Poszukując pozaziemskiej inteligencji, naukowcom często zarzuca się „węglowy szowinizm”, ponieważ spodziewają się, że inne formy życia we Wszechświecie będą składać się z tych samych biochemicznych cegiełek co my, odpowiednio dostosowując ich poszukiwania. Ale życie może wyglądać inaczej - i ludzie o tym myślą - więc zbadajmy dziesięć możliwych biologicznych i niebiologicznych systemów, które poszerzają definicję „życia”.
A po przeczytaniu powiesz, która forma jest dla Ciebie wątpliwa, nawet teoretycznie.
Metanogeny
W 2005 roku Heather Smith z Międzynarodowego Uniwersytetu Kosmicznego w Strasburgu i Chris McKay z Ames Research Center NASA przygotowali artykuł badający możliwość życia na bazie metanu, tak zwanych metanogenów. Takie formy życia mogą zużywać wodór, acetylen i etan, wydychając metan zamiast dwutlenku węgla.
To może stworzyć możliwe do zamieszkania strefy dla życia w zimnych światach, takich jak księżyc Saturna, Tytan. Podobnie jak Ziemia, atmosfera Tytana składa się głównie z azotu, ale jest zmieszana z metanem. Tytan to także jedyne miejsce w naszym Układzie Słonecznym, poza Ziemią, gdzie znajdują się duże zbiorniki cieczy - jeziora i rzeki mieszanki etan-metan. (Podziemne zbiorniki wodne są również obecne na Tytanie, jego siostrzanym księżycu Enceladusie i księżycu Jowisza Europa.) Ciecz jest uważana za niezbędną do interakcji molekularnych w życiu organicznym i oczywiście nacisk zostanie położony na wodę, ale etan i metan również umożliwiają takie interakcje.
Misja Cassini-Huygens NASA i ESA w 2004 roku zaobserwowała brudny świat z temperaturami -179 stopni Celsjusza, w którym woda była twarda jak skała, a metan przepływał przez doliny rzek i dorzecza do jezior polarnych. W 2015 roku zespół inżynierów chemicznych i astronomów z Cornell University opracował teoretyczną membranę komórkową wykonaną z małych organicznych związków azotu, które mogą funkcjonować w ciekłym metanie Tytana. Nazwali swoją teoretyczną komórkę „azotosomem”, co dosłownie oznacza „ciało azotowe” i miał taką samą stabilność i elastyczność jak ziemski liposom. Najciekawszym związkiem molekularnym był azotosom akrylonitrylowy. Akrylonitryl, bezbarwna i toksyczna cząsteczka organiczna, jest stosowany na Ziemi do farb akrylowych, gumy i tworzyw termoplastycznych; znaleziono go również w atmosferze Tytana.
Film promocyjny:
Implikacje tych eksperymentów dla poszukiwań życia pozaziemskiego są trudne do przecenienia. Życie nie tylko mogłoby potencjalnie rozwinąć się na Tytanie, ale można je również wykryć śladami wodoru, acetylenu i etanu na powierzchni. Planety i księżyce zdominowane przez metan mogą znajdować się nie tylko wokół gwiazd podobnych do Słońca, ale także wokół czerwonych karłów w szerszej strefie Złotowłosej. Jeśli NASA uruchomi Titan Mare Explorer w 2016 roku, szczegółowe informacje o możliwym życiu na azocie będziemy mieli już w 2023 roku.
Życie na bazie krzemu
Życie oparte na krzemie jest prawdopodobnie najbardziej powszechną formą alternatywnej biochemii, ukochaną przez popularną naukę i fikcję - pamiętajcie o Horta ze Star Trek. Pomysł ten nie jest nowy, jego korzenie sięgają refleksji H. G. Wellsa z 1894 r.: „Jaka fantastyczna wyobraźnia mogłaby się wyobrazić z takiego założenia: wyobraź sobie organizmy krzemowo-aluminiowe - a może od razu ludzi z krzemu i aluminium? - które podróżują przez atmosferę gazowej siarki, powiedzmy, po morzach płynnego żelaza o temperaturze kilku tysięcy stopni lub podobnej, tuż powyżej temperatury wielkiego pieca.
