться модель жизнь основать жизнь наблюдать земля некоторый особенность земной жизнь привлечь особый внимание земной жизнь использовать вода качество растворитель построить клетка использовать метаболизм фокусироваться карбонильный группа c o displaystyle ce c o это термодинамически диссипативный процесс использовать химико энергетический градиент земной жизнь использовать архитектура биополимер использовать нуклеиновый кислота выполнение большинство генетический функция белка выполнение большинство каталитический функция следствие больший часть планировать миссия наса сосредоточить место возможно пребывание вода жидкий вид делаться акцент поиск структура подобный клетка земной организм подход оправдать учитывать отсутствие общий понимание мочь выглядеть жизнь иметь происхождение независимый земля однако лабораторный эксперимент давать основание ожидать жизнь мочь основываться молекулярный структура существенно отличаться земной замена наиболее важный химический элемент акроним chnops расшифровываться carbon углерод hydrogen водород nitrogen азот oxygen кислород phosphorus фосфор sulfur сера представлять шесть наиболее важный химический элемент чей ковалентный комбинация составлять больший часть биологический молекула земля сера использоваться аминокислота цистеин метионин фосфор необходимый элемент формирование фосфолипид подкласс липид являться главный компонент весь клеточный мембрана составлять липидный бислой сохранять ион протеин молекула нужный выполнение функция клетка предотвращать проникновение зона должный фосфатный группа также являться необходимый компонент основа нуклеиновый кислота всё вид живой организм известный настоящий время использовать углеродный соединение основный структурный метаболический функция вода качество растворитель днк рнк определение контроль форма жизнь существовать планета мочь химически похожий также возможно существовать организм совершенно разный химический состав существование крайний мера реальность форма биохимия ещё выявить относительный содержание различный элемент очень важно определение возможность участие биохимия справка пятнадцать элемент наиболее распространить человеческий тело составлять менее 0 0001 система измерить число атом относительный содержание элемент мольный доля элемент различный система замена углерод учёный немало высказываться тема возможность построение органический молекула помощь атом никто предложить теория описывать возможность воссоздание весь многообразие соединение необходимый существование жизнь кремний кислород среди наиболее вероятный претендент роль структурообразующий атом альтернативный биохимия называть кремний находиться группа периодический система углерод свойство многое схожий углерод кремний мочь создавать достаточно больший молекула нести биологический информация однако атом кремний иметь больший масса радиус образование кремний двойной тройной ковалентный связь сравнительно затруднить мочь помешать образование биополимер кремний отличие углерод обладать способность образовывать химический связь различный тип атом необходимо химический универсальность необходимый метаболизм менее именно неспособность делать кремний менее восприимчивый связывание весь вид примесь элемент создавать органический функциональный группа углерод включать водород кислород азот фосфор сера металл железо магний цинк кремний сторона взаимодействовать очень немногий тип атом соединение кремний мочь настолько разнообразный соединение углерод это связать атом кремний намного большой иметь больший масса атомный радиус поэтому трудно образовывать двойной связь углерод двойной связь являться часть карбонильный группа фундаментальный мотив биоорганический соединение основа углерод преимущество мочь привести существование вариант биохимия основа кремний являться цеолит соединение использоваться химия мочь фильтровать катаболизировать вещество аналогично углеродный фермент основной механизм жизнь наш планета возможный благодаря фермент катализатор соответствующий носитель белок процесс эволюция биосфера сформироваться целый коллекция каждый специализироваться функция например гемоглобин отвечать обмен кислород ферредоксин миссия заключаться электронный перенос первоначальный идея заменить фермент молекула основа кремний материал представлять разновидность глина иметь молекулярный структура вид трёхмерный сетка образовать тетраэдр sio 4 displaystyle ce sio4 alo 4 displaystyle ce alo4 соединить вместе решётка иметь пора полость молекулярный размер поэтому мочь пересекать молекула иметь достаточно малый размер почему также называть молекулярный сит цеолит иметь большой количество структурный сходство природный белок использование сходство мочь образовываться разный катализатор сочетать характеристика стойкость химический стабильность цеолит высокий селективность молекулярный активность фермент центральный департамент исследование разработка компания dupont получить цеолит способный моделировать поведение гемоглобин цитохром p450 железо серный белок углерод кремний мочь образовывать четыре устойчивый связь элемент также длинный химический цепь известный силановое полимер очень похожий углеводород необходимый жизнь земля соединение кремний мочь биологически полезный температура давление отличный таковой