Na busca de vida fora da Terra, os cientistas justificadamente focada em água, porque toda a biologia como a conhecemos exige este fluido. Um coringa, no entanto, é se líquidos alternativos também pode bastar como facilitadores de vida. Por exemplo, a lua gelada de Saturno Titã é inundado em mares manchado de tinta do metano hidrocarboneto.
Aqui no quente, aquoso Terra, as moléculas de DNA e RNA servir como as matrizes de vida, contendo manuais de instruções genéticas das criaturas. Uma imensa família de proteínas leva a cabo estas instruções. No entanto, num meio de hidrocarboneto em Titã de Saturno, estas moléculas nunca poderia exercer as suas funções químicas profundas. Outras moléculas devem, portanto, passo até a placa se, vida alienígena não-base de água é operar e evoluir num sentido darwiniano, com alterações genéticas que levam à diversidade e complexidade. Na imagem acima, a luz solar cintila fora dos mares de hidrocarbonetos em Titã, como visto aqui em luz infravermelha pela sonda Cassini. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Univ. Arizona / Univ. Idaho
Um novo estudo sugere que moléculas chamadas éteres, não é usado em todas as moléculas genéticas na Terra, poderia desempenhar o papel de DNA e RNA em mundos com oceanos de hidrocarbonetos. Esses mundos deve ser um bom negócio toastier apesar de Titan, segundo o estudo, para a química plausivelmente como a vida a ter lugar. O novo estudo foi publicado na edição de março da revista Astrobiology e foi financiado em parte pelo elemento Biologia Evolutiva Exobiology e do Programa de Astrobiologia da NASA.
"As moléculas genéticas que propusemos poderia realizar em" Titãs quentes '", disse o principal autor do papel Steven Benner , um companheiro ilustre na Fundação para a Evolução Molecular Aplicada, uma organização de pesquisa científica privada com sede em Alachua, Florida.
Primos moleculares maiores para metano de Titã, como o octano que ajuda a alimentar os nossos veículos, também faria para solventes muito mais adequados. Embora não "Titans quentes" close-in de suas estrelas hospedeiras tornaram-se tão longe na exploração do exoplaneta, Benner está esperançoso há mundos em grande quantidade que se encaixam no projeto de lei.
"Dentro de nosso próprio sistema solar, não temos um planeta grande o suficiente, perto o suficiente para o Sol, e com a temperatura certa para apoiar oceanos de hidrocarbonetos quentes em sua superfície", disse Benner. "Mas a cada semana, os astrônomos estão descobrindo novas outras que o nosso próprio sistema solar."
Em um nível fundamental, o desenvolvimento da vida na Terra tem sido um push-e-pull entre as moléculas de mudança e permanecer o mesmo. Para um organismo para reproduzir e fazer cópias de si mesmo, a grande maioria de sua informação genética deve ser conservada se os filhos são para sobreviver e ainda levar a vida para a frente. Mas se a vida não mudar e se adaptar às condições ambientais inconstantes, ele vai morrer. As bolas de curva ambientais para a vida incluem variações de temperatura e água variando e disponibilidade de nutrientes.
DNA e RNA permitem uma versão biológica do axioma "quanto mais as coisas mudam, mais elas permanecem as mesmas." Indivíduo "letras", ou nucleobases, no código de quatro letras do DNA e RNA podem sofrer mutações sem destruir a molécula do total forma e função.
Estas alterações das bases nucleotídicas pode produzir novas proteínas. Estas proteínas, por sua vez deixar a vida interagir quimicamente com o seu ambiente em novas maneiras de promover a sobrevivência. Nova espécie de marca surgem dessa maneira, como traços frescos tomar posse em condições e locais contrastantes. (Em meados de 1800, Charles Darwin famosa intuiu este conceito abrangente da origem das espécies, embora o biomolecular âmago da questão não foi sondado até muitas décadas, portanto.)
A estrutura geral, e, por conseguinte, o comportamento geral, de ADN e ARN continua a ser o mesmo, porque de elementos repetitivos em espinha dorsal do produto químico, ou andaimes principal. As moléculas possuem uma carga negativa para o exterior que se repetem ao longo das suas estruturas, o que permite que DNA e RNA para dissolver e flutuar livremente na água. Neste meio fluido, o ADN e ARN podem interagir com outras biomoléculas, levando a complexidade em sistemas biológicos.
"Este é o ponto central da" teoria polieletrólito de gene ", que sustenta que qualquer biopolímero genética capaz de suportar a evolução darwiniana operação em água deve ter um custo backbone sempre repetindo ", explicou Benner. "As acusações de repetição assim dominar o comportamento físico da molécula genética que qualquer alteração dos nucleobases que influenciam a informação genética têm essencialmente nenhum impacto significativo sobre propriedades físicas globais da molécula."