Krzem pozostaje popularny właśnie dlatego, że jest bardzo podobny do węgla i może tworzyć cztery wiązania, podobnie jak węgiel, co otwiera możliwość stworzenia układu biochemicznego całkowicie zależnego od krzemu. Oprócz tlenu jest to najbardziej rozpowszechniony pierwiastek w skorupie ziemskiej. Na ziemi są glony, które włączają krzem do swojego procesu wzrostu. Krzem odgrywa drugą rolę po węglu, ponieważ może tworzyć bardziej stabilne i różnorodne złożone struktury niezbędne do życia. Cząsteczki węgla zawierają tlen i azot, które tworzą niezwykle silne wiązania. Niestety, złożone cząsteczki na bazie krzemu mają tendencję do rozpadu. Ponadto węgiel występuje we wszechświecie niezwykle obficie i istnieje od miliardów lat.
Jest mało prawdopodobne, aby życie na bazie krzemu pojawiło się w środowisku podobnym do ziemi, ponieważ większość wolnego krzemu zostanie uwięziona w skałach wulkanicznych i magmowych materiałów krzemianowych. Uważa się, że w środowisku o wysokiej temperaturze wszystko może wyglądać inaczej, ale nie znaleziono jeszcze żadnych dowodów. Ekstremalny świat, taki jak Tytan, mógłby wspierać życie oparte na krzemie, prawdopodobnie w połączeniu z metanogenami, ponieważ cząsteczki krzemu, takie jak silany i polisilany, mogą naśladować chemię organiczną Ziemi. Jednak powierzchnia Tytana jest zdominowana przez węgiel, podczas gdy większość krzemu znajduje się głęboko pod powierzchnią.
Astrochemik NASA Max Bernstein zasugerował, że życie oparte na krzemie może istnieć na bardzo gorącej planecie, z atmosferą bogatą w wodór i ubogą w tlen, umożliwiając złożoną chemię silanów z odwrotnymi wiązaniami krzemu z selenem lub tellurem, ale według Bernsteina jest to mało prawdopodobne. Na Ziemi takie organizmy rozmnażałyby się bardzo powoli, a nasza biochemia nie przeszkadzałaby sobie w żaden sposób. Mogli jednak powoli pożreć nasze miasta, ale „można by do nich przyłożyć młot pneumatyczny”.
Inne opcje biochemiczne
Zasadniczo pojawiło się sporo propozycji systemów życiowych opartych na czymkolwiek innym niż węgiel. Podobnie jak węgiel i krzem, bor ma również tendencję do tworzenia silnych kowalencyjnych wiązań molekularnych, tworząc różne warianty strukturalne wodoru, w których atomy boru są połączone mostkami wodorowymi. Podobnie jak węgiel, bor może wiązać się z azotem, tworząc związki o właściwościach chemicznych i fizycznych podobnych do alkanów, najprostszych związków organicznych. Głównym problemem związanym z życiem na bazie boru jest to, że jest to dość rzadki pierwiastek. Życie na bazie boru będzie najbardziej odpowiednie w środowisku, które jest wystarczająco zimne dla ciekłego amoniaku, wtedy reakcje chemiczne będą lepiej kontrolowane.
Inną możliwą formą życia, na którą zwrócono uwagę, jest życie oparte na arsenie. Całe życie na Ziemi składa się z węgla, wodoru, tlenu, fosforu i siarki, ale w 2010 roku NASA ogłosiła, że znalazła bakterię GFAJ-1, która może włączyć arsen zamiast fosforu do struktury komórkowej bez żadnych konsekwencji dla siebie. GFAJ-1 żyje w bogatych w arsen wodach jeziora Mono w Kalifornii. Arsen jest trujący dla każdego żywego stworzenia na naszej planecie, z wyjątkiem kilku mikroorganizmów, które normalnie go przenoszą lub oddychają. GFAJ-1 to pierwszy przypadek, kiedy organizm włączył ten pierwiastek jako biologiczny element budulcowy. Niezależni eksperci nieco osłabili to twierdzenie, gdy nie znaleźli dowodów na obecność arsenu w DNA ani nawet żadnych arsenianów. Niemniej jednak wzrosło zainteresowanie możliwą biochemią opartą na arsenie.