поверхность земля роль либо сочетание менее прямо аналогичный углерод полисиланола подобный сахар растворимый жидкий азот позволять предположить мочь играть роль биохимия очень низкий температура силан соединение кремний водород подобный алкан менее устойчивый углеводород силан самопроизвольно гореть кислород содержать атмосфера относительно низкий температура поэтому кислородный атмосфера мочь смертельный жизнь основа кремний сторона стоить учитывать алкан правило довольно легко воспламеняться жизнь основа углерод земля накапливать энергия непосредственно вид алкан вид сахаров липид спирт углеводородный соединение совершенно разный свойство вода растворитель также реагировать силан это иметь значение случай либо причина силан использоваться массово производиться организм время силикон полимер включать цепочка чередоваться атом кремний кислород жаропрочный это основание предполагаться кремниевый жизнь мочь существовать планета средний температура значительно превышать земной это случай роль универсальный растворитель должный играть вода соединение значительно высокий температура кипение например предполагаться соединение кремний стабильный углеродный молекула среда серный кислота условие мочь существовать планета целое сложный молекула кремниевый кислородный цепь менее устойчивый сравнение углерод кислородный аналог углеводород органический соединение метеорит комета межзвёздный облако время кремниевый аналог встречаться природа кремний однако образовать сложный трёхмерный полимер атом кислород образовать мостик атом кремний называться силикат устойчивый распространить земной условие предложить качество основа предуглеродный форма эволюция земля диоксид кремний основной компонент песок являться аналог углекислый газ представлять твёрдый малорастворимый вещество это создавать трудность поступление кремний биологический система основать водный раствор оказаться возможный существование биологический молекула основа схожaть ситуация существующий наземный растение например рис способный накапливать 10 кремний сухой вес побег находиться диапазон выше уровень основный макронутриент азот фосфат калий недавно выявить переносчик lsi1 lsi2 ответственный высокий способность рис усвоение кремний lsi1 относиться подгруппа аквапориновый внутренний белок nodulin 26 nip iii являться переносчик кремниевый кислота макронутриента кремний недоступный растение нерастворимый вода однако растение случай азот использовать природный биоудобрение например азотофиксировать бактерия переводить атмосферный азот связанный состояние делать доступный потребление растение растение зачастую состоять симбиоз организм основа кремний дышать кислород вероятно выделять диоксид кремний sio 2 displaystyle ce sio2 качество побочный продукт подобно углеродный организм выделять диоксид углерод co 2 displaystyle ce co2 однако отличие диоксид углерод диоксид кремний твёрдый состояние поэтомy мочь забить дыхательный путь песок однако представить выделительный орган сравнимый почка случай гипотетический биохимия удалять организм свой род силикатный гель качество отход азотный соединение животное удаляться основное вид мочевина силикатный соединение мочь выделиться твёрдый форма например некоторый ящерица обитать пустыня выделять мочевой кислота ноздря диоксид кремний учитывать примесь присутствовать живой ткань вероятно препятствовать кристаллизация находиться агрегатный состояние жидкий называть стеклообразный поэтому становиться жидкий выше температура кремниевый жизнь мочь состоять расплав кремниевый биологический молекула диоксид кремний широкий температурный диапазон весь разнообразие молекула обнаружить межзвёздный среда 84 основать углерод лишь 8 кремний 8 соединение 4 включать углерод это косвенно указывать небольшой возможность промежуточный кремний углеродный вариант биохимия примерный соотношение космический углерод космический кремний 10 1 это давать основание предполагать сложный углеродный соединение распространить вселенная уменьшать шанс формирование жизнь основа кремний крайний мера условие ожидать поверхность планета условие подобный земной земля планета земной группа кремний очень мало углерод однако земной жизнь развиться основа углерод это свидетельствовать польза углерод подходить формирование биохимический процесс планета подобный наш оставаться возможность комбинация температура давление кремний мочь участвовать формирование биологический молекула качество замена углерод химик неустанно работать создание новый соединение кремний пора фредерик стэнли киппинг frederic kipping 1863 1949 показать действительно сделать несколько интересный соединение самый высокий международный премия область химия кремниевый соединение называться kipping award несмотря год работа несмотря всё реагент доступный современный учёный многие кремниевый аналог углеродный соединение просто мочь получить термодинамический дать подтверждать аналог часто слишком нестабильный слишком реактивный соединение кремний частность диоксид кремний использоваться некоторый организм земля свой панцирь формировать диатомовый водоросль получать кремний вода качество структурный материал соединение кремний также использовать радиолярия некоторый губка растение кремний также входить состав соединительный ткань