Теория кремниевой жизни: Ученые доказали вероятность существования кремниевых форм жизни — Платформа — «Новини»

Доказали существование кремниевых форм жизни

?

Доказали существование кремниевых форм жизни

masterok

December 9th, 2016

Нашу планету населяют разнообразные углеродные формы жизни. Называют их так потому, что состоят они из органических соединений, в которые в обязательном порядке входит углерод. На протяжении десятилетий учёные и особенно фантасты предполагали, что во вселенной могут существовать и другие формы жизни, например, кремниевые. Ведь кремний очень близок по многим свойствам к углероду.

И вот, впервые в истории человеческой науки, учёные доказали, что живые клетки способны формировать углеродно-кремниевые связи.

В природе кремний в чистом виде не встречается. Это связано с тем, что элемент очень высокореактивен, поэтому быстро создаёт соединения с другими элементами. Чистый кремний существует лишь в лабораторных условиях. То же самое можно сказать и про кремниево-углеродные связи, известные в науке как «кремнийорганические». Подобные соединения производят в лабораторных условиях, а затем используют во множестве областей, включая медицину, электронику и другие. Кремний и углерод действительно очень похожи: оба элемента могут образовывать связи с четырьмя атомами одновременно, что делает их пригодными для формирования длинных цепочек молекул, таких как белки и ДНК.

Новое исследование, проведённое специалистами Калифорнийского технологического института под руководством знаменитой американской учёной Фрэнсис Арнольд, доказало, что живые клетки также способны создавать кремнийорганические связи. Исследователи использовали протеин под названием cytochrome c, выделенный из бактерии, найденной в горячих источниках Исландии, после чего внесли несколько изменений в его ДНК. Таким образом учёным удалось создать фермент, который избирательно создаёт кремний-углеродные связи. И этого впервые удалось добиться натуральным способом, без использования каких-либо химических катализаторов или других агрессивных веществ.

Что значит для науки это открытие? А значит оно, что природа способна адаптироваться и включать кремний в основу живых клеток. Таким образом, жизнь на нашей планете вполне могла возникнуть на основе кремния, а вовсе не углерода. Получается, что фантасты были правы и кремниевые формы жизни могут существовать. Если не на Земле, то на какой-то другой планете с подходящими для этого условиями. Открытие команды американских исследователей распахивает перед наукой дверь в совершенно новый мир. Теперь учёные смогут хотя бы отдалённо представить себе, какими могли бы стать кремниевые организмы, пойди эволюция на нашей планете совершенно другим путём.

[источники]источники
http://hi-news.ru/research-development/uchyonye-nauchno-dokazali-sushhestvovanie-kremnievyx-form-zhizni.html
http://hi-news.ru/science/10-vozmozhnyx-form-zhizni. html
http://www.popmech.ru/science/58460-neuglerodnye-formy-zhizni-kremniy-ili-azot/

Tags: Наука

• Почему славяне на Руси селились на правом берегу реки?

  В эпоху поздней античности и раннего средневековья в землях Центральной и Восточной Европы, там, где обитали племена германцев, славян,…

• Микробиологи смогли улучшить вкус пива

  Бельгийские исследователи стали еще на один шаг ближе к светлому фильтрованному (да и к нефильтрованному тоже) будущему. Они провели эксперимент…

• Каждый выпитый нами стакан воды пили ещё 10 человек

  Воду которую вы потребляете была уже выпита другими людьми и испущена в виде мочи 10 раз. Дело в том, что вся вода на Земле – это та же…

Кремниевая форма жизни

содержание видео

Рейтинг: 4.0; Голоса: 1

Наш мир таит множество загадок. Кто мы? Откуда появились? В теорию Дарвина сегодня верят всё меньше и меньше людей. И это порождает огромное количество догадок и самых смелых предположений. Одна из таких смелых теорий идея о том, что существует такая форма жизни, как кремниевая
Дата: 2022-01-04

← Артель каменотёса Суханова

Древняя робототехника-автоматон. →

Похожие видео

Тысячелетние города Руси в Махабхарате

• Разгадки истории

Герои нашего времени Русское географическое общество

• Русское географическое общество

Вокруг земли без посадки! Rutan Вояджер.