Zaproponowano również amoniak jako możliwą alternatywę dla wody do budowania form życia. Naukowcy zasugerowali istnienie biochemii opartej na związkach azotowo-wodorowych, które wykorzystują amoniak jako rozpuszczalnik; może być używany do tworzenia białek, kwasów nukleinowych i polipeptydów. Wszelkie formy życia na bazie amoniaku muszą istnieć w niskich temperaturach, w których amoniak przybiera postać ciekłą. Amoniak w stanie stałym jest gęstszy niż amoniak ciekły, więc nie ma sposobu, aby zapobiec jego zamarzaniu, gdy robi się zimno. W przypadku organizmów jednokomórkowych nie stanowiłoby to problemu, ale spowodowałoby chaos w organizmach wielokomórkowych. Niemniej jednak istnieje możliwość istnienia jednokomórkowych organizmów amoniaku na chłodniejszych planetach Układu Słonecznego, a także na gazowych gigantach, takich jak Jowisz.
Uważa się, że siarka posłużyła jako podstawa do rozpoczęcia metabolizmu na Ziemi, a znane organizmy, które metabolizują siarkę zamiast tlenu, istnieją na Ziemi w ekstremalnych warunkach. Być może w innym świecie formy życia oparte na siarki mogłyby zyskać ewolucyjną przewagę. Niektórzy uważają, że azot i fosfor mogą również zastąpić węgiel w bardzo specyficznych warunkach.
Życie memetyczne
Richard Dawkins uważa, że podstawowa zasada życia brzmi tak: „Całe życie rozwija się dzięki mechanizmom przetrwania rozmnażających się stworzeń”. Życie musi być zdolne do rozmnażania się (przy pewnych założeniach) i znajdować się w środowisku, w którym będzie możliwy dobór naturalny i ewolucja. W swojej książce The Selfish Gene Dawkins zauważył, że koncepcje i idee są generowane w mózgu i rozpowszechniane wśród ludzi poprzez komunikację. Pod wieloma względami przypomina to zachowanie i adaptację genów, dlatego nazywa je „memami”. Niektórzy porównują pieśni, żarty i rytuały społeczeństwa ludzkiego do pierwszych etapów życia organicznego - wolnych rodników unoszących się w starożytnych morzach Ziemi. Wytwory umysłu rozmnażają się, ewoluują i walczą o przetrwanie w sferze idei.
Podobne memy istniały przed ludzkością, w towarzyskich krzykach ptaków i wyuczonym zachowaniu naczelnych. Gdy ludzkość stała się zdolna do abstrakcyjnego myślenia, memy były dalej rozwijane, rządząc stosunkami plemiennymi i stanowiąc podstawę dla pierwszych tradycji, kultury i religii. Wynalazek pisania jeszcze bardziej przyspieszył rozwój memów, ponieważ mogły one rozprzestrzeniać się w czasie i przestrzeni, przekazując informacje memetyczne w podobny sposób, jak geny przekazują informacje biologiczne. Dla niektórych jest to czysta analogia, ale inni uważają, że memy reprezentują wyjątkową, choć nieco prymitywną i ograniczoną formę życia.
Niektórzy poszli nawet dalej. Georg van Driem rozwinął teorię „symbiozy”, która zakłada, że języki są same w sobie formami życia. Stare teorie lingwistyczne uważały, że język jest czymś w rodzaju pasożyta, ale van Driem uważa, że żyjemy we współpracy z istotami memetycznymi zamieszkującymi nasze mózgi. Żyjemy w symbiozie z organizmami językowymi: bez nas nie mogą istnieć, a bez nich nie różnimy się od małp. Uważa, że iluzja świadomości i wolnej woli wypłynęła z interakcji zwierzęcych instynktów, głodu i pożądania ludzkiego nosiciela i językowego symbionta reprodukowanego za pomocą idei i znaczeń.
Życie syntetyczne oparte na XNA
Życie na Ziemi opiera się na dwóch cząsteczkach przenoszących informacje, DNA i RNA, a naukowcy od dawna zastanawiali się, czy można by stworzyć inne podobne cząsteczki. Podczas gdy każdy polimer może przechowywać informacje, RNA i DNA reprezentują dziedziczenie, kodowanie i przekazywanie informacji genetycznej i są w stanie dostosowywać się w czasie poprzez ewolucję. DNA i RNA to łańcuchy cząsteczek nukleotydów składające się z trzech składników chemicznych - fosforanu, pięciowęglowej grupy cukrowej (dezoksyryboza w DNA lub ryboza w RNA) i jednej z pięciu standardowych zasad (adenina, guanina, cytozyna, tymina lub uracyl).