человек 25 ноябрь 2016 год журнал science исследователь сообщить открыть белка обычно содержаться бактерия исландский горячий источник мочь образовывать молекула углерод кремниевый связь живой клетка существовать природа готовый создание совершенно новый химия делать это относительно говорить соавтор фрэнсис арнольд инженер химик калифорнийский технологический институт пасаден это открывать путь создание соединение природа делать ранний вскоре смочь узнать затрата выгода давать живой биосистема это кой случай идентичный замена говорить арнольд жизнь нормальный условие планета вероятно работать кремний предположительно мочь создать компонент жизнь включать кремний возможно кремниевый жир кремнийсодержащий белка спросить жизнь это связать обеспечивать это новый функция ранний жизнь также ноябрь 2016 г объявить команда учёный вывести бактериальный белок мочь создавать искусственный кремний углеродный связь решить заставить природа делать мочь делать химик хороший говорить фрэнсис арнольд это исследование также являться первый показывать природа мочь адаптироваться включение кремний молекула основа углерод строительный блок жизнь живой организм соединять воедино кремний углеродный связь несмотря кремний вокруг говорить дженнифер кан научный сотрудник лаборатория арнольд исследователь использовать метод называть направить эволюция впервые предложить арнольд начало 1990 х год новый совершенный фермент создаваться лаборатория путём искусственный отбор подобно селекционер модифицировать кукуруза фермент это класс белок катализировать облегчать химический реакция направить процесс эволюция начинаться фермент учёный хотеть улучшить днк кодировать фермент видоизменяться менее случайный образ получить фермент проверяться желаемый признак затем наиболее эффективный фермент снова мутироваться процесс повторяться пора пока создать фермент работать намного хороший оригинал идеальный кандидат оказаться белок бактерия расти горячий источник исландия белок называть цитохром обычно передавать электрон белок исследователь обнаружить также действовать фермент создавать связь кремний углерод низкий уровень затем учёный мутировать днк кодировать белок область определять железосодержащий часть белок считаться отвечать активность формирование связь кремний углерод затем протестировать мутантный фермент способность создавать кремнийорганический соединение хороший исходный весь серия испытание создать фермент мочь избирательно создавать связь кремний углерод 15 эффективный хороший катализатор изобрести химик касаться вопрос мочь жизнь эволюционировать использовать кремний самостоятельно арнольд говорить это зависеть природа это исследование показывать насколько быстро природа мочь адаптироваться новый вызов говорить закодировать днк каталитический механизм клетка мочь быстро научиться стимулировать новый химический реакция предоставить новый реагент соответствовать стимул вид искусственный отбор природа мочь сделать это угодный 2024 год арнольд её коллега число димитрис димь кацулис мичиганский компания dow inc использовать направить эволюция создание новый фермент расщеплять связь кремний углерод результат опубликовать номер журнал science 26 январь 2024 год исследователь говорить хотя практический использование сконструировать фермент мочь ещё десять год большой будущее разработка открывать возможность силоксан однажды мочь подвергнуться биологический разложение например природный организм мочь развиваться богатый силоксан среда катализировать подобный реакция дальнейший улучшить версия разработать лаборатория фермент возможно мочь использовать очистка силоксанов примесь сточный вода говорить арнольд силоксановый химический вещество найти бесчисленный количество продукт число использоваться бытовой химия средство личный гигиена также автомобильный строительный электронный аэрокосмический промышленность химический основа соединение состоять связь кремний кислород атом кремний присоединить углеродсодержащий группа часто метильный кремниевый кислородный основный цепь придавать полимер неорганический характер время кремний метильный группа придавать полимер органический характеристика образ полимер обладать уникальный свойство материал высокий термический окислительный стабильность низкий поверхностный натяжение высокий гибкость позвоночник среди прочее говорить кацулис кацулис обратиться арнольд просьба сотрудничество усилие ускорение разложение силоксан прочитать работа её лаборатория область связь кремний углерод новый исследование исследователь хотеть найти способ разорвать связь создать учёный использовать направить эволюция разработка бактериальный фермент название цитохром p450 мутировать днк цитохром p450 протестировать новый вариант фермент затем хороший результат снова мутировать тестирование повторяться пора пока фермент стать достаточно активный исследователь мочь идентифицировать продукт реакция изучить механизм работа фермент природа потрясать химик её репертуар входить разрыв связь силоксан считаться ранее защищать атака живой организм сказать руководитель исследование фрэнсис арнольд азот фосфор азот фосфор считать претендент роль основа биологический молекула углерод фосфор мочь составлять цепочка атом принцип мочь образовывать сложный макромолекула активный