Varsayımsal biyokimya türleri

Titan'ın kuzey kutup bölgesinin yanlış renkli Cassini radar mozaiği; mavi alanlar sıvı hidrokarbon gölleridir. "Titan'da sıvı hidrokarbon göllerinin varlığı, biyosferimizdekilere alternatif olan ve Dünya'dakilerden tamamen farklı yeni yaşam formlarını destekleyebilecek çözücüler ve enerji kaynakları olasılığını ortaya çıkarıyor."—NASA Astrobiyoloji Yol Haritası 2008

Varsayımsal biyokimya türleri, bilimsel olarak geçerli olduğu kabul edilen ancak şu anda varlığı kanıtlanmayan biyokimya biçimleridir. Şu anda Dünya'da bilinen canlı organizma türlerinin tümü, temel yapısal ve metabolik işlevler için karbon bileşiklerini, çözücü olarak suyu ve formlarını tanımlamak ve kontrol etmek için DNA veya RNA'yı kullanır. Eğer diğer gezegenlerde veya uydularda yaşam varsa, kimyasal olarak benzer olabilir, ancak oldukça farklı kimyalara sahip organizmaların da olması mümkündür  – örneğin, diğer karbon bileşikleri sınıflarını, başka bir elementin bileşiklerini veya su yerine başka bir çözücü.

Yaşam formlarının "alternatif" biyokimyalara dayanma olasılığı, dünya dışı ortamlar ve çeşitli element ve bileşiklerin kimyasal davranışları hakkında bilinenlerden yola çıkılarak devam eden bir bilimsel tartışmanın konusudur. Sentetik biyolojinin ilgisini çekmektedir ve aynı zamanda bilim kurguda da yaygın bir konudur.

Silisyum elementi, karbona varsayımsal bir alternatif olarak çokça tartışıldı. Silikon periyodik tablodaki karbonla aynı gruptadır ve karbon gibi dört değerliklidir. Suyun varsayımsal alternatifleri arasında, su gibi kutupsal bir molekül olan ve kozmik açıdan bol miktarda bulunan amonyak vardır ve Titan'ın yüzeyinde sıvı halde bulunduğu bilinen metan ve etan gibi polar olmayan hidrokarbon çözücüler de mevcuttur.