W 2012 roku grupa naukowców z Anglii, Belgii i Danii jako pierwsza na świecie opracowała kwas ksenonukleinowy (XNA, XNA), syntetyczne nukleotydy, które funkcjonalnie i strukturalnie przypominają DNA i RNA. Zostały one opracowane poprzez zastąpienie grup cukrowych dezoksyrybozy i rybozy różnymi substytutami. Takie cząsteczki powstały już wcześniej, ale po raz pierwszy w historii były w stanie rozmnażać się i ewoluować. W DNA i RNA replikacja zachodzi przez cząsteczki polimerazy, które mogą odczytywać, transkrybować i odwrotną transkrypcję normalnych sekwencji kwasu nukleinowego. Grupa opracowała syntetyczne polimerazy, które stworzyły sześć nowych systemów genetycznych: HNA, CeNA, LNA, ANA, FANA i TNA.
Jeden z nowszych systemów genetycznych, HNA lub kwas heksytonukleinowy, był wystarczająco mocny, aby przechowywać odpowiednią ilość informacji genetycznej, która mogłaby służyć jako podstawa systemów biologicznych. Inny, kwas treosonukleinowy, czyli TNA, okazał się potencjalnym kandydatem do tajemniczej pierwotnej biochemii, która panowała u zarania życia.
Istnieje wiele potencjalnych zastosowań tych postępów. Dalsze badania mogą pomóc w opracowaniu lepszych modeli pojawiania się życia na Ziemi i będą miały wpływ na wynalazki biologiczne. XNA ma zastosowania terapeutyczne, ponieważ możliwe jest tworzenie kwasów nukleinowych do leczenia i wiązania się z określonymi celami molekularnymi, które nie ulegają degradacji tak szybko, jak DNA lub RNA. Mogą nawet stanowić podstawę maszyn molekularnych lub ogólnie sztucznej formy życia.
Ale zanim będzie to możliwe, należy opracować inne enzymy, które są kompatybilne z jednym z XNA. Niektóre z nich powstały już w Wielkiej Brytanii pod koniec 2014 roku. Istnieje również możliwość, że XNA może zaszkodzić organizmom RNA / DNA, więc bezpieczeństwo musi być najważniejsze.
Chromodynamika, słaba siła jądrowa i życie grawitacyjne
W 1979 roku naukowiec i nanotechnolog Robert Freitas Jr. zaproponował możliwe życie niebiologiczne. Stwierdził, że możliwy metabolizm żywych systemów opiera się na czterech podstawowych siłach - elektromagnetyzmie, silnej sile jądrowej (lub chromodynamice kwantowej), słabej sile jądrowej i grawitacji. Życie elektromagnetyczne to standardowe życie biologiczne, jakie mamy na Ziemi.
Życie chromodynamiczne mogłoby opierać się na silnej sile jądrowej, która jest uważana za najsilniejszą z sił podstawowych, ale tylko na bardzo krótkie odległości. Freitas wysunął teorię, że taki ośrodek mógłby być możliwy w gwieździe neutronowej, ciężkim, wirującym obiekcie o średnicy 10-20 kilometrów i masie gwiazdy. Przy niesamowitej gęstości, potężnym polu magnetycznym i grawitacji 100 miliardów razy silniejszej niż na Ziemi, taka gwiazda miałaby rdzeń z 3-kilometrową skorupą krystalicznego żelaza. Pod nim znajdowałoby się morze z niewiarygodnie gorącymi neutronami, różnymi cząsteczkami jądrowymi, protonami i jądrami atomowymi oraz potencjalnie bogatymi w neutrony „makrojądrami”. Te makrojądra teoretycznie mogłyby tworzyć duże superjądra, analogiczne do cząsteczek organicznych, neutrony działałyby jako odpowiednik wody w dziwacznym układzie pseudobiologicznym.
Freitas uważał formy życia oparte na słabych oddziaływaniach jądrowych za mało prawdopodobne, ponieważ słabe siły działają tylko w zakresie podjądrowym i nie są szczególnie silne. Jak często pokazują rozpad beta radioaktywny i swobodny rozpad neutronów, mogą istnieć słabe oddziaływania między formami życia przy starannej kontroli słabych oddziaływań w ich środowisku. Freitas wyobraził sobie istoty złożone z atomów z nadmiarem neutronów, które po śmierci stają się radioaktywne. Zasugerował również, że są regiony Wszechświata, w których słaba siła jądrowa jest silniejsza, co oznacza, że szanse na powstanie takiego życia są większe.