однако комплекс азот возможно образование сложный ковалентный связь делать возможный возникновение большой разнообразие молекула включая кольцевой структура атмосфера земля азот около 78 однако сила инертность двухатомный азот энергетический цена образование трёхвалентный связь слишком высокий время некоторый растение мочь связывать азот почва симбиоз анаэробный бактерия жить корневой система случай присутствие атмосфера значительный количество диоксид азот аммиак доступность азот выше атмосфера планета кроме мочь существовать оксид азот подобно растение земля например бобовый инопланетный форма жизнь мочь усваивать азот атмосфера случай мочь сформироваться процесс наподобие фотосинтез энергия близкий звезда тратиться образование аналог глюкоза выделение кислород атмосфера свой очередь животный жизнь стоящий выше растение пищевой цепочка усваивать питательный вещество выделять диоксид азот атмосфера соединение фосфор почва аммиачный атмосфера растение молекула основа фосфор азот получать соединение азот окружающий атмосфера фосфор почва клетка происходить окисление аммиак образование аналог моносахарид водород выделяться качество побочный продукт данный случай животное вдыхать водород расщеплять аналог полисахарид аммиак фосфор энергетический цепочка формироваться обратный направление сравнение существующий наш планета вместо аммиак данный случай распространить метан спор тема далеко окончить некоторый этап цикл основа фосфор азот являться энергодефицитный также представляться спорный вселенная соотношение элемент встречаться необходимый возникновение жизнь пропорция азот бора атом азот бор находиться связка определённый степень имитировать связь углерод углерод известный боразола b 3 n 3 h 6 displaystyle ce b3n3h6 называть неорганический бензол всё основа комбинация бор азот невозможно создать всё разнообразие химический реакция соединение известный химия углерод менее принципиальный возможность замена вид отдельный фрагмент искусственный инопланетный биомолекула полностью исключать азот водород очень высокий давление 460 гпа соединение азот водород химически разнообразный углеводород открывать перспектива существование производная разнообразный многочисленный всё существующий органический соединение возможно жизнь построить альтернативный азотоводородный химия подходящий условие существование азотоводородный биохимия мочь встречаться недра планета гигант содержаться огромный количество азот водород давление замена фосфор декабрь 2010 год исследователь наса astrobiology research фелиса вольф симон англ felisa wolfe simon сообщить открытие бактерия gfaj 1 род halomonadaceae способный определённый условие заменять фосфор мышьяк мышьяк химически похожий фосфор хотя являться ядовитый большинство форма жизнь земля включить биохимия некоторый организм некоторый морской водоросль включать мышьяк сложный органический молекула арсеносахар арсенобетаин гриб бактерия мочь производить летучий соединение метилированный мышьяк восстановление арсенат окисление арсенит наблюдаться микроб chrysiogenes arsenatis кроме некоторый прокариот мочь использовать арсенат качество концевой акцептор электрон время анаэробный рост некоторый мочь использовать арсенит качество донор электрон генерация энергия высказать предположение самый ранний форма жизнь земля мочь использовать биохимия мышьяк вместо фосфор структура днк общий возражение против это сценарий состоять сложный эфир арсенат настолько менее устойчивый гидролиз соответствующий сложный эфир фосфат мышьяк просто подходить функция автор геомикробиологический исследование 2010 год частично поддержать наса предположить бактерия назвать gfaj 1 собрать отложение озеро моно восточный калифорния мочь использовать мышьяковый днк культивирование фосфор предположить бактерия мочь использовать высокий уровень поль β гидроксибутират средство снижение эффективный концентрация вода стабилизация сложный эфир арсенат гипотеза подвергнуть резкий критика сразу публикация предполагать отсутствие соответствующий мера контроль зa эксперимент научный писатель карл зиммера связаться несколько учёный оценка обратиться дюжина эксперт единодушно думать учёный наса смочь обосновать свой мнение автор смочь воспроизвести свой результат показать исследование проблема загрязнение фосфат позволять предположить присутствовать низкий количество мочь поддерживать экстремофильный форма жизнь качество альтернатива высказать предположение клетка gfaj 1 расти путём рециркуляция фосфат деградированный рибосома путём замена арсенат pезультат последующий экспериментатор опровергнуть теория включение мышьяк состав днк почётный член фонд прикладной молекулярный эволюция сша стивен беннер steven benner отметить свой выступление пресс конференция штаб квартира наса хотя мышьяк свой химия напоминать фосфор всё таки встроить структура днк рнк являться слабый звено формировать химический связь легко ломаться высокий реакционный способность атом мышьяк самый время повышенный реакционный способность мышьяк негативно влиять стабильность биологический молекула комнатный температура мочь оказаться полезный случай биологический молекула должный выполнять свой функция низкий температура например спутник сатурн титан теория возможность жизнь титан выдвинуть 2005 год