הצגת המקור של הדף "ביוכימיה אלטרנטיבית"

'''סוגים היפותטיים של ביוכימיה''' או '''ביוכימיה אלטרנטיבית''' היא [[תאוריה]] על צורות [[ביוכימיה]] של [[אורגניזם|אורגניזמים]] שאינם מבוססי [[פחמן]] או [[מים]].

כל צורות ה[[חיים]] המוכרים לנו ב[[כדור הארץ]] [[רבייה|מתרבים]], בעלי [[חילוף חומרים]] ומבוססים על [[פחמן]] ועל [[מים]]. [[חיים מחוץ לכדור הארץ|אורגניזמים מחוץ לכדור הארץ]] יכולים להיות שונים כימית באופן מהותי, החומרים המרכיבים את גופם עשויים להיות שונים והתהליכים הפנימיים מתבססים על תגובות כימיות שונות מאלו שמוכרים לנו בכדור הארץ. האפשרויות המרכזיות שהמדע רואה כסבירות הן חיים על פני [[אקזופלנטה]] או ירח בעל [[מתכתיות]] גבוהה יחסית, שכן תנאי הכרחי לחיים הוא קיום [[מולקולה|מולקולות]].
אפשרות של [[חיים מחוץ לכדור הארץ]] שהביוכימיה שלהם שונה מופעים בעיקר בסיפורי [[מדע בדיוני]] או בסרטים, כגון [[מלחמת הכוכבים]] או [[מסע בין כוכבים]].

== צורן במקום פחמן ==
[[קובץ:Silane.png|ממוזער|סילאן (Silane), מולקולה דומה ל[[מתאן]] שבה מוחלף הפחמן בצורן]]
[[צורן]] או [[סיליקה]] מתאים להחליף את ה[[פחמן]] בשל תכונות כימיות דומות (יחד בקבוצה ב[[טבלה מחזורית]], "קבוצת הפחמן"). כמו פחמן, [[צורן]] יכול ליצור [[מולקולה|מולקולות]] שיכולות לשאת בהן מידע ביולוגי.{{הערה|http://www.pnas.org/content/98/3/805.full.pdf}}

אך גם ל[[צורן]] יש חסרונות. הצורן שלא כמו הפחמן, לא יכול ליצור קשרים כימיים המפעילים [[חילוף חומרים]]. ה[[פחמן]] יכול להתחבר ל[[אטום|אטומים]] אחרים כמו [[מימן]], [[חנקן]] ו[[אבץ]], לעומת זאת ל[[צורן]] יש מעט [[אינטראקציה]] עם [[חומרים]] אחרים.{{הערה|http://www.pnas.org/content/98/3/805.full.pdf}}

== כלור כתחליף לחמצן==
[[כלור]] יכול להחליף את ה[[חמצן]] בתור מחמצן המספק [[אנרגיה]] [[ביולוגיה|ביולוגית]] ל[[אורגניזם]] מבוססי [[פחמן]] או לא, אך הקושי ברעיון זה ש[[חמצן]] נפוץ יותר מ[[כלור]], ולכן [[כוכב לכת]] בעל רמות גבוהות של כלור שיכול לכלכל אורגניזמים ב[[אטמוספירה]] סביר פחות מכוכב לכת עשיר בחמצן. בכדור הארץ, [[כלור]] נפוץ בדרך כלל ב[[מינרלים]] וב[[תרכובת|תרכובות]] מסוימות.

== החלפת זרחן בארסן ==
[[ארסן]] דומה באופן כימי ל[[זרחן]], אך הוא [[רעל|רעיל]] לרוב היצורים החיים בכדור הארץ. הוא שולב ב[[ביוכימיה]] בכמה [[אורגניזם|אורגניזמים]] לדוגמה [[אצות]] ימיות המורכבות מחומרים אורגנים מ־[[arsenosugars]] ו־[[arsenobetaines]] וגם [[חיידקים|בקטריות]] כגון [[Chrysiogenes arsenatis]] יכולות לשלב [[ארסן]] לחומרים אורגניים אחרים.

מדענים משערים שבתקופות קדומות יותר, [[חיידקים]] השתמשו ב[[ארסן]] בתור עמוד השדרה של ה[[דנ"א]] שלהם.{{הערה|http://www.newscientist.com/article/mg19826533.600-early-life-could-have-relied-on-arsenic-dna.html}}
התנגדות לתרחיש זה שבשימוש ב[[ארסן]] פחות יציב מהשימוש בזרחן, כך שמתקבל שה[[ארסן]] אינו מתאים לתפקיד זה.{{הערה|http://academic.evergreen.edu/curricular/m2o2006/seminar/westheimer.pdf}}

==סלניום או טלור כמחליפים לגופרית==
[[קובץ:L-selenocysteine-2D-skeletal.png|ממוזער|[[סלנוציסטאין]], [[חומצת אמינו]] הדומה ל[[ציסטאין]] אך [[סלניום]] מופיע במקום [[גופרית]]]]
ידוע שבכמה אורגניזמים יש שימוש ב[[סלניום]] במקום ב[[גופרית]] בתור מרכיב לחומצות האמינו [[מתיונין]] ו[[ציסטאין]] (סלנו-מתיונין וסלנו-ציסטאין) ובכמה [[פטריות]] יש שימוש ב[[טלור]] בתפקוד דומה לגופרית. מקובל להשתמש ב[[סלנומתיונין]] בתוך מצע המזון (מדיה) שנותנים לחיידקים מותמרים ([[הנדסה גנטית|מהונדסים גנטית]]) בניסויים שבהם נעשה שימוש ב[[קריסטלוגרפיה בקרני רנטגן]].

