Кремниевая жизнь
 | TV Tropes Для англоязычных и желающих ещё глубже ознакомиться с темой в проекте TV Tropes есть статья Silicon-Based Life. Вы также можете помочь нашему проекту и перенести ценную информацию оттуда в эту статью. |
Иногда в фантастике можно встретить пришельцев, у которых в организме углерод заменён кремнием. В твёрдой научной фантастике это объясняют тем, что углерод и кремний входят в одну и ту же группу периодической таблицы химических элементов, в результате чего имеют схожие свойства.
Биохимия на основе кремния крайне отличается от углеродной, в результате чего вы не можете просто заменить углерод в атомах на кремний. Кремний, в отличие от углерода, очень близок по электроотрицательности к водороду, из-за чего связь Si-H не подвержена гетеролитическим реакциям. Силаны (кремневодороды) по сравнению с углеводородами отличаются низкой энергией связи Si-Si и потому легко окисляются и распадаются, так что в качестве биополимеров эти соединения и их производные не годятся. Зато силоксаны (соединения с цепочками (-SiH2-O-)n и их производные) гораздо устойчивее. Но каким путём кремний будет попадать из окружающей среды в автотрофный организм? Молекулы с кремнием в высшей степени окисления обычно не особо активны[1], но имеют более высокую температуру плавления и разложения, при приближении к которой их можно неплохо «расшевелить». При н. у. диоксид углерода — газ, а кремния — твёрдое вещество (с кристаллической или аморфной структурой). Более того, на Земле в целом углерод встречается намного реже, чем кремний: из диоксида (кремнезёма) и солей кремниевой кислоты (силикатов) состоит 87 % массы литосферы, в том числе из кварца (разновидности кремнезёма) — более 60 %. А это и обыкновенный песочек, щебень и галька, и многочисленные полу- и драгоценные камни. На это следует возразить, что все эти минералы, представляющие собой в основном оксиды, как раз ценная пища для хемотрофов[2]. Ну то есть шансов на то, что из еды получится едок — примерно как из подсолнуха кабан. Возможно, если жизнь на основе кремния была возможна, то появилась бы именно она? Или ей на Земле не хватило температуры, а и даже на жаркой Венере холодновато? Должно быть хтоническая CoRoT-7 b с дождями из расплавленного кремния — в самый раз!
Примеры[править]
Литература[править]
- Анатолий Днепров, «Глиняный бог» — герр доктор Грабер тайно создал кремнийорганических суперсолдат с промытыми мозгами.
- В произведения Айзека Азимова встречаются таковые. Живут на астероидах за счёт радиолиза (разложения под действием ионизирующих излучений) от радиоактивных элементов.
- Стенли Вейнбаум «Искатель» — строитель пирамидок.
- Трилогия «Лорд с планеты Земля» Лукьяненко — клэнийцы человекообразны, но они таки сабж. Просто их люди создали.
- Не совсем так — они скорее люди-плюс, и кремнийорганическая часть относится к «плюсу».
- Его же «Линия грёз» (по вселенной нижеупомянутого Master of Orion) — те самые силикоиды. О кремнийорганике (и биологии в привычном понимании) речи не идёт, силикоиды представляют собой монолиты из мыслящего и электромагнитно-активного камня, способного генерировать силовые поля для перемещения и манипуляции предметами. По характеру ожидаемо флегматичны, очень серьёзно относятся к вопросу баланса и равновесия сил, как в мелочах, так и в глобальной галактической политике.
- Иван Ефремов, «Звёздные корабли» — в составе найденного палеонтологической экспедицией черепа инопланетянина преобладал кремний, что объяснили иным ходом геологических процессов и естественного отбора на родной планете пришельцев.
- Александр Мееров, «Сиреневый кристалл» — прилетевшие на метеорите биосилициты как они есть. На самом деле они компоненты самовоспроизводящегося инопланетного зонда, потерпевшего аварию при посадке, поэтому только поначалу ведут себя как безмозглая биомасса.