основание недавно получить наблюдение однако титан значительно холодный земля поэтому поверхность жидкий вода однако сторона титан иметься озеро жидкий метан этан также река целый море кроме мочь выпадать вид осадки дождь вода земля некоторый научный модель показывать титан мочь поддерживать жизнь водный основа смотреть хотя всё учёный согласный теория всё ещё являться предмет широкий дискуссия дебаты научный сообщество число nasa мир пнк гипотеза происхождение жизнь предполагать первоначальный жизнь земля мочь основать пнк пептидо нуклеиновый кислота поздний мир пнк преобразовать мир рнк основный аргумент являться больший химический стабильность простота пнк сравнение рнк позволить пнк развиваться выживать примитивный пребиотический условие время пнк нести необходимый информация вид нуклеотид однако основный пробел теория являться отсутствие молекула пнк каталитический активность позволить репликация пнк тиоэфир альтернатива атф хотя биохимия атф содержать фосфор играть важный роль исключить существование алтернативный молекула утверждаться тиоэфирный мир тиоэфир содержщий сера являться возможный предшественник жизнь объяснять кристиан де дюв показательно тиоэфир являться обязательный промежуточный продукт несколько ключевой процесс атф либо использоваться либо регенерироваться тиоэфир участвовать синтез весь эфир включая содержаться сложный липид также участвовать синтез ряд клеточный компонент включая пептид жирный кислота стерин терпен порфирин кроме тиоэфир образоваться ключевой промежуточный продукт несколько особенно древний процесс приводить сборка атф оба случай тиоэфир близкий атф процесс использовать вырабатывать энергия слово тиоэфир мочь фактически играть роль атф тиоэфирный мир изначально лишённый атф конечный итог тиоэфир мочь служить введение атф благодаря свой способность поддерживать образование связь фосфатный группа однако гипотеза пробел поскольку высокий изменение свободный энергия гидролиз тиоэфир соответственно низкий константа равновесие маловероятный соединение мочь аккумулироваться абиотически либо значительный степень особенно условие гидротермальный источник замена вода дополнение соединение углерод весь известный настоящий время земной жизнь также требоваться вода качество растворитель различный свойство вода важный процесс жизнедеятельность включать широкий диапазон температура являться жидкий высокий теплоёмкость способствовать регуляция температура больший теплота испарение способность растворять широкий спектр соединение вода также амфотёрн означать мочь давать принимать протон позволять действовать кислота основание это свойство иметь решающий значение многий органический биохимический реакция вода служить растворитель реагент продукт существовать химический вещество схожий свойство предлагаться качество альтернатива вода вода являться жидкий давление 1 атм интервал 0 c 100 c существовать растворитель например серный кислота оставаться жидкий состояние температура 200 c серный кислота серный кислота жидкий вид сильно полярный оставаться жидкий высокий температура вода диапазон составлять 10 c 337 c давление 1 атм хотя температура выше 300 c медленно разлагаться известно серный кислота изобилие присутствовать облако венера вид аэрозольный капля слой облако высота 40 70 км состоять основное аэрозоль серный кислота около 80 процент верхний слой 98 процент нижний слой температура около 310 высота около 50 км около 1 5 атм соответствовать стабильный ковалентный связь углерод углерод многие автор обсуждать возможность ранний жизнь венера её кислый среда биохимия использовать серный кислота качество растворитель алкеновый группа c c атом углерод соединить двойной связь мочь функционировать аналогично карбонильный группа c o биохимия основа вода аммиак аммиак часто рассматриваться качество наиболее вероятный вода растворитель возникновение жизнь либо планета давление 100 кпа 1 атм находиться жидкий состояние температура 78 33 c молекула аммиак nh 3 displaystyle ce nh3 молекула вода широко распространить вселенная являться соединение водород самый простой самый распространить элемент очень распространить элемент азот возможный роль жидкий аммиак альтернативный растворитель жизнь идея восходить крайний мера 1954 год дж б холдейн поднять тема симпозиум происхождение жизнь раствор аммиак возможный многочисленный химический реакция жидкий аммиак иметь химический сходство вода аммиак мочь растворять большинство органический молекула крайний мера вода кроме способный растворять многие элементарный металл холдейн отметить различный общий органический соединение связанный вода иметь аналог связанный аммиак например связать аммиак аминогруппа nh 2 displaystyle ce nh2 аналогичный связанный вода гидроксильный группа oh displaystyle ce oh аммиак вода мочь принимать жертвовать ион h displaystyle ce h аммиак принимать h displaystyle ce h образовать катион аммоний nh 4 displaystyle ce nh4 аналогичный гидрония h 3 o displaystyle ce h3o отдавать ион h displaystyle ce h образовать анион амид nh 2 displaystyle ce nh2 аналогичный анион гидроксид oh displaystyle ce oh однако сравнение вода аммиак склонный принимать ион h displaystyle ce h менее склонный отдавать это сильный нуклеофил аммиак добавить вода действовать основание аррениус