• Исторические фильмы

Шпицберген: зона научных экспериментов Русское географическое общество

• Русское географическое общество

Зилим: скала Мамбет и кумысоделие. Экстрим и дети совместимы? Русское географическое общество

• Русское географическое общество

За что убили генерала Льва Рохлина. Урановая версия

• Загадки истории

Комментарии и отзывы: 7

Dina
В детстве читала рассказ, сейчас уже не вспомню название. Там был исследователь, нашедший в пустыне странную скульптуру мужчины и женщины. Он долго исследовал скульптуру и на каком-то этапе решил отколоть кусочек памятника, чтобы в лаборатории понять какой у скульптуры химический состав. С большим трудом ему удалось отколоть кусочек от пятки женщины и он увёз его для исследований к себе в лабораторию. Потом грянула война и автор рассказа ушел на 5 лет на войну. Когда же после войны он вернулся к памятнику, то был поражен, что памятник сменил позу. Женщина тянулась рукой к отколотому куску на пятке, на лице у нее застыла гримасса боли. Мужчина же весь подался к больному отколотому месту и в позе его было желание оберечь и защитить женщину. Исследователь и автор рассказа был потрясён, что памятнику понадобилось пять лет войны, чтобы слегка изменить позу. И что факт взаимодействия нас и их был налицо.

Ирина
Спасибо Дневник исследователя за видео.
Да, на нашей планете есть кристаллическая цивилизация.
Но это низшая форма жизни.
А планета предназначена для более развитых существ — человеков разумных!
Но в настоящее время, венец творения проявляет себя с не лучшей стороны.
И климатические катастрофы тому подтверждение.
Какая связь между разумностью человеческой цивилизации и разбалансировкой климата — можно узнать, познакомившись с информацией Народного Академического Университета Эволюции Разума.

Татьяна
Насколько я знаю такие образования называются конкреции. Да они растут и теория их образования вполне жизнеспособна. Наблюдала их две недели назад в Дагестане. У вас неплохие ролики, не нужно понижать планку. А то будет как у всех: плоская земля, демоны, кремневая жизнь и прочее.

Genixo
Не хочу разочаровывать автора, но большая часть видео — чудеса парейдолии или просто очень странные выдумки. Особенно забавно про камни в долине смерти, которые, вопреки теории, двигаются именно в холодную погоду и ни в какую другую.

Ilya
Это всё очень печально, что подобных роликов все больше и больше. Неужели так сложно, почитать книжки по геологии и разобраться во всем. Но нет, это всё сложно, проще распространять около научный бред, причем даже не своего авторства.

Мир
Пословица про камень за пазухой играет новыми красками. Да и волнения насчёт потепления климата тоже понятны. Не хочется чувствовать себя идиотом на фоне какого-то камушка.

MrTankgr
Кремниевая жизнь, это не жизнь камней, а форма жизни, при которой, функцию углерода выполняет кремний. Да и кремниевая жизнь невозможна на Земле.

Впервые живые клетки образовали связи углерод-кремний Земля — ​​в строительные блоки жизни.

Хотя химикам и раньше удавалось создать связи углерод-кремний — они встречаются во всем, от красок и полупроводников до экранов компьютеров и телевизоров, — в природе их до сих пор не находили, и эти новые клетки могут помочь нам лучше понять природу возможность существования жизни на основе кремния где-либо еще во Вселенной.

После кислорода кремний является вторым по распространенности элементом в земной коре, и все же он не имеет ничего общего с биологической жизнью.

Почему кремний никогда не использовался ни в какой биохимии на Земле, было давней загадкой для ученых, потому что теоретически формы жизни на основе кремния могли бы так же легко развиться на нашей планете, как и основанные на углероде, которые мы знаем и любим.

Мало того, что углерод и кремний чрезвычайно распространены в земной коре, они также очень похожи по своему химическому составу.

