Сменить фон сайта
Новое - из глубины
Сайт Центра и Исследовательской Творческой Группы (ИТГ) «Солярис»
  (Облегчённая версия)
Страница загружена 18 Февраля 2019 года (понедельник) 18:03:22 
.
АКТУАЛЬНАЯ МЫСЛЬ: «Шахматы - это не развлечение, а сложная система со своими Законами»
.
Вход/регистрация
Войти

Регистрируясь на сайте,
Вы соглашаетесь
c Правилами участия в деятельности сайта Соляриса


Что даст вам регистрация на сайте?

  • Быстрый просмотр всех новых событий на сайте
  • Участие в дискуссиях на форуме Соляриса
  • Возможность добавлять материалы
  • Отправка сообщений другим пользователям
  • Вход на все сайты системы Ucoz без регистрации
  • И многое другое...

Зарегистрироваться!


Главное меню


Активность на сайте

Новое на сайте
 


Поиск по сайту

Наш опрос
Как называть "урезанную" версию сайта (ссылка у заголовка)
Всего ответов: 4

Важные даты
12 Апреля 2015Поздравляем с праздник... (2)
28 Сентября 2014112 лет со дня рождени... (0)
30 Августа 2014129 лет со дня полёта ... (0)




Общероссийский рейтинг школьных сайтов


.
Новостной материал

Категория: Новости науки
Опубликовал: Sol · Дата и время публикации: 10 Июня 2016 года (понедельник) 21:09:45
Просмотров: 398 · Комментариев: 2
Рейтинг по пятибалльной шкале: 5.0 (количество проголосовавших: 1)

Открыт возможный субстрат неуглеродной формы жизни



Профессор Сколтеха Артём Оганов совместно с коллегами из США и Китая показали, что такие нетипичные соединения (азотоводороды) как N8H N4H, N3H, N9H4, N2H, NH, NH2, N3H7, NH4 и NH5 оказываются стабильными при высоком давлении и демонстрируют ряд необычный свойств, делающих их возможным субстратом для неуглеродной формы жизни на таких планетах, как Уран и Нептун.

На рисунке - структуры N4H, N3H, N2H, NH, N9H4 (розовые - атомы водорода, синие и зелёные - азота). В розовых рамках - мономерные звенья.

Для своих исследований учёные применили эволюционный алгоритм USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography). Было обнаружено множество других соединений азота, существование которых ранее считалось невозможным. Разнообразие предсказанных веществ, их способность участвовать в реакциях, выделяющих энергию и способность служить информационной матрицей (аналогом ДНК) - указывают на то, что азотоводородная химия может являться основой жизни на других планетах, аналогично тому, как углеводородная химия является основой жизни на Земле.


Артём Оганов, руководитель лаборатории компьютерного дизайна материалов МФТИ, профессор Нью-Йоркского университета Стоуни-Брук и Сколковского института науки и технологий (Сколтех).

«Получается, что азотоводороды химически более разнообразны, чем углеводороды - а это открывает перспективы существования производных от азотоводородов соединений, более разнообразных и многочисленных, чем органические соединения. Можно даже задуматься о том, возможна ли жизнь, построенная не на углеродной (органической), а азотной химии - тем более, что огромные количества азота и водорода, вместе с другими элементами, существуют под давлением в недрах планет Нептуна и Урана», - рассказывает профессор Оганов.

До сих пор большинством учёных считается, что жизнь во Вселенной возможна только на основе соединений углерода, как наиболее подходящих для самовоспроизводства и эволюции по следующим критериям.
1) Необходимо большое количество химических соединений, состоящих в основном из ограниченного числа химических элементов. В случае органической химии это углерод, водород, азот, кислород, сера. Причём число подобных соединений огромно.
2) Эти соединения должны быть термодинамически стабильными или, хотя бы, метастабильными, то есть время их жизни должно быть достаточно продолжительным для осуществления различных биохимических реакций.
3) Должны существовать реакции для извлечения энергии из окружающей среды, а также её накопления и высвобождения.
4) Для самовоспроизводимости жизни требуется механизм наследственности, носителем информации в котором выступает крупная апериодическая молекула. Для известных нам форм жизни это - молекула ДНК.
5) Все эти вещества должны находиться в жидком состоянии, чтобы обеспечить достаточную скорость реакций метаболизма (обмена веществ) за счёт диффузии.