увеличивать концентрация гидроксид анион наоборот использовать система определение кислотность основность система растворитель вода добавлять жидкий аммиак действовать кислота поскольку увеличивать концентрация катион аммоний карбонильный группа c o displaystyle ce c o широко использоваться наземный биохимия стабильный раствор аммиак вместо использовать аналогичный иминный группа c nh displaystyle ce c nh менее аммиак иметь некоторый проблема качество основа жизнь водородный связь молекула аммиак слабый вода приводить теплота испарение аммиак вдвое маленький вода поверхностный натяжение треть также уменьшаться способность концентрировать неполярный молекула счёт гидрофобный эффект джеральд файнберг роберт шапиро подвергнуть сомнение мочь аммиак удерживать молекула пребиотика достаточно позволить появление самовоспроизводящийся система аммиак также воспламеняться кислород мочь устойчивый существовать среда подходящий аэробный метаболизм жидкий аммиак ряд свойство напоминать вода замерзание твёрдый аммиак всплывать вверх тонуть отличие водный лёд поэтому океан состоять жидкий nh 3 displaystyle ce nh3 легко промерзать дно кроме выбор аммиак качество растворитель исключать выгода использование кислород биологический реагент однако это исключать возможность возникновение альтернативный жизнь планета аммиак иметься смесь вода биосфера основа аммиак вероятно существовать температура давление воздух являться чрезвычайно необычный отношение жизнь земля жизнь земля обычно существовать предел температура плавление кипение вода нормальный давление 0 c 273 100 c 373 нормальный давление температура плавление кипение аммиак составлять 78 c 195 33 c 240 химический реакция обычно протекать медленный низкий температура поэтому жизнь основа аммиак существовать мочь метаболизироваться медленный развиваться медленный жизнь земля сторона низкий температура мочь также позволить живой система использовать химический вещество слишком нестабильный температура земля полезный аммиак мочь жидкость температура подобный земной гораздо высокий давление например 60 атм аммиак плавиться 77 196 кипеть 98 371 смесь аммиак вода оставаться жидкий температура намного ниже точка замерзание чистый вода поэтому биохимия мочь подходить планета луна вращаться вне зона обитаемость водный основа условие мочь существовать например поверхность большой луна сатурн титан фтороводород ряд свойство фтороводород напоминать вода способный образование межмолекулярный водородный связь однако стоить учитывать 1 атом фтор наблюдать вселенная приходиться 10000 атом кислород поэтому трудно представить либо планета условие благоприятствовать образование океан состоять hf displaystyle ce hf h 2 o displaystyle ce h2o серьёзный аргумент против возможность заключаться твёрдый поверхность большинство планета её иметь исключение некоторый экзотический гипотетический планета железный планета углеродный планета состоять диоксид кремний алюмосиликат фтороводород реагировать реакция sio 2 6 hf displaystyle ce sio2 6hf h 2 sif 6 displaystyle ce h2sif6 2 h 2 o displaystyle ce 2h2o цианистый водород синильный кислота h c n displaystyle mathrm hcn также способный образование водородный связь отличие hf displaystyle ce hf состоять широко распространить вселенная элемент считаться это соединение играть значительный роль предбиологический химия земля например образование аминокислота нуклеотид компонент первичный бульон менее цианистый водород подходить качество возможный растворитель альтернативный жизнь хотя это соединение термодинамически неустойчивый жидкий цианистый водород довольно быстро осмоляться особенно присутствие катализатор роль мочь выступать кислота основание глина многие горный порода причём разложение hcn displaystyle ce hcn протекать взрыв это причина hcn displaystyle ce hcn способный образовать океан либо планета метан этан жизнь мочь существовать жидкий метан этан поверхность титан иметь форма река озеро организм земля жить вода существо использовать h 2 displaystyle ce h2 вместо o 2 displaystyle ce o2 реагировать ацетилен вместо глюкоза производить метан углекислый газ существовать дискуссия эффективность метан качество растворитель жизнь сравнение вода вода являться мощный растворитель метан позволять лёгкий переносить вещество клетка малый химический реактивность метан позволять лёгкий образовывать крупный структура например белка подобный предположение состоять организм жить среда жидкий метан этан мочь использовать различный соединение качество растворитель например фосфин ph 3 displaystyle ce ph3 простой соединение фосфор водород вода аммиак фосфин иметь полярность существовать вид жидкость низкий температура аммиак вода жидкий этан фосфин иметь форма отдельный капля это означать ячейкоподобный структура мочь существовать клеточный мембрана азотосом гипотетический клеточный мембрана назвать азотосома способный функционировать жидкий метан условие титан смоделировать компьютер статья опубликовать февраль 2015 год считаться состоять акрилонитрить небольшой молекула содержать углерод водород азот обладать стабильность устойчивость гибкость жидкий метан сравнимый гибкость фосфолипидный бислоить тип клеточный мембрана обладать весь жизнь земля жидкий вода анализ данные получить использование крупногабаритный