Varsayımsal biyokimya türlerine genel bakış

Varsayımsal biyokimya türlerine genel bakış

Type	Basis	Brief description	Remarks
Alternative-chirality biomolecules	Alternative biochemistry	Mirror image biochemistry	Perhaps the least unusual alternative biochemistry would be one with differing chirality of its biomolecules. In known Earth-based life, amino acids are almost universally of the L form and sugars are of the D form. Molecules using D amino acids or L sugars are possible, though they would be incompatible with organisms using the opposing chirality molecules. Gram-positive bacteria incorporate D alanine into their Peptidoglycan layer, created through the actions of Racemases
Ammonia biochemistry	Non-water solvents	Ammonia-based life	Ammonia is relatively abundant in the universe and has chemical similarities to water. The possible role of liquid ammonia as an alternative solvent for life is an idea that goes back at least to 1954, when J. B. S. Haldane raised the topic at a symposium about life's origin.
Arsenic biochemistry	Alternative biochemistry	Arsenic-based life	Arsenic, which is chemically similar to phosphorus, while poisonous for most life forms on Earth, is incorporated into the biochemistry of some organisms.
Borane biochemistry (Organoboron chemistry)	Alternative biochemistry	Boranes-based life	Boranes are dangerously explosive in Earth's atmosphere, but would be more stable in a reducing environment. Boron, however, is exceedingly rare in the universe in comparison to its neighbours carbon, nitrogen, and oxygen. On the other hand, structures containing alternating boron and nitrogen atoms share some properties with hydrocarbons.
Cosmic necklace-based biology	Nonplanetary life	Non-chemical life	In 2020, Luis A. Anchordoqu and Eugene M. Chudnovsky hypothesized that life composed of magnetic semipoles connected by cosmic strings could evolve inside stars.
Dusty plasma-based biology	Nonplanetary life	Non-chemical life	In 2007, Vadim N. Tsytovich and colleagues proposed that lifelike behaviors could be exhibited by dust particles suspended in a plasma, under conditions that might exist in space.
Extremophiles	Alternative environment	Life in variable environments	It would be biochemically possible to sustain life in environments that are only periodically consistent with life as we know it.
Heteropoly acid biochemistry	Alternative biochemistry	Heteropoly acid-based life	Various metals can form complex structures with oxygen, such as heteropoly acids.
Hydrogen fluoride biochemistry	Non-water solvents	Hydrogen fluoride-based life	Hydrogen fluoride has been considered as a possible solvent for life by scientists such as Peter Sneath.
Hydrogen sulfide biochemistry	Non-water solvents	Hydrogen sulfide-based life	Hydrogen sulfide is a chemical analog of water, but is less polar and a weaker inorganic solvent.
Methane biochemistry (Azotosome)	Non-water solvents	Methane-based life	Methane (CH4) is relatively abundant in the solar system and the universe, and is known to exist in liquid form on Titan, the largest moon of Saturn. Though highly unlikely, it is considered to be possible for Titan to harbor life. If so, it will most likely be methane-based life.
Non-green photosynthesizers	Other speculations	Alternate plant life	Physicists have noted that, although photosynthesis on Earth generally involves green plants, a variety of other-colored plants could also support photosynthesis, essential for most life on Earth, and that other colors might be preferred in places that receive a different mix of stellar radiation than Earth. In particular, retinal is capable of, and has been observed to, perform photosynthesis. Bacteria capable of photosynthesis are known as microbial rhodopsins. A plant or creature that uses retinal photosynthesis is always purple.
Shadow biosphere	Alternative environment	A hidden life biosphere on Earth	A shadow biosphere is a hypothetical microbial biosphere of Earth that uses radically different biochemical and molecular processes than currently known life.
Silicon biochemistry (Organosilicon)	Alternative biochemistry	Silicon-based life	Like carbon, silicon can create molecules that are sufficiently large to carry biological information; however, the scope of possible silicon chemistry is far more limited than that of carbon.
Silicon dioxide biochemistry	Non-water solvents	Silicon dioxide-based life	Gerald Feinberg and Robert Shapiro have suggested that molten silicate rock could serve as a liquid medium for organisms with a chemistry based on silicon, oxygen, and other elements such as aluminium.
Sulfur biochemistry	Alternative biochemistry	Sulfur-based life	The biological use of sulfur as an alternative to carbon is purely hypothetical, especially because sulfur usually forms only linear chains rather than branched ones.
Alternative nucleic acids	Alternative biochemistry	Different genetic storage	Xeno nucleic acids (XNA) may possibly be used in place of RNA or DNA. XNA is the general term for a nucleic acid with an altered sugar backbone. Examples of XNA are TNA, which uses threose, HNA, which uses 1,5-anhydrohexitol, GNA, which uses glycol, CeNA, which uses cyclohexene, LNA, which utilizes a form of ribose that contains an extra linkage between its 4' carbon and 2' oxygen, FANA, which uses arabinose but with a single fluorine atom attached to its 2' carbon, and PNA, which uses, in place of sugar and phosphate, N-(2-aminoethyl)-glycine units connected by peptide bonds. In comparison, Hachimoji DNA changes the base pairs instead of the backbone. These new base pairs are P (2-Aminoimidazo[1,2a][1,3,5]triazin-4(1<i id="mw1g">H</i>)-one), Z (6-Amino-5-nitropyridin-2-one), B (Isoguanine), and S (rS = Isocytosine for RNA, dS = 1-Methylcytosine for DNA).

Gölge biyosferi

Ana madde: Shadow biosphere

Arecibo mesajı (1974), Dünya yaşamının temel kimyası hakkında uzaya bilgi göndermiştir.

Gölge biyosferi, şu anda bilinen yaşamdan tamamen farklı biyokimyasal ve moleküler süreçleri kullanan, Dünya'nın varsayımsal bir mikrobiyal biyosferidir. Her ne kadar Dünya üzerindeki yaşam nispeten iyi çalışılmış olsa da, mikrobiyal dünyanın keşfi öncelikle makro organizmaların biyokimyasını hedef aldığından, gölge biyosfer hala fark edilmeden kalabilir.

Alternatif kiralite biyomolekülleri

Belki de en az sıra dışı alternatif biyokimya, biyomoleküllerinin farklı kiralitesine sahip olanıdır. Bilinen Dünya temelli yaşamda, amino asitler evrensel olarak neredeyse L formundadır ve şekerler D formundadır. D amino asitleri veya L şekerlerini kullanan moleküller mümkün olabilir; Ancak böyle bir kiraliteye sahip moleküller, karşıt kiralite moleküllerini kullanan organizmalarla uyumsuz olacaktır. Dünya'da kiralitesi normun tersi olan amino asitler bulunur ve bu maddelerin genellikle normal kiraliteye sahip organizmaların çürümesinden kaynaklandığı düşünülür. Ancak fizikçi Paul Davies, bunların bazılarının "anti-kiral" yaşamın ürünleri olabileceğini öne sürüyor.

Ancak böyle bir biyokimyanın gerçekten yabancı olup olmadığı şüphelidir. Bu kesinlikle alternatif bir stereokimya olsa da, organizmaların büyük çoğunluğunda ezici bir çoğunlukla bir enantiyomerde bulunan moleküller, Archaea ve diğer alanların üyeleri arasındaki karşılaştırmalarda olduğu gibi farklı (genellikle bazal) organizmalarda başka bir enantiyomerde bulunabilir, [kaynak belirtilmeli] bu da alternatif bir stereokimyanın gerçekten yeni olup olmadığını açık bir konu haline getirir.