- «Плоский мир» — тролли же! Состоят из так называемого «метаморфорического камня». Редкий случай использования тропа не в фантастике, а в фэнтези — биохимия троллей тут проработана очень подробно, что позволяет занести сюда этот пример, в отличие от множества прочих фэнтезийных произведений, где живому камню не даётся никакого обоснуя, кроме «магии».
- «Приговорённый к Призме», Алан Дин Фостер. Целая планета такой жизни! Причём много разумных существ, и «биохимия» там развита на зависть землянам-техникам.
- «Контакт на Ленжевене», Анатолий Константинов. Земляне, прилетев на планету, нашли на ней только статуи…
- Дмитрий Мансуров, «Кащей Бессмертный». Парамир кремнитов — родина антигравов и молодильных яблок.
- Стихотворение Элен Нийт «Сказка о каменном коpоле».
- «Архимаг» — Султан Земли, зверобог-силикоид. Подчёркивается, что несмотря на внешнее сходство с големом или элементалем, Султан не является ни тем, ни другим. Это именно живое существо, в чьей биологии кремний соседствует с углеродом (мозг у него, например, наполовину состоит из алмаза). Хотя достоверно неизвестно, было бы такое существо жизнеспособно без поддержки божественного начала.
- Вид на жительство Светланы Прокопчик — живые камни. Попали на землю нелегально, известны в основном митингами, терактами и особым пением в ветреную погоду. Могут управлять температурой своего тела и взрываться по желанию.
Кино[править]
- «Звёздные Войны» — гигантское существо, которое было в V эпизоде на астероиде (астероидный слизень), по официальным данным из расширенной вселенной состоит из кремния.
- Также были шарды — кремниевые существа, чувствительные к Силе, которая использовала корпуса дроидов как оболочки.
- «Monolith Monsters» — гигантские инопланетные кристаллы, которые пьют воду, плодятся быстрее кроликов и растут до размеров небоскрёбов, благо хоть сами двигаться не умеют.
- «Эволюция» — инопланетные организмы, эволюционирующие с огромной скоростью при нагревании, являются кремниевой жизнью. И для них селен является ядом так же, как для нас мышьяк.
Телесериалы[править]
- «Секретные материалы» — одна из серий крутится вокруг паразитической формы жизни, найденной в жерле вулкана. Живёт в людях, а как только достигает нужной стадии — разрывает горло и выбрасывает споры.
- «Звёздный путь» — сразу оптом, около десятка различных рас на основе кремния разных форм и размеров.
- «Звёздные врата: SG-1» — кристаллы-метаморфы, одни из жертв гоаулдов.
- «Сиквест» (он же «Подводная одиссея») — здешние инопланетяне именно таковы. Мало того, в сериале предполагается, что люди тоже когда-то до этого доэволюционируют.
- А когда «Сиквестом» (вернее, кое-кем из его пассажиров) заинтересовался лично Посейдон, морякам хватило крипоты с явлениями призрачного коня в коридорах и каютах (лошадь — один из любимых обликов Посейдона). Так вот, в итоге выяснилось, что призрак состоял не из какой-то эктоплазмы, а из облака мраморной пыли. Вполне себе кремниевая форма жизни.
Мультсериалы[править]
- «Вселенная Стивена» — инопланетяне состоят в основном из твёрдого света, а в качестве «голопроектора» служит их самоцвет.
Комиксы[править]
- «Черепашки-ниндзя»: триасты — искусственно созданная раса. Хотя внешне и по строению они похожи на роботов, это живые, разумные и одушевлённые создания.
Манга[править]
- JoJo's Bizarre Adventure — вероятно, что раса «каменные люди» из 8-ой части (которая выходит до сих пор) являются сабжем статьи.
Видеоигры[править]
- Master of Orion — раса силикоидов как таковая. Что выражается, например, в их наплевательском отношение к наличию углеродной биосферы на планете: им сойдёт и просто булыжник.
- XCOM: Enemy Unknown — по лору такими являются кибердиски, однако органических компонентов в них осталось совсем немного.