== חיים לא מבוססי מים==
כדומה לתרכובות [[פחמן]], כל החיים הידועים כיום דורשים [[מים]] כממסים. זה הוביל לדיון על השאלה אם אפשר ש[[נוזלים]] אחרים יכולים לשמש בתפקיד דומה למים. אפשר שצורת חיים יכולה להתקיים בחומרים נוזלים כ[[חומצה גופריתית]], [[מימן]] או [[חנקן]] נוזלי, פחמימנים ו[[מתאן]] נוזלי כפי שאמר הביוכימאי [[סטיבן בנר]].{{הערה|1=http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=11919&page=R10}}

[[קרל סייגן]] תיאר שחיים יכולים להתקיים גם ללא [[מים]], כך ש[[חומצה הידרופלואורית]] או [[אמוניה]] יכולים לשמש בתור חלופה למים.

===מתאן כחלופה למים===
בירח [[טיטאן (ירח)|טיטאן]] יש אגמים של [[מתאן]], שיכולים לשמש כ[[ממס]] על פני טווח רחב של טמפרטורות, למרות שמתאן אינו [[קוטביות (כימיה)|קוטבי]] כמו מים. יש ויכוח על יעילות ה[[מתאן]] לעומת [[מים]] או [[אמוניה]].{{הערה|1=http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=11919&page=74}} מים הם [[ממס]] חזק יותר ממתאן המאפשרים הובלה קלה יותר של [[חומר]]ים לתא,{{הערה|1=http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2010-190}} עם זאת, [[מים]] מגיבים יותר בקלות עם חומרים, כך שהם יכולים להרוס ולשבור [[מולקולה|מולקולות]] אורגניות גדולות בתהליך [[הידרוליזה]].{{הערה|1=http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=11919&page=74}} חיים שתלויים ב[[ממס]] זה לא ייקחו סיכון לשבירת מולקולות אורגניות בדרך זו.{{הערה|1=http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=11919&page=74}}

==גורמים ביוכימיים אחרים==
===פעולת פוטוסינתזה ללא צבע ירוק===
פיזיקאים ציינו כי, בעוד [[פוטוסינתזה]] על פני [[כדור הארץ]] כרוכה בדרך כלל ב[[צומח|צמחים]] ירוקים, מגוון רחב של צמחים צבעוניים יכולים לתמוך בתהליך החיוני עבור רוב בעלי החיים על פני כדור הארץ. בעוד ש[[צבע]]ים אחרים עשויים להיות מועדפים במקומות שבהם [[קרינה]] מה[[כוכבים]] שונה מ[[כדור הארץ]].{{הערה|http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2007/spectrum_plants.html}}
מחקרים מצביעים שצמחים פוטוסינתטיים כחולים סבירים (בגלל אור הכחול הנספג באטמוספירה). אך גם יכולים להיות צמחים אדומים או צהובים היכולים לקיים תהליך פוטוסינתזה.

הצמחים הראשונים שהיו על פני כדור הארץ היו אולי בצבע קצת שונה מהיום, מכיוון שב[[תקופה]] הגאולוגית הראשונה שהיו צמחים, [[השמש]] הייתה פחות בהירה, והסינון של ה[[אור]] היה שונה בגלל הרכב ה[[אטמוספירה]].

[[שחור]] הוא צבע אופטימלי להמרת כל האור לאנרגיה בצורה יעילה ככל האפשר, ואחת השאלות המעניינות בהקשר זה היא מדוע הצמחים אינם שחורים.

===אטמוספירות אלטרנטיביות===
הגזים שיש ב[[אטמוספירה]] על פני כדור הארץ השתנו בהיסטוריה הארוכה של האטמוספירה, ה[[פוטוסינתזה]] שינתה את האטמוספירה בירידה ב[[פחמן דו-חמצני]], הגדלה חלקה יחסית של חמצן מולקולרי והשתתפות ב[[מחזור החנקן]]. החיים של האורגניזמים המודרניים היו בלתי אפשריים עד להתרחשות [[אסון החמצן]]

שינויים בהרכב הכימי של האטמוספירה משפיעים רבות על ה[[ביוכימיה]] וה[[מורפולוגיה (ביולוגיה)|מורפולוגיה]] של החיים. לדוגמה, כאשר כמות ה[[חמצן]] באטמוספירה הייתה גדולה מהיום, בעלי חיים היו יותר גדולים, ולהפך. תיעוד לכך ניתן למצוא בליבות קרחונים [[מאובנים]].
{{הערה|http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/309/5744/2202}}

== ראו גם ==
* [[חיים מחוץ לכדור הארץ]]
* [[ביוכימיה]]
* [[חוצנים]]
* [[אסטרוביולוגיה]]
*[[אקסטרמופילים]] - חיידקים על כדור הארץ שמתפקדים בסביבות קיצוניות, בעלי ביוכימיה שונה אך כן מבוססת פחמן ומים.

==קישורים חיצוניים==
{{מיזמים|ויקימילון=ביוכימיה אלטרנטיבית}}
* {{דוידסון|ד"ר ארז גרטי|חיים מבוססי ארסן? כנראה שלא...|maagarmada/life_sci/חיים-מבוססי-ארסן-כנראה-שלא|15 באוקטובר 2012}}
* {{דוידסון|יבשם עזגד|חיים שלא מהעולם הזה|maagarmada/life_sci/חיים-שלא-מהעולם-הזה|1 ביולי 2011}}
{{-}}

==הערות שוליים==
{{הערות שוליים|יישור=שמאל}}

[[קטגוריה:ביוכימיה]]
[[קטגוריה:ביולוגיה מולקולרית]]
[[קטגוריה:אסטרוביולוגיה]]