¿Cuáles son los diferentes tipos de bioquímica alternativa, excluyendo la vida basada en carbono?

(Nota: se han agregado adiciones considerables a esta respuesta debido a los dos cambios en la pregunta).

Las alternativas hipotéticas podrían tomar la siguiente forma general:
‘biomolécula’ + ‘reactivo “(‘ inhalado ‘) ‘ productos de descomposición ‘(producto de descomposición del reactivo -‘ exhalado ‘) + energía; la reacción” -> “es equivalente a la descomposición de la glucosa; el reverso, la fotosíntesis .

En términos generales, las reacciones análogas a la descomposición de la glucosa deberían:

  • hacer que la ‘biomolécula’ pierda electrones (oxidación)
  • hacer que el ‘reactivo’ gane electrones (reducción)
  • conducir a la liberación de energía de los reordenamientos de enlaces.

Los sistemas de amoníaco -> ácido nítrico y sulfuro de hidrógeno -> ácido sulfúrico no cumplen los criterios anteriores, ya que las sustancias reactivas se oxidan, no se reducen; Pero la producción de energía es razonable. Los mundos atmosféricos exóticos o corrosivos podrían estar poblados de organismos que funcionan en dichos sistemas.

Todos menos el primero de los siguientes sustituyen el oxígeno por otro químico:

Oxígeno Dióxido de carbono y agua
Nitrógeno Amoníaco o urea (NH2 – CO – NH2)
Azufre sulfuro de hidrógeno
Peróxido de hidrógeno Agua
Cloro Cloruros
Metano Dióxido de carbono
Fosgeno Dióxido de carbono
Hidrógeno Metano
Amoníaco Ácido nítrico
Sulfuro de hidrógeno ácido sulfúrico

Algunos son altamente improbables (por ejemplo, el flúor no está incluido debido a su rareza).

Además, varios serían equivalentes a los “extremófilos” en la Tierra: por ejemplo, el metano tiene un punto de ebullición de -162 C. Los procesos de la vida serían mucho más lentos que en la Tierra, pero, de nuevo, un depredador que viaja a 5 km / h aún superará a las presas en movimiento. a 4 mph.)

Otra posibilidad interesante podría ser: Nitrógeno + agua + energía = nitratos + amoníaco. (Hay bacterias terrestres que modifican esta reacción).

Re: Carbono (de Stephen Hawking 🙂

Los bioquímicos alternativos especulan que hay varios átomos y solventes que podrían generar vida. Debido a que el carbono ha funcionado para las condiciones en la Tierra, especulamos que lo mismo debe ser cierto en todo el Universo. En realidad, hay muchos elementos que podrían hacer el truco. Incluso elementos contraintuitivos como el arsénico pueden ser capaces de soportar la vida en las condiciones adecuadas. Incluso en la Tierra, algunas algas marinas incorporan arsénico en moléculas orgánicas complejas como arsenosugars y arsenobetaines.

Varias otras formas de vida pequeñas usan arsénico para generar energía y facilitar el crecimiento. El cloro y el azufre también son posibles reemplazos elementales para el carbono. El azufre es capaz de formar moléculas de cadena larga como el carbono. Se ha descubierto que algunas bacterias terrestres sobreviven con azufre en lugar de oxígeno, al reducir el azufre a sulfuro de hidrógeno.

El nitrógeno y el fósforo también podrían potencialmente formar moléculas bioquímicas. El fósforo es similar al carbono en que puede formar moléculas de cadena larga por sí mismo, lo que posiblemente permitiría la formación de macromoléculas complejas. Cuando se combina con nitrógeno, puede crear una amplia gama de moléculas, incluidos los anillos.

– Stephen Hawking sobre la vida extraterrestre sin carbono

AÑADIDO ADICIONAL PARA LA ACTUALIZACIÓN DE PREGUNTAS :

Los siguientes son algunos resultados finales típicos de los procesos fotosintéticos, dados varios sustratos ( además del oxígeno 🙂

H2O + CO2 CH2O + O2
CH2O + 2S
2HCl + CO2 CH2O + Cl2

El patrón general es que el hidrógeno se elimina de un donante para producir algún tipo de carbohidrato. En los organismos de la Tierra, este suele ser un azúcar, a partir del cual se desarrollan otros compuestos por otros procesos. Ese es también el patrón más común en la bioquímica no terrestre. El primero de ellos, la liberación de oxígeno, es uno de los más comunes en el universo por las razones que se han dado. El segundo también se encuentra generalmente como un elemento menor una vez que la fotosíntesis productora de oxígeno se apodera de un planeta. El tercero es extremadamente raro porque el cloruro de hidrógeno rara vez se encuentra en cantidad suficiente en los mundos de jardín (es desconocido en los organismos de la Tierra), aunque puede ser un proceso paralelo a la fotosíntesis que evoluciona con oxígeno en algunos lugares (como los mundos hipotéticos con predominantemente cloro). atmósfera).

Mis más sinceras disculpas por haber perdido varias de las múltiples anotaciones de origen de las que se obtuvo esta información.

Creo que estás sacando conclusiones sobre el metano líquido.

Es cierto que el hielo de metano generalmente se hunde en lugar de flotar, aunque su comportamiento puede variar dependiendo de la cantidad de gas disuelto en el líquido. ¿Pero esto descarta encontrar seres vivos en un ambiente de metano líquido?

Lógicamente, eso depende de respuestas a preguntas como

* ¿De hecho, el mundo del que estamos hablando pasó por una fase de “bola de nieve” en la que todo el metano líquido se volvió sólido?
* Si los seres vivos estuvieran allí antes del período de “bola de nieve”, ¿podría alguno de ellos haber sobrevivido en forma latente (por ejemplo, como esporas), hasta que el líquido estuviera disponible nuevamente?
* ¿Es posible que haya tenido lugar allí un proceso de abiogénesis (vida que emerge de la no vida) después de la fase de “bola de nieve”?

Un organismo con metano como solvente no se basaría necesariamente en un elemento que no sea carbono. Bien podría estar basado en el carbono, aunque los compuestos de carbono utilizados serían diferentes de los utilizados por los seres vivos aquí en la Tierra. El metano en sí es un compuesto de carbono después de todo, mientras que el agua no lo es.

No hay alternativas reales, solo el sistema acuoso a base de carbono que sabemos en la Tierra es químicamente viable.
Abiogénesis
Tipos hipotéticos de bioquímica.