A suposição de que bioquímicas alienígenas provavelmente exijam água líquida pode parecer um pouco centrada na Terra. Mas, dadas as possibilidades químicas disponíveis a partir dos elementos mais abundantes do universo, mesmo um cientista alienígena com uma bioquímica diferente provavelmente concordaria que uma bioquímica baseada em solvente de água é mais do que provável de ocorrer em outras partes do universo - e seria a mais provável fundamento para a vida inteligente se desenvolver.
Com base no que sabemos sobre vida e bioquímica, parece provável que uma bioquímica alienígena precise de um solvente (como a água) e de uma ou mais unidades elementares para sua estrutura e função (como o carbono). Os solventes são importantes para permitir reações químicas, bem como transportar materiais fisicamente - e em ambos os contextos, ter esse solvente na fase líquida parece vital.
Podemos esperar que os solventes bioquimicamente úteis comuns se formem a partir dos elementos mais comuns no universo - sendo hidrogênio, hélio, oxigênio, néon, nitrogênio, carbono, silício, magnésio, ferro e enxofre, nessa ordem.
Provavelmente você pode esquecer o hélio e o néon - ambos gases nobres, eles são em grande parte quimicamente inertes e raramente formam compostos químicos, nenhum dos quais obviamente possui as propriedades de um solvente. Observando o que resta, os solventes polares que podem estar mais prontamente disponíveis para apoiar uma bioquímica são primeiramente a água (H2O), então amônia (NH3) e sulfeto de hidrogênio (H2S) Vários solventes não polares também podem ser formados, notadamente metano (CH4) Em termos gerais, os solventes polares têm uma carga elétrica fraca e podem dissolver a maioria das coisas solúveis em água, enquanto os solventes não polares não têm carga e agem mais como os solventes industriais com os quais estamos familiarizados na Terra, como a terebintina.
Isaac Asimov, que quando não escrevia ficção científica era bioquímico, propôs uma bioquímica hipotética em que os lipídios lipídicos (essencialmente cadeias de moléculas de gordura) poderiam substituir proteínas em um solvente de metano (ou outro solvente não polar). Tal bioquímica pode funcionar na lua de Saturno, Titã.
No entanto, da lista de solventes potencialmente abundantes no universo, a água parece ser o melhor candidato para apoiar um ecossistema complexo. Afinal, é provável que seja o solvente mais abundante universalmente - e sua fase líquida ocorre em uma faixa de temperatura mais alta do que qualquer outra.
Parece razoável supor que uma bioquímica será mais dinâmica em um ambiente mais quente, com mais energia disponível para gerar reações bioquímicas. Um ambiente tão dinâmico deve significar que os organismos podem crescer e se reproduzir (e, portanto, evoluir) muito mais rapidamente.
A água também tem as vantagens de:
• possuir fortes ligações de hidrogênio, o que gera uma forte tensão superficial (três vezes a da amônia líquida) - o que incentivaria a agregação de compostos prebióticos e o desenvolvimento de membranas;
• ser capaz de formar ligações não covalentes fracas com outros compostos - o que, por exemplo, suporta a estrutura tridimensional de proteínas na bioquímica da Terra; e
• ser capaz de se envolver em reações de transporte de elétrons (o principal método de produção de energia na bioquímica da Terra), doando um íon hidrogênio e seu elétron correspondente.
O fluoreto de hidrogênio (HF) tem sido sugerido como um solvente estável alternativo que também pode se envolver em reações de transporte de elétrons - com uma fase líquida entre -80 oC e 20 oC a 1 pressão atmosférica (terra, nível do mar). Essa é uma faixa de temperatura mais quente que os outros solventes que provavelmente são universalmente abundantes, além da água. No entanto, o flúor em si não é um elemento muito abundante e a HF, na presença de água, se transforma em ácido fluorídrico.
H2O S também pode ser usado para reações de transporte de elétrons - e é usado por algumas bactérias quimiossintéticas da Terra - mas, como fluido, existe apenas na faixa de temperatura relativamente estreita e fria de -90 oC a -60 oC a 1 atmosfera.
Esses pontos, pelo menos, sustentam que a água líquida é a base mais provável estatisticamente para o desenvolvimento de ecossistemas complexos capazes de sustentar uma vida inteligente. Embora outras bioquímicas baseadas em outros solventes sejam possíveis - elas parecem limitadas a ambientes frios e de baixa energia, onde a taxa de desenvolvimento da diversidade e evolução biológicas pode ser muito lenta.
A única exceção a esta regra pode ser ambientes de alta pressão que podem sustentar esses outros solventes na fase fluida a temperaturas mais altas (onde, de outra forma, existiriam como um gás a uma pressão de 1 atmosfera).
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