- В самом первом X-COM 1993 года Силикоиды тоже присутствуют.
- Морские титаны — ещё одни Силикоиды. Правда, что конкретно они собой представляют — не уточняется.
- Stellaris — литоиды, добавляемые отдельным DLC вместе со своими каменными кораблями. Что забавно, могут проживать с органиками в одной среде и даже начинать игру вместе с ними на одной планете.
Веб-контент[править]
- SCP Foundation — только навскидку: 227, 229, 440, 507, 553, 1073, 1107, 2622, 2978 и 3429-J. В самом разнообразном виде, от гуманоидов до живых астероидов на задворках Солнечной системы.
Примеры кремнийорганических[править]
Кино[править]
- «Чужой» — судя по тому, что чужие заменяют свои внешние ткани полимеризиванным кремнием, они имеют кремнийорганический метаболизм.
Реальная жизнь[править]
- Радиолярии и Стеклянные губки, как и все земные организмы, функционируют на углеводной основе, но используют кремний в своём метаболизме: скелет они формируют из него, а не кальция.
(link)
Анализ данных об эволюции жизни на Земле и в космосе в принципе дал достаточно много оснований, чтобы утверждать, что на кремниевой основе способна влачить жалкое существование исключительно примитивная жизнь. В основном, по причине невозможности построения сложных конструкций из кремния. В отличие от углеродных «кирпичиков» для строения клетки, которые способны появляться даже в космосе под влиянием космических лучей, для образования чего-то подобного из кремния естественных условий найдено не было. Исследования Венеры смогли бы дать более точные результаты.
Прочие[править]
(link)
«Гибриды»Очень редко, но всё же используется жизнь не только на основе кремния или углерода, но также и каких-то других элементов.
На рубеже 1980-90-х была популярна теория об азотоорганической жизни. Заменяем радикалы СН- на N-, CH2- на NH-, CH3- на NH2-, и/или O- на NH-, вместо воды основой жизни становится аммиак (NH3), а вместо кислорода для дыхания потребуется азот. Всё это есть на Титане, спутнике Сатурна, и вдобавок физические условия там близки к тройной точке аммиака. Однако проблема в том, что азот и так весьма инертен, а при низких температурах тем более. Правда, можно предположить гипотетическую планету, где температуры высокие, и при колоссальном давлении аммиак и азот всё же принудительно вступают в сложные реакции. Но для условий Титана от этой теории быстро отказались.
Также существует теория «двойного метаболизма». У Станислава Лема в «Фиаско» аборигены планеты, к которой прибыли люди, обладают одновременно и углеродной, и кремниевой органикой. Встречаются произведения, где жизнь существует в кислородно-хлорной атмосфере. У самой теории существования кислородно-хлорной жизни на основе углеродистой органики есть и сторонники, и противники.
Крайне, даже исчезающе маловероятно существование жизни на основе фтористой органики (подсвечено в «Сердце змеи», см. ниже, «фтористые» инопланетяне считали себя единственными такими в Галактике при наличии повсеместной «кислородной» жизни). Дело в том, что соединения фтора с углеродом и серой слишком стабильны, перфторуглероды и тефлоны буквально неразрушимы. Как и гексафторид серы, например. То есть, фторизация углерода и серы необратима. Однако, соединения фтора с азотом, кислородом, кремнием, фосфором и, особенно, водородом проявляют химическую активность. Казалось бы, выход есть, однако, углерод и сера физически намного более распространены в космосе, чем фтор, а для того, чтобы в биосфере планеты остались только перспективные для фтора элементы, фтора должно быть четырёхкратно больше, чем углерода плюс шестикратно больше, чем серы, чтобы, связав эти элементы, удалить их из области реакций, и должно ещё остаться для присутствия в атмосфере в свободном виде. Однако, реакция, хоть и необратима, но идёт менее охотно, чем с другими веществами. Для начала фтор прореагирует со всеми металлами поверхностного слоя коры планеты, а потом возьмётся за водород, сформировав океан HF (на Земле фтор закончился ещё в начале реакций с металлами, прореагировав с кальцием, даже на алюминий и железо его количества не хватило). И уж только потом примется за углерод, серу и другие неметаллы, и только после всего этого возможно его присутствие в виде свободного газа. А здесь есть ещё одна беда: F2 намного легче, чем CF4 и, тем более, SF6, которые опускаются вниз и отрезают поверхность планеты от свободного фтора очень надёжно. То есть, для такой жизни на планете фтор количественно должен кратно перекрывать все остальные элементы в коре и атмосфере (не забудем о его одновалентности, что увеличивает количество его атомов в соединениях вдвое по сравнению с кислородом), и изначально не должно быть углерода и серы, одних из самых распространённых элементов в космосе, что без целенаправленного разумного вмешательства извне представляется, как и говорилось в начале, исчезающе маловероятным.