Tudo o que é muito bom para nós, organismos à base de água. O problema é que, para mundos sem água como Titan, onde hidrocarbonetos reinado, moléculas como o DNA e RNA nunca iria cortá-la. Estas biomoléculas não pode dissolver-se, se necessário, nos hidrocarbonetos para permitir microscópica colisão-e-moagem da vida.
"Nenhuma dessas moléculas têm qualquer chance de se dissolver em um oceano de hidrocarbonetos como em Titã ou em uma Titan quente", disse Benner.
Mais incômodo ainda, moléculas com qualquer tipo de carga para fora goop em hidrocarbonetos. Os planos da vida na Terra como contidas no DNA e RNA não pode traduzir para mundos registrados hidrocarbonetos.
É a vida, pelo menos como nós podemos conceber isso, impossível em meio hidrocarbonetos? Benner e seus colegas não acho.Compostos chamados éteres, quando amarrados juntos formam complexos "poliéteres," provavelmente pode executar de uma forma que permanece fiel à teoria de polieletrólito gene.
Éteres, como o DNA e DNA, têm de repetição simples que backbones,, no seu caso, de carbono e oxigênio. Estruturalmente, éteres não tem um custo para o exterior, como o DNA e RNA. Mas éteres fazer possuir repulsões internos de carga que se abrem "espaços" úteis dentro das moléculas, em que pequenos pedaços elementares pode ir que o trabalho como o nucleobases do DNA do RNA e.
Na sequência deste insight, Benner e seus colegas testaram o quão bem poliéteres se dissolveria em vários hidrocarbonetos. Os pesquisadores fizeram mais experimentos em temperaturas esperadas de mundos Titan-esque a diferentes distâncias estrelas hospedeiras.
Os hidrocarbonetos, como a água, podem ser sólidos, líquidos ou gases, dependendo da temperatura e pressão. Tal como acontece com a caça astrobiológicos para a vida à base de água, a fase líquida de hidrocarbonetos é a de interesse, porque em sólidos (como gelo), biomoléculas não pode interagir, e em gases (vapor de água), o meio é demasiado pequeno para poder suportar o suficiente interacção.
Como regra geral, a gama de temperaturas a que um hidrocarboneto é um líquido sobe à medida que o hidrocarboneto torna-se mais prolongada. O metano, o, mais curto de hidrocarbonetos mais simples com um único átomo de carbono ligado a quatro átomos de hidrogênio, tem um alcance intermediário líquido muito estreita sobre -300 e -280 graus Fahrenheit. Inconvenientemente, a solubilidade de éteres despenca quando descer para esses arrepios de Titã.
De acordo com estudo da Benner, e para a decepção de muitos cientistas, Titan parece uma morada muito improvável para os estrangeiros. "Nós mostramos que os oceanos de metano em Titã são susceptíveis de ser muito frio para realizar qualquer biopolímero genética", disse Benner. (Puzzling leituras de menos hidrogênio e acetileno do que o esperado na superfície de Titã têm, no entanto, deu a entender anteriormente a uma forma de vida microbiana.)
A melhor aposta para a vida do que mundos metano-oceânicas são aqueles em vez coberto por gás propano. Este hidrocarboneto tem três átomos de carbono para uma de metano, e é outro nome muito conhecido aqui na Terra como um combustível gasoso. Ele pode ficar líquido sobre uma gama muito mais ampla e adequada-for-química de -300 a -40 graus Fahrenheit. Ainda melhor do que o propano é octano. Esta molécula de oito carbono não congelar até cerca de -70 graus Fahrenheit, nem se transformar em um gás até chegar a um 257 graus Fahrenheit muito quente.
Essa ampla gama com uma solubilidade em éter suficiente sugere que Titans quentes poderia abrigar uma bioquímica verdadeiramente alienígena capaz de evoluir complexidade de uma maneira darwiniana. Esses mundos poderia ser encontrado em uma perspectiva bastante ampla de hidrocarbonetos "zona habitável" em torno de outras estrelas. A zona habitável de hidrocarboneto é semelhante para a zona à base de água familiares, em que um planeta não é nem muito perto nem longe demais de sua estrela a ter sua água ferver ou congelar completamente afastado.
Mundos de hidrocarbonetos de interesse não precisa ser Titan-like, afinal de contas, em que eles não tem que ser luas dos gigantes de gás. Titans quentes poderia realmente ser mais como Terras oleosos ou super-Terras, encharcado de octano.
Como a pesquisa continua, novos e exóticos, exceto água e solventes hidrocarbonetos poderia ainda emergem como meios plausível para relações da vida. "Virtualmente, cada estrela tem uma zona habitável para cada solvente", disse Benner.
O Galaxy diário via Adam Hadhazy, NASA / Astrobio.net
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