субмиллиметровый массив atacama atacama large millimeter array завершить 2017 год подтвердить наличие значительный количество акрилонитрить атмосфера титан тетрахлорид титан возможный растворитель безводный среда мочь тетрахлорид титан важный преимущество являться полярность это диапазон температура жидкий агрегатный состояние вдвое широкий вода замена кислород интересный особенность серный кислота являться это вещество становиться кислота присутствие вода вода процесс полимеризация молекула сахаров аминокислота выделяться органический молекула место атом кислород находиться атом сера серный организм должный существовать заметно высокий температура океан олеум безводный серный кислота условие существовать венера поскольку молекулярный кислород мочь образовать озоновый слой защищать ультрафиолет образоваться это создавать сложность выход жизнь суша это объяснить жизнь венера сей пора найти хотя косвенный свидетельство наличие регион h 2 s displaystyle ce h2s so 2 displaystyle ce so2 мочь сосуществовать постоянно производить последний данные также обнаружить тонкий озоновый слой венера слово учёный образоваться углекислый газ верхний слой атмосфера воздействие солнечный свет теоретически возможный замена кислород халькоген существование жизнь основа элемент встречаться крайне редко также известный анаэробный организм использовать элемент качество акцептор электрон альтернативный белка кровь наименее заметный глобальный план наиболее изучить изменение считать использование альтернативный металлопротеин перенос кислород кровь биосфера земля мочь использовать традиционный гемоглобин основа железо встречаться человек позвоночный животное также гемоцианин основа медь встречаться кровь моллюск членистоногий онихофора гемэритрина железоорганический белок сильно отличаться структура гемоглобин обнаружить кровь некоторый беспозвоночный животное пиннаглобин основа марганец встречаться благородный пинна также лабораторный условие получить встречаться природа белок кобоглобин основа кобальт организм использовать кислород дыхание мочь использовать иной транспортный соединение зеркальный мир живой природа земля всё аминокислота иметь l конфигурация углевод d конфигурация исключение крайне редкий случай например элемент оболочка возбудитель сибирский язва принцип представить зеркальный мир живой организм иметь биохимический основа земля исключение её полный зеркальный симметричность мир жизнь мочь основать d аминокислота l углевод возможность противоречить известный сегодня закон природа парадокс гипотетический мир являться факт попасть мир являться зеркальный копия земля человек мочь умереть голод несмотря обилие пища вокруг 13 кроме употребление пища зеркальный молекула мочь вызвать отравление 12 13 нехимический способ жизнь книга evolving the alien биолог джек коэн jack cohen математик иэн стюарт ian stewart утверждать астробиология основать гипотеза уникальный земля ограниченный унылый предположить землеподобный планета мочь редкий сложный форма жизнь мочь появиться условие ещё умозрительный идея касаться возможность жизнь иной тело нежели землеподобный планета астроном фрэнк дрейк известный сторонник поиск внеземной жизнь предположить жизнь нейтронный звезда существо жизненный цикл миллион быстрый земной организм состоять сверхмалый ядерный молекула назвать фантазийный лукавый идея получить широкий распространение научный фантастика карл саган 1976 год рассматривать возможность существование организм летать верхний слой атмосфера юпитер коэн стюарт также рассмотреть возможность жизнь атмосфера газовый гигант солнце некоторый философ например циолковский считать жизнь мочь принимать форма способный сохранение форма самовоспроизведение некоторый условие плазмоид прототип служить шаровой молния последний время благодаря компьютерный моделирование возможность существование плазменный форма жизнь получить некоторый теоретический обоснование альтернативный биохимия фантастический произведение научно фантастический повесть советский учёный писатель фантаст иван ефремов сердце змея 1958 описываться контакт землянин инопланетный гуманоидный цивилизация биохимия родный планета роль кислород играть фтор цивилизация несмотря тщательный поиск смочь обнаружить планета аналогичный биохимия всё встретить цивилизация космос иметь кислородный основа классический научно фантастический роман английский астроном фред хойло чёрный облако 1957 описываться контакт землянин передвигаться звезда живой огромный чёрный облако состоять межзвёздный газ научно фантастический рассказ английский писатель артур конана дойла земля вскрикнуть 1928 описываться живой земля жизнь основа минерал жидкость частность нефть земной кора научно фантастический роман майкл крайтон штамм андромеда рассказываться внеземной вирус альтернативный биохимия основа шестиграть кристалл научно фантастический повесть днепров глиняный бог рассматриваться жизнь основа кремний научно фантастический рассказ константинов контакт ленжевена также рассматриваться жизнь основа кремний исследователь попадать далёкий планета оказываться забросить город расставить повсюду статуя конец конец выясняться статуя это кремниевый обитатель дать планета жизненный процесс идти сотня медленный земной форма жизнь научно фантастический