В случае с углеродом все эти условия выполняются. Тем не менее, в своё время известный астроном и популяризатор науки Карл Саган назвал представления о единственности углеродного субстрата жизни во Вселенной углеродным шовинизмом. При этом, сам он, в качестве наиболее вероятной альтернативной основы жизни, рассматривал, в первую очередь, кремний.

С кремнием, правда, дело обстоит далеко не так радужно. Кремнийорганические молекулы могут быть достаточно длинными, чтобы нести наследственную информацию, но их многообразие слишком бедно по сравнению с углеродной органикой - из-за большего размера атомов кремний с трудом образует двойные связи, что сильно ограничивает возможности присоединения различных функциональных групп. Кроме того, предельные кремнийводороды - силаны - и вовсе нестабильны. Конечно, существуют и стабильные соединения, такие как силикаты, но большинство из них - твёрдые при нормальных условиях вещества.

С другими элементами, такими как бор или сера, дело обстоит ещё печальнее: борорганика и высокомолекулярные соединения серы крайне нестабильны, а их разнообразие слишком бедно, чтобы обеспечить жизнь всеми необходимыми условиями.

Исследования группы Артёма Оганова открывают совершенно неожиданные возможности в плане существования неуглеродной основы жизни.
«Азотоводороды могут образовывать длинные полимерные цепи и даже двухмерные листы, - объясняет Артём. - Сейчас мы изучаем свойства подобных систем с участием кислорода, потом добавим к рассмотрению в наших моделях углерод и серу, а это, возможно, откроет путь к азотным аналогам углеродных белков, пусть для начала и самых простых, без активных центров и сложной структуры. Вопрос об источниках энергии для жизни, основанной на азоте, пока остаётся открытым, хотя это вполне могут быть какие-то пока неизвестные нам окислительно-восстановительные реакции, идущие в условиях высоких давлений. В реальности такие условия могут существовать в недрах планет-гигантов типа Урана или Нептуна, хотя температуры там слишком высоки. Но пока мы не знаем точно, какие реакции могут там происходить и какие из них важны для жизни, поэтому не можем достаточно точно оценить необходимый температурный диапазон».

Уран и Нептун окутаны атмосферой, состоящей из водорода, гелия и метана, и, по-видимому, имеют силикатно-железо-никелевое ядро. А между ядром и атмосферой находится мантия, состоящая из горячей жидкости - смесь воды, аммиака и метана.



Именно в этой жидкости, содержащейся в мантии при нужных давлениях на соответствующих глубинах может происходить предсказанный группой Артёма Оганова распад аммиака и образование экзотических азотоводородов, а также более сложных соединений, включающих кислород, углерод и серу. Нептун к тому же обладает внутренним источником тепла, природа которого до сих пор точно не выяснена (предполагается, что это радиогенный, химический или гравитационный нагрев). Это позволяет значительно расширить «зону обитаемости» вокруг нашей (или другой) звезды далеко за пределы, доступные для нашей углеродной жизни.

Условия обитания живых существ на основе азотных соединений могут показаться чрезвычайно экзотичными. Но достаточно вспомнить тот факт, что распространённость планет-гигантов в звёздных системах, как минимум, не меньшая, чем каменистых земплеподобных планет. А это означает, что во Вселенной именно наша, углеродная жизнь может оказаться экзотикой.


Источники:
http://www.skoltech.ru/2016/05/uchenye-otkryli-himiyu-azotovodorodov-pod-davleniem/
http://www.popmech.ru/science/58460-neuglerodnye-formy-zhizni-kremniy-ili-azot/

Комментарии
 
1 Администратор   (15 Июня 2016 16:30:58)
Интересное интервью Артема Оганова телеканалу Царьград, правда по другой, но не менее интересной проблеме, можно посмотреть по ссылке ниже:

http://itgsol.ucoz.com/news....-06-552

0
2 AllSol   (17 Июня 2016 19:18:20)
Какие возможности открываются!

Имя *:
Email:
Все смайлы
Код *:

Все права принадлежат Исследовательской Творческой Группе «Солярис» © 2003-2019 гг. н.э.
Сайт создан в системе uCoz Сайт создан в системе uCoz-->