Одной из важнейших общих черт углерода и кремния является способность образовывать связи с четырьмя атомами одновременно. Это означает, что они способны связывать вместе длинные цепочки молекул, необходимые для формирования основы жизни, какой мы ее знаем, — белков и ДНК.

И все же, насколько нам известно, формы жизни на основе кремния не существуют за пределами вселенной «Звездного пути».

«Известно, что ни один живой организм не соединяет кремний-углеродные связи, хотя кремния так много вокруг нас, в скалах и на всем пляже», — говорит один из исследователей, Дженнифер Кан из Калифорнийского технологического института.

Чтобы было ясно, Кан и ее команда сыграли большую роль в том, чтобы заставить живые клетки достичь углерод-кремниевых связей — это было не то, что клетка могла бы легко сделать сама по себе.

Но эксперимент доказывает, что такие связи могут образовываться в природе, если есть подходящие условия.

Исследователи начали с выделения белка, который встречается в природе в бактерии Rhodothermus marinus, , обитающей в горячих источниках Исландии.

Им понравился этот белок, называемый ферментом цитохрома с, потому что, хотя его основная роль заключается в транспортировке электронов через клетки, лабораторные тесты показали, что он может облегчать виды связей, которые могут связывать атомы кремния с углеродом.

После выделения белка они вставили его ген в некоторые бактерии E. coli , чтобы он мог способствовать производству углерод-кремниевых связей внутри их живых клеток.

Первая итерация этих сконструированных из кремния бактерий не дала многого, но команда продолжала мутировать ген белка в определенной области E. coli геном, пока не произошло нечто очень крутое.

«После трех раундов мутаций белок смог связать кремний с углеродом в 15 раз эффективнее, чем любой синтетический катализатор», — сообщает Авива Руткин для New Scientist.

Тот факт, что эта бактерия была спроектирована так, чтобы производить связи углерод-кремний более эффективно, чем это могут сделать химики в лаборатории, впечатляет по двум причинам. Во-первых, он предлагает лучший способ производства углерод-кремниевых связей, необходимых для производства таких вещей, как фармацевтические препараты, сельскохозяйственные химикаты и топливо.

«Это то, о чем люди говорят, мечтают, удивляются», — сказала Аннализ Франц из Калифорнийского университета в Дэвисе, которая не участвовала в исследовании, New Scientist.

«Любой химик-фармацевт может прочитать это в четверг, а в пятницу решить, что он хочет использовать это как строительный блок, который они потенциально могут использовать».

Во-вторых, это означает, что форма жизни потенциально может быть хотя бы частично основана на кремнии, и если исследователи продолжат выращивать эти виды бактерий, мы сможем лучше понять, как они могут выглядеть.

«Это исследование показывает, как быстро природа может адаптироваться к новым вызовам», — заявила одна из ученых, Фрэнсис Арнольд, в заявлении для прессы.

«Каталитический механизм клетки, закодированный ДНК, может быстро научиться запускать новые химические реакции, если мы обеспечим новые реагенты и соответствующие стимулы в виде искусственного отбора. Природа могла бы сделать это сама, если бы захотела.»

Исследование опубликовано в журнале Science.

Что, если бы человечество было основано на кремнии, а не на углероде?

Хорошо, если вы регулярно смотрите «Что, если», вы знаете, что мы уже исследовали идею поиска инопланетной жизни на основе кремния. Но что, если бы нам не нужно было отправляться далеко во Вселенную, чтобы найти эти формы жизни? Что, если бы вы были из кремния, а не из углерода? Как бы развивалась жизнь на основе кремния? Каким будет ваше новое человеческое тело? И насколько другой должна быть Земля, чтобы существовала кремниевая версия вас?

Углерод немного пожирает внимание. И не зря. Вся жизнь на нашей планете разделяет углерод в качестве основного строительного элемента. 18% вашего собственного тела состоит из углерода. Без него у вас не было бы ДНК. С другой стороны, кремний является одним из самых распространенных элементов на Земле, уступая только кислороду. Примерно от 25 до 30% земной коры состоит из вещества.

