Współczesne badania biochemiczne nie znajdują podstaw do przypuszczeń, że amoniak mniej nadaje się na płyn ustrojowy aniżeli woda. Zdaniem wybitnego autorytetu egzobiologii, radzieckiego astronoma J.S. Szkłowskiego — „w oparciu o amoniak można zbudować analogony «zwykłych» aminokwasów, a następnie dowolnie złożone odpowiedniki wszystkich możliwych związków białkowych”. Dalej Szkłowski stwierdza bez niedomówień: „Zupełnie prawdopodobne jest występowanie «amoniakalnych» analogonów kwasów nukleinowych, puryn i pirydyn. Całkiem możliwe są też «amoniakalne» analogony DNA i RNA z właściwym dla nich kodem dziedziczności.” („Wszechświat, życie, myśl”, PWN 1965, str. 241). Woda tylko dlatego wydaje się nam sposobniejsza do tej roli — bo życie „wodne” znamy, „amoniakalne” zaś pozostanie hipotezą do czasu odkrycia go na Jowiszu lub gdzie indziej.
W środowisku amoniakalnym, odpowiednikiem utleniania jest przyłączanie jonów azotowych lub azotowo-wodorowych, a końcowym produktem przemiany materii — amoniak i cyjan (zamiast wody i dwutlenku węgla). A więc organizmy amoniakalne, o ile istnieją — piją amoniak i oddychają azotem. Reakcje życiowe bynajmniej nie muszą się opierać na spalaniu tlenu.
Tlen i azot decydują o polarności cząsteczki białka. Stąd przewaga azotu w „białku amoniakalnym” niczego nie zmienia: pozostaje ono w dalszym ciągu polarne i rozpuszcza się w amoniaku.
Schodząc niżej po szczeblach zimna, kandydatem na płyn ustrojowy jest metan, a dolnym kresem wszelkich możliwości — wodór.
Rozważania o życiu w metanie lub wodorze już na początku natrafiają na zasadniczą trudność: obie te ciecze są niepolarne.
W kręgu znanych nam substancji, odgrywających istotną rolę w ciele zwierząt i roślin, niepolarne są lipidy. Czy one mogą stanowić fundamentalny budulec żyjących układów, zastępując białka i kwasy nukleinowe? Wydaje się, że tak. Dysponujemy empirycznym dowodem, że w pewnych wypadkach osiągają wyjątkową złożoność: w ludzkim mózgu występują tłuszczowe cząsteczki-olbrzymy, których rola dotąd nie została wyjaśniona.
Ta szansa jest zasługą zawartości atomów węgla, zawsze skorych do tworzenia dowolnie długich łańcuchów. Póki nie stwierdzimy, że gdzieś w Kosmosie kwitnie życie oparte na innym pierwiastku, mamy prawo nazywać węgiel jedynym swoistym „eliksirem życia”. To nie jest ciasny krąg możliwości: umiejętność łączenia się atomów węgla z innymi atomami w skomplikowane związki organiczne sprawia, że białka, jakie znamy, są zapewne tylko jednym z wariantów — próbka dostosowaną do fizykochemicznych warunków planet typu Ziemi.
Dosięgliśmy prawie dna zimna. Nawet w tak szokującym otoczeniu, o życiu mogą decydować substancje zupełnie swojskie, zbliżone do znanych nam tłuszczów.
W miarę tego, jak przenosimy się w strefy gorąca — portret zatraca znajome rysy. To dlatego, że koloidy ziemskich organizmów ulegają szybkiemu rozpadowi już we wrzącej wodzie.
Umówiliśmy się w tych rozważaniach, by ograniczyć poszukiwania form życia do związków węgla. Trzeba pomyśleć, jakie kombinacje jego atomów z innymi pierwiastkami dadzą struktury dostatecznie trwałe w wysokich temperaturach, by nie ulec zniszczeniu, zarazem wystarczająco nietrwałe dla nieustannego przebiegu metabolizmu.
Na globach gorących związki wodoru musiały się rozpaść, a on sam ulotnić w przestrzenie międzyplanetarne. Tymczasem zastąpienie wodoru natrafia na poważną trudność: jego atom jest najmniejszy ze wszystkich. To sprawia, że każdy łańcuch węglowy, dowolnie skomplikowany, może się ciasno otoczyć atomami wodoru.
Temu zadaniu podoła jeszcze tylko jeden pierwiastek: fluor. Od dawna o tym wiedziano, ale w tamtych czasach egzobiologią (jeszcze bezimienną) zarządzali fantaści, a uczeni niechętnie eksperymentowali z fluorem, gdyż odstręczała jego wybuchowa aktywność. Chemie fluoru opracowano dopiero podczas drugiej wojny światowej w związku z badaniami nad sześciofluorkiem uranu, nieodzownym przy produkcji bomb atomowych.