рассказ польский писатель станислав лема правда рассматриваться звёздный жизнь основа высокотемпературный плазма вид случайно создать амёба разрушиться результат падение электромагнитный поле кроме это рассказ жизнь основа плазма присутствовать олафа стэплдон создатель звезда живой звезда эдмонд гамильтон ребёнок звезда артур кларк солнечный чрево живой существо глубина звезда сергей лукьяненко дилогия звезда холодное игрушка гигантский разумный плазмоид торппа научно фантастический роман франсис карсак пришелец ниоткуда рассматриваться жизнь основа низкотемпературный сверхпроводимость существо метаболизм основать сверхпроводимость мислик требоваться низкий температура подходящий планета мало поэтому мислик стать приспосабливать жизнь иметься планета гасить звезда вокруг обращаться дать планета многий произведение пол андерсон описываться жизнь использовать аммиак вместо вода частность звать джо 1957 завоевать мир 1964 рассказ фредерик браун волновик 1954 описываться форма жизнь основа электромагнитный волна сериал секретный материал серия огнеход 2x09 кремниевый форма жизнь обнаружить жерло вулкан гриб паразит спор это гриб погибать течение несколько секунда появление плодовый тело успевать найти хозяин кинокомедия эволюция представить инопланетный форма жизнь основа азот иметь 10 нуклеотидный пара мультсериал эволюция снятой продолжение фильм существо представлять суперорганизм сериал звёздный путь оригинальный сериал серия дьявол темнота 1x25 появляться существо хорт биохимия основа кремний сериал звёздный путь анимационный сериал серия исчезновение планета 1x03 появляться гигантский существо антиматерия питаться планета обычный материя вымышленный раса чужой одноимённый вселенная являть кремниевый форма жизнь сериал звёздный путь вояджер серия добрый пастырь 6x20 встретить живой существо состоять тёмный материя вымышленный вселенная mass effect иметься раса турианец кварианец отличие представитель разумный раса содержать d аминокислота также иметься раса волус низкорослый гуманоид чей биохимия завязать аммиак высокий давление сериал звёздный врата sg 1 серия выжечь земля 4x09 иметься высокоразвитый раса гадмир биохимический основа также организм помощь создавать биосфера сера вместо углерод рассказ кира булычёв снегурочка описываться гуманоидный цивилизация основа аммиак вместо вода крона главный антагонист мультфильм зелёный фонарь изумрудный рыцарь состоять антивещество многий вымышленный вселенная присутствовать существо чистый энергия мультфильм титан гибель земля 2000 г представить существо чистый энергия уничтожать цивилизация вселенная дюна фрэнк герберт песчаный червь шаи хулуда являться кремнийорганический форма жизнь научно фантастический роман анафема нил стивенсон описываться контакт человек человек альтернативный вселенная чей биохимия строиться иной конфигурация аминокислота цикл фантастический роман рассказ космический госпиталь джеймс уайт главный герой врач различный разумный раса галактика число негуманоидный 1894 год знаменитый писатель герберт уэллс писать фантастический фантазия приводить предположение видение кремний алюминиевый организм почему сразу кремний алюминиевый человек блуждать атмосфера газообразный сера скажем берег море жидкий железо несколько тысяча градус выше температура доменный печь учёный альтернативный биохимия список учёный рассмотреть возможный альтернатива биохимия тип углерод вода включать джон бёрдон сандерсон холдейн 1892 1964 генетик известный свой работа абиогенез айзек азимов 1920 1992 биохимик писатель фантаст иван ефрем 1908 1972 палеонтолог доктор биологический наука основатель целое раздел палеонтология тафономия джордж пайментела 1922 1989 американский химик университет калифорния беркли уильям бейнс кембриджский биолог автор журнал astrobiology питер снит 1923 2011 микробиолог автор книга планета жизнь карл саган 1934 1996 астроном популяризатор наука сторонник seti аксель фирсоффа 1910 1981 британский астроном джеральд фейнберг 1933 1992 физик роберт шапиро 1935 2011 химик соавтор книга жизнь предел земля джонатан лунина 1959 г р американский планетолог физик роберт фрайтас младший 1952 год настоящий время специалист нанотехнология наномедицина автор книга ксенология джон баросс океанограф астробиолог возглавлять комитет учёный национальный исследовательский совет сша опубликовать доклад ограничивать жизнь условие 2007 год доклад рассматриваться обеспокоенность космический агентство мочь провести поиск хороший ресурс жизнь мир затем состояние распознать еe онa тaм встречаться смотреть также углеродный шовинизм зеркальный жизнь сверхкритический флюидный экстракция теневой биосфера инженерный биология синтетический биология хатимодзь днк примечание комментарий источник литература топуновый ф шумаев б альтернативный биохимия распространённость жизнь вестник сао 2006 60 61 хоровица н поиск жизнь солнечный система пер англ канд биол наука отрощенко ред далее ра биол наука м крицкий м мир 1988 77 79 пол дэвис чужой среди свой поиск свидетельство жизнь земля возникать учёный внимательно исследовать экологический ниша мочь обитать микроорганизм радикально отличаться знакомый мир наука март 2008 3 membrana химик показать путь неорганический жизнь архивный копия 23 март 2013 wayback machine