Потенциал жизни на основе кремния был впервые предложен в 1891 году астрономом Юлиусом Шайнером. Гипотеза основана на химическом сходстве углерода и кремния. Оба элемента связываются с кислородом с образованием полимеров. Другими словами, крупные молекулярные структуры. Однако, когда кремний реагирует с кислородом на Земле, он образует диоксид кремния.

Это твердое вещество, также известное как кремнезем, является ключевым компонентом песка. И менее естественно, кремний и кислород можно найти вместе в синтетическом соединении, известном как силикон. Эта жидкая или резиноподобная субстанция присутствует во всем, от электроники до кухонных прихваток, не говоря уже о грудных имплантатах. Но эти соединения на основе кремния не могут поддерживать жизнь. Если только вы не говорите о вселенной «Что, если».

Несмотря на то, что они имеют большое химическое сходство, если бы человеческая жизнь основывалась на кремнии, а не на углероде, все было бы совсем иначе. Хотя оба элемента способны образовывать двойные связи с кислородом, связи, образованные кремнием, обычно слабее. Это означает, что жизнь на основе кремния на Земле будет простой и примитивной.

Ваше тело в его нынешней сложной форме органов, костей и тканей никак не могло существовать. Да, попрощайтесь с человеческой формой, какой вы ее знаете. Теперь вы были бы каплей соединений кремния. И не только люди. Каждое живое существо на Земле, вероятно, тоже было бы своего рода каплей. На самом деле было бы чудом, что ты вообще существуешь.

Маловероятно, что такая простая форма жизни, как вы, сможет успешно размножаться. Вы были бы слишком хрупким. Это было бы особенно важно, если подумать о том, как эта основанная на кремнии жизнь зародилась на Земле. Химическая жизнь должна существовать в среде, которая позволяет молекулам двигаться. Для углерода жидкая вода является идеальной средой.

Вода может переносить вещи в камеру и из нее. Но вода не поддержит развитие вашей новой человеческой химии. Двойные связи кремния расщепляются на одинарные в присутствии Н3О. Это означает, что вместо того, чтобы превратиться в звездный пример из плоти и костей, которым вы являетесь сегодня, вы превратились бы в силикатную скалу.

Для жизни на основе кремния потребуется другая жидкость, которая станет общим связующим элементом жизни. Одной из подходящих сред является серная кислота. Это потому, что кремниевые структуры, которые обычно разрушаются в воде, будут более стабильными в серной кислоте. Последствия этого будут выходить далеко за рамки абсолютно разных форм жизни на Земле.

Теперь и вся планета будет другой. Для жизни потребуются не только океаны серной кислоты, но и основательная перестройка атмосферы. Жизнь на основе кремния не обязательно нуждалась бы в кислороде. Потому что кремний будет реагировать с кислородом так же, как он будет реагировать с водой. Он превратился бы в камень. Температуры на Земле также должны были резко измениться.

Сделанный из кремния, вам нужна очень теплая среда, чтобы процветать. Под чрезвычайно теплым я подразумеваю невыносимо жарко. Температура плавления кремния составляет 1410 ° C (2570 ° F). Да, другими словами, чтобы этот элемент существовал в какой-либо другой форме, кроме твердой, Земля должна быть очень жарким, очень кислым местом. И по нему будут разбросаны миллиарды сгустков жизни, совершенно неспособных к воспроизведению.

Вероятность того, что эти сгустки превратятся в разумную жизнь, как углерод, вы? Что ж, извините, но, похоже, мы забрели на территорию научной фантастики. Представление о возможности землян на основе кремния поднимает много больших вопросов. Например, как зародилась жизнь на нашей планете? И какие условия необходимы для того, чтобы жизнь продолжала развиваться? Но также, что произойдет, если все пойдет в другом направлении?

Какими бы ни были ответы на эти вопросы, жизнь здесь, на Земле, процветала так, как раньше.