Wtedy poznano grupę węglofluorów pod wieloma względami przypominających węglowodory. Daleko im do przejawiania „elastyczności” i uniwersalności białek. Nie wynika to z „gorszych” właściwości fluoru, tylko z zadań, jakie chemia fluoroorganiczna stawia przed sobą. Podobne do nich takie związki wodoroorganiczne jak polietylen czy polistyren także nie naprowadziłyby przybyszów z obcych nam warunków biochemicznych na myśl, że istnieją połączenia węgla z wodorem przydatne dla konstruowania żywych organizmów.
Fluoroproteiny (tak chyba nazwiemy dotąd nie poznane „białka fluorowe”) w ziemskich temperaturach przejawiałyby znikomą aktywność. Natomiast na planetach typu Wenus przypuszczalnie byłyby zdolne podtrzymywać procesy życiowe nie gorzej niż białka w naszym kręgu biosferycznym.
Inną możliwością jest wprzęgnięcie w służbę „gorącego” życia atomów krzemu. Jak wspomniałem, przed kilkunastu laty modne było fantazjowanie o krzemoorganicznych potworach z Merkurego (wtedy Wenus wydawała się dla nich zbyt zimna). „Białko krzemowe” na ogół wyobrażano sobie jako wielkocząsteczkowe związki, w których węgiel został zastąpiony krzemem.
Ponieważ krzem jest czterowartościowy (tak samo jak węgiel), rzeczywiście łączy się on z wodorem dając silany, które tworzą długie łańcuchy w obrębie skał i znoszą temperaturę czerwonego żaru. Atomy krzemu występują tam na przemian z atomami tlenu i są obudowane ze wszystkich stron atomami wodoru. Jednak te związki wydają się mieć strukturę za mało subtelną, aby ewoluując w jakichkolwiek warunkach zdołały osiągnąć szczebel życia.
Warto rozważyć efekt zastąpienia atomami krzemu dwóch spośród czterech obecnych w tym łańcuchu atomów tlenu, z przyczepionymi tak samo atomami wodoru: otrzymamy silikony, odgrywające coraz donioślejszą rolę w przemyśle tworzyw sztucznych.
Właśnie tu można poszukiwać wielkiej szansy krzemu. Wydaje się, że na planetach gorących silikony, raz powstałe, w ciągu miliardów lat potrafią tak skomplikować swoją budowę, aby spełnić rolę, jaka na Ziemi przypadła białku. Jeśli krzem jest gdzieś we Wszechświecie budulcem życia, to chyba nie zamiast węgla, lecz w połączeniu z nim.
Nasuwa się jeszcze inny obraz. A gdyby wprowadzić pewną korekturę: atomy wodoru zastąpić atomami fluoru? Przyroda mogła zrealizować takie zadanie. Jest ono logiczne z dwóch względów: w klimacie gorących światów brakuje wodoru, a ponadto fluor daje większą plastyczność takim strukturom.
Pominęliśmy dotąd sprawę płynu ustrojowego domniemanych organizmów węglofluorowych, silikonowych bądź fluorosilikonowych. W czym to gorące życie się kąpie — dosłownie i w przenośni?
Wśród cieczy pasujących do węglofluorowych koloidów, na pierwszy plan wysuwa się siarka. Aktywna, w ilościach śladowych wchodząca w skład ziemskich organizmów, może być tłem życia tam, gdzie poprzednio omówione ciecze zamieniły się w gaz. Płynna już nieznacznie powyżej punktu wrzenia wody — pozostaje nią w trzystustopniowym przedziale rozpiętości, mogąc towarzyszyć takim roztopionym metalom, jak ołów i cynk. W skwarze planet typu Wenus powinna być jednym z dominujących pierwiastków. Na pospolitość siarki we Wszechświecie wskazuje jej udział w meteorytach: np. chondryty węglowe zawierają przeważnie od 6 do 14 % siarczku żelaza, a jest tam także siarka w stanie wolnym oraz związana w postaci siarczanów i węglowodorów.
Struktury silikonowe bądź fluorosilikonowe — w których również siarka musi występować w pokaźnych ilościach mogą pływać w olejach krzemoorganicznych o własnościach odpowiednich dla życia bytującego w wysokich temperaturach, nawet przekraczających punkt wrzenia siarki (445 °C). Czy dotarliśmy do kresu temperatur dogodnych dla rozwoju życia? Chyba nie. Jednak sięgając wzwyż, tracimy mocny grunt pod stopami. Rozważania stają się coraz bardziej niepewne, drogi wyboru coraz mniej jednoznaczne, widnokrąg rozszerza się i przesłania go mgła fantazji. Możemy być przekonani, że jeśli istnieje gdziekolwiek życie w temperaturze 255 stopni mrozu — to pływa ono w wodorze; w naszych warunkach prawie na pewno jedyną jego szansę stanowią białka zanurzone w wodzie. Natomiast, o ile jakieś istoty bytują w 600 stopniach upału, możliwości jest wiele i wszystkie wydają się nam mocno wątpliwe — zapewne dlatego, że dotychczas nie przeprowadza się odpowiednich badań laboratoryjnych. Byłyby to w ścisłym znaczeniu eksperymenty egzobiochemiczne, a ta gałąź wiedzy dopiero oczekuje swoich narodzin.