Istoty grawitacyjne również mogą istnieć, ponieważ grawitacja jest najbardziej rozpowszechnioną i skuteczną podstawową siłą we wszechświecie. Takie istoty mogły otrzymywać energię z samej grawitacji, otrzymując nieograniczoną moc ze zderzeń czarnych dziur, galaktyk i innych ciał niebieskich; mniejsze stworzenia z rotacji planet; najmniejszy - z energii wodospadów, wiatru, pływów i prądów oceanicznych, być może trzęsień ziemi.
Pyłowe i plazmowe formy życia
Życie organiczne na Ziemi opiera się na cząsteczkach zawierających związki węgla, a my już odkryliśmy możliwe związki dla form alternatywnych. Jednak w 2007 roku międzynarodowa grupa naukowców pod kierownictwem V. N. Tsytovicha z Instytutu Fizyki Ogólnej Rosyjskiej Akademii Nauk udokumentowała, że w odpowiednich warunkach cząsteczki pyłu nieorganicznego mogą być gromadzone w strukturach spiralnych, które następnie będą oddziaływać ze sobą w sposób właściwy dla Chemia organiczna. To zachowanie rodzi się również w stanie plazmy, czwartym stanie materii po stanie stałym, ciekłym i gazowym, kiedy elektrony odrywają się od atomów, pozostawiając masę naładowanych cząstek.
Grupa Tsytovicha odkryła, że kiedy ładunki elektronów są oddzielane, a plazma jest spolaryzowana, cząstki w plazmie samoorganizują się w struktury spiralne, jak korkociąg, naładowane elektrycznie i przyciągają się nawzajem. Mogą również dzielić się, tworząc kopie oryginalnych struktur, takich jak DNA, i indukować ładunki u sąsiadów. Według Tsytovicha „te złożone, samoorganizujące się struktury plazmowe spełniają wszystkie niezbędne wymagania, aby zostać uznanymi za kandydatów na nieorganiczną materię żywą. Są autonomiczne, rozmnażają się i ewoluują”.
Niektórzy sceptycy uważają, że takie twierdzenia bardziej przyciągają uwagę niż poważne twierdzenia naukowe. Chociaż struktury helikalne w osoczu mogą przypominać DNA, podobieństwo kształtu niekoniecznie oznacza podobieństwo funkcji. Co więcej, fakt, że spirale rozmnażają się, nie oznacza potencjału życia; chmury też to robią. Jeszcze bardziej przygnębiające jest to, że wiele badań przeprowadzono na modelach komputerowych.
Jeden z uczestników eksperymentu stwierdził również, że chociaż wyniki rzeczywiście przypominały życie, w końcu były one „tylko specjalną formą kryształu plazmy”. A jednak, jeśli cząsteczki nieorganiczne w plazmie mogą rosnąć w samoreplikujące się, ewoluujące formy życia, mogą być najbardziej rozpowszechnionymi formami życia we wszechświecie, dzięki wszechobecnej plazmie i międzygwiazdowym obłokom pyłu w przestrzeni.
Nieorganiczne komórki chemiczne
Profesor Lee Cronin, chemik z College of Science and Engineering na University of Glasgow marzy o stworzeniu żywych komórek z metalu. Używa polioksometalanów, szeregu atomów metali związanych z tlenem i fosforem, do tworzenia przypominających komórki pęcherzyków, które nazywa „nieorganicznymi komórkami chemicznymi” lub iCHELLs (akronim, który można przetłumaczyć jako „neocheleta”).
Grupa Cronina rozpoczęła się od tworzenia soli z ujemnie naładowanych jonów dużych tlenków metali związanych z małym dodatnio naładowanym jonem, takim jak wodór lub sód. Roztwór tych soli jest następnie wstrzykiwany do innego roztworu soli, pełnego dużych dodatnio naładowanych jonów organicznych związanych z małymi ujemnie naładowanymi. Dwie sole spotykają się i wymieniają części, tak że duże tlenki metali współpracują z dużymi jonami organicznymi, tworząc rodzaj bąbelka, który jest nieprzepuszczalny dla wody. Modyfikując szkielet tlenku metalu, pęcherzyki mogą nabrać właściwości biologicznych błon komórkowych, które selektywnie przepuszczają i uwalniają substancje chemiczne z komórki, co potencjalnie może pozwolić na ten sam rodzaj kontrolowanych reakcji chemicznych, jakie zachodzą w żywych komórkach.
