Veškerý pozemský život je založený na stejné bázi. Základ organických látek tvoří uhlíková kostra a všechny metabolické procesy se odehrávají ve vodním prostředí. Mohly by však někde ve vesmíru existovat i organismy využívající naprosto rozdílné principy?
Pozemská forma života nevznikla náhodou. Uhlík patří mezi nejběžnější prvky ve vesmíru a zároveň je pro organické sloučeniny jako stvořený. Ochotně se spojuje do různě velkých molekul a tyto molekuly pak ještě ochotněji spojuje do dlouhých řetězců. Jeho společenské choutky se navíc neomezují jen na jedince stejné druhu, ale nevyhýbají se ani dalším partnerům. Jeho nejčastějšími společníky v organických molekulách jsou vodík a kyslík, další dva prvky, na kterých se ve vesmíru nešetřilo. Nerozlučná trojka tvoří základ všech důležitých látek živých soustav, ať už se jedná o cukry, tuky, bílkoviny, nebo DNA. Příroda v tomto ohledu nedělá rozdíly, stejné principy platí pro miniaturní bakterie, několikasettunové stromové velikány i člověka.
Což takhle oceány čpavku?
Podobné to je i s vodou. Poskytuje ideální prostředí pro transport různých iontů, a tedy i pro mnoho biologických reakcí. Také se vyskytuje v kapalném stavu při teplotách, které i chemické sloučeniny považují za rozumné pro všemožné štěpení, syntézy a další úpravy svého vzhledu či složení. Z pohledu metabolických procesů je prostě voda to nejlepší místo pro podnikání.
Ne všichni biologové jsou však přesvědčeni o tom, že je voda jediným médiem v celém vesmíru, která zvládá podobné funkce. „Pozemský život se naučil pracovat s vodou, protože se jedná o jedinou tekutinu, která se na naší planetě vyskytuje v hojném množství,“ říká astrobiolog Dirk Schulze-Makuch z Washingtonské státní univerzity v Pullmanu. Je toho názoru, že na teplejších planetách by stejnou práci mohly zastat při evoluci například oceány kyseliny sírové a na chladnějších kapalný metan, čpavek nebo metanol. Kromě toho i v našich podmínkách se vyskytuje značné množství tekutin, které dokáží stejně jako voda transportovat vodíkové kationy, které jsou nezbytné pro všechny biochemické reakce (například kyselina sírová, amoniak nebo peroxid vodíku).
Píseční tvorové
Základní stavební prvek: křemík
Teplota vhodná pro život: -90 až –190 oC
Nejvhodnější vesmírný objekt pro osídlení: Saturnův měsíc Titan
Křemík má v periodické soustavě prvků velmi podobné postavení jako uhlík, proto dokáže vytvářet i podobné řetězce molekul. Vazby mezi nimi jsou však bohužel při pokojové teplotě mnohem méně stabilní než v případě uhlíku. Proto se také předpokládá, že by křemíkové organismy musely žít v chladnějších podmínkách a v atmosféře s nižším obsahem kyslíku. Při pokusech, kdy byly v jednoduchých organických látkách atomy uhlíky nahrazeny atomy křemíku, se totiž výsledná látka v atmosférickém vzduchu samovolně vzněcovala.
Bohužel na většině planet se stejně jako na Zemi křemík nachází v pevných vazbách s kyslíkem ve formě oxidu křemičitého v pevných horninách. Pro biochemické procesy je tedy zcela nedostupný. I z tohoto důvodu by se tedy křemíkové organismy mohly vyvinout jen na planetě s nízkým obsahem kyslíku.