См. также «Углеродный шовинизм» — теория, начисто отрицающая существование во вселенной хоть сколько-нибудь развитой жизни на основе, отличной от углеродной формы.
Литература[править]
- Ефремов, «Сердце Змеи» — биохимия инопланетян, встреченных героями, основана на углероде, но место кислорода в ней занимает фтор.
- Братья Стругацкие, рассказ «Чрезвычайное происшествие» — на космический корабль каким-то образом проникли некие существа, похожие на мух с 8 лапками. Когда муха умирала, из неё выползали многочисленные маленькие мушки. «Состав у них странный — кислород, азот и в очень малых количествах кальций, водород и углерод… Мухи жрут воздух».
Кино[править]
- «Эволюция» — жизнь на основе азота, которая развивается в разы быстрее земной, но для которой земная же атмосфера непригодна в принципе. Но, как показывает практика, только для первого поколения. Второе, уже через двадцать минут, способно дышать тут.
Телесериалы[править]
- «Доктор Кто»: у раксакорикофаллапаториан форма жизни основана на кальции, поэтому уксусная кислота для них смертельно опасна. Тут, правда, не грех бы и задуматься, что основа жизни (в понимании предмета статьи) как раз должна активно участвовать в куче процессов. И вспомнить, что кислород (в котором свободный углерод горит) никак для нашей углеродной жизни не смертельно опасен, а в разумных дозах необходим. Так что, по логике (если они действительно как-то ухитряются образовывать сложные органикоподобные молекулы на основе кальция) она для них будет куда менее опасна, чем для, например, нас самих[3].
Мультсериалы[править]
- «Люди в чёрном» — Джибс хорошо регенерирует в присутствии кислорода, из чего следует, что он из кислорода в основном и состоит.
Видеоигры[править]
- Mass Effect — волусы, живущие в мире, где жизнь устроена на аммиаке. Как результат, они в принципе не могут существовать в азото-кислородной атмосфере, привычной другим видам.
Настольные игры[править]
- GURPS — имеет правила не только для жизни на основе углерода, а так же и чего угодно, от кремния до живых магнитных полей.
Примечания[править]
- ↑ Обычное стекло, состоящее из оксида кремния, не реагирует практически ни с чем. Пластины для микропроцессоров, состоящие из чистого кремния — не реагируют почти ни с чем. Для того, чтобы кремний начал с чем-то реагировать, нужна очень высокая температура, углерод же прекрасно горит и при более низкой.
- ↑ Кстати, если кому интересно, недавно придумали способ как более-менее эффективно заставить их работать на благо общества — законопатив в устройство типа батарейки с некоторым количеством химвеществ, которые они потихоньку хавают и способствуют созданию напряжения на полюсах. Биобатарейки — это круто. Вот только хемофаги — это органическая углеродная форма жизни, а потому к нашей статьей не относятся.
- ↑ Если в сериале расписали больше деталей, то следует уточнить. Если это, допустим, основа только строительная (какие-нибудь клеточные мембраны), то кислота может их растворить, но тогда это не троп. Если именно основа жизни как обменных процессов — то см. углерод vs кислород.