Peroxidový pohon
Základní stavební prvek: peroxid vodíku jako médium společně s vodou
Teplota vhodná pro život: -50 až –100 oC
Nejvhodnější vesmírný objekt pro osídlení: Mars
Podle některých teorií na Marsu existuje život, který se zde vyvinul v teplejších obdobích planety. Tehdy měl fungovat stejně jako ten pozemský ve vodním prostředí. Jak se však teplota na Marsu snižovala, zdejší bakterie se musely přeorientovat na směs vody a peroxidu vodíku. Vysoký obsah peroxidu jim zajišťuje, že mohou účinně chytat vlhkost z okolí a zároveň snižuje teplotu mrznutí vody. Ostatně i na Zemi, uvězněné v antarktickém ledu, žijí bakterie, které si podle nejnovějších výzkumů vodu upravují tak, aby jim nezmrzla i při – 180 oC. Přítomnost peroxidového života na Marsu má testovat i sonda Phoenix, která bude na planetu vyslána v roce 2008.
Živí duchové
Základní stavební prvek: látky v plynném skupenství
Teplota vhodná pro život: kolem –140 oC
Nejvhodnější vesmírný objekt pro osídlení: Jupiter
Mohl by jako médium pro biochemické reakce namísto tekutiny fungovat i plyn? „Je známo, že některé enzymy dokáží katalyzovat chemické reakce i v plynném skupenství,“ říká Dougles Clark, biochemik z Kalifornské univerzity v Berkeley. Novozélandští vědci z Waikatské univerzity zjistili, že například prasečí jaterní esteráza (enzym, který štěpí tuky) funguje i v suchém stavu, tedy pokud není přítomna v roztoku. Je sice asi stokrát pomalejší než normálně, nicméně tento enzym je stavěný na to, aby fungoval v orgánech pozemského prasete. Clark je toho názoru, že kdyby se enzym vyvíjel například na Jupiteru, měl by k dispozici funkční skupiny, které by „chytaly“ molekuly z okolního prostředí a zvyšovaly tak jeho účinnost.
Organismus z plynného skupenství má však kromě jiného jedno velké omezení. Zatímco voda může sloužit jako médium pro velké komplexní molekuly, jako jsou polysacharidy nebo bílkoviny, plyn dokáže přenášet jen jednodušší látky jako například etanol, formaldehyd nebo propan. Živí duchové by si tak museli vystačit jen s velmi jednoduchým metabolismem, který by byl nezávislý na složitých látkách.
Pijáci kyseliny
Základní stavební prvek: kyselina jako médium namísto vody
Teplota vhodná pro život: 20-80 oC
Nejvhodnější vesmírný objekt pro osídlení: Venuše
Namísto vody může životu jako médium posloužit například i kyselina sírová. V našich podmínkách má sice pověst velmi silné žíraviny, která působí škody i při kontaktu s kůží a pít by ji mohl snad jen sebevrah za účelem skonání co nejkrutější smrti. Jenže kyselina sírová se takto chová jen ve vodním prostředí. Pokud by život na jiné planetě existovat v prostředí s malým obsahem vody, mohli by jeho představitelé na tyto dvě látky pohlížet přesně opačně. Kyselinu sírová by pro ně byla životodárnou tekutinou, zatímco voda nebezpečnou žíravinou. „V suchém stavu není kyselina sírová nijak agresivní,“ říká chemik Felix Franks z londýnské společnosti BioUpdate.
Někteří vědci spekulují o tom, že by v oblacích z kapiček kyseliny sírové na Venuši mohly žít bakterie. Podle jejich úvah se tento život mohl vyvinou v dřívějších dobách, kdy na povrchu Venuše vládly chladnější podmínky, a postupem času se přemístil do oblačnosti 50 km na povrchem. Tady jim kyselinové mraky zaručují podobné teplotní i tlakové podmínky jako na Zemi. Ostatně podobní tvorové žijí i na naší planetě. Bakterie Picrophillus torridus dokáže bydlet na tak nehostinném místě, jako jsou horké sirné prameny. Tyto bakterie však přežívají díky tomu, že si dokáží udržet kyselinu od těla a dovnitř pouštějí jen vodu. Bakterie na Venuši by měly fungovat přesně opačně – držet si v sobě kyselinu sírovou a vodu mimo tělo.