Zespół stworzył również bąbelki w bąbelkach, naśladując wewnętrzne struktury komórek biologicznych, i poczynił postępy w tworzeniu sztucznej formy fotosyntezy, którą można by potencjalnie wykorzystać do tworzenia sztucznych komórek roślinnych. Inni biolodzy syntetyczni wskazują, że takie komórki mogą nigdy nie ożyć, dopóki nie będą miały systemu replikacji i ewolucji, takiego jak DNA. Cronin nie traci nadziei, że dalszy rozwój zaowocuje. Możliwe zastosowania tej technologii obejmują również rozwój materiałów do urządzeń na paliwo słoneczne i oczywiście medycynę.
Według Cronina „głównym celem jest stworzenie złożonych komórek chemicznych o żywych właściwościach, które pomogą nam zrozumieć rozwój życia i podążać tą samą ścieżką, aby wprowadzić nowe technologie oparte na ewolucji do świata materialnego - rodzaj nieorganicznych technologii żywych”.
Sondy von Neumanna
Sztuczne życie oparte na maszynach to dość powszechny pomysł, prawie banalny, więc spójrzmy tylko na sondy von Neumanna, aby go nie ominąć. Zostały wynalezione w połowie XX wieku przez węgierskiego matematyka i futurologa Johna von Neumanna, który uważał, że aby odtworzyć funkcje ludzkiego mózgu, maszyna musi posiadać mechanizmy samokontroli i samoleczenia. Wpadł więc na pomysł stworzenia samoodtwarzających się maszyn na podstawie obserwacji wzrastającej złożoności życia w procesie reprodukcji. Uważał, że takie maszyny mogą stać się swego rodzaju uniwersalnym konstruktorem, który pozwoli nie tylko na tworzenie kompletnych replik samych siebie, ale także na ulepszanie lub zmienianie wersji, prowadząc tym samym ewolucję i zwiększając z czasem złożoność.
Inni futuryści, jak Freeman Dyson i Eric Drexler, szybko zastosowali te pomysły do eksploracji kosmosu i stworzyli sondę von Neumanna. Wysłanie samoreplikującego się robota w kosmos może być najskuteczniejszym sposobem skolonizowania galaktyki, ponieważ może on uchwycić całą Drogę Mleczną w mniej niż milion lat, nawet z prędkością światła.
Jak wyjaśnił Michio Kaku:
„Sonda von Neumanna to robot zaprojektowany do docierania do odległych układów gwiezdnych i tworzenia fabryk, które zbudują tysiące kopii samych siebie. Martwy księżyc, nawet nie planeta, może być idealnym celem dla sond von Neumanna, ponieważ ułatwi to lądowanie i start z tych księżyców, a także dlatego, że księżyce nie podlegają erozji. Sondy mogłyby żyć z ziemi, wydobywając żelazo, nikiel i inne surowce do budowy fabryk robotów. Stworzyliby tysiące kopii samych siebie, które następnie rozproszyłyby się w poszukiwaniu innych systemów gwiezdnych”.
Z biegiem lat opracowano różne wersje podstawowej idei sondy von Neumanna, w tym sondy eksploracyjne i eksploracyjne do cichego badania i obserwacji pozaziemskich cywilizacji; sondy komunikacyjne rozrzucone po przestrzeni kosmicznej, aby lepiej wychwytywać sygnały radiowe obcych; sondy robocze do budowy supermasywnych struktur kosmicznych; kolonizujące sondy, które podbiją inne światy. Mogą nawet istnieć sondy prowadzące, które przeniosą młode cywilizacje w kosmos. Niestety, mogą istnieć sondy berserkera, których zadaniem będzie zniszczenie śladów jakiejkolwiek materii organicznej w kosmosie, a następnie budowa sond policyjnych, które będą odzwierciedlać te ataki. Biorąc pod uwagę, że sondy von Neumanna mogą stać się rodzajem wirusa kosmicznego, powinniśmy zachować ostrożność podczas ich opracowywania.
Hipoteza Gai
W 1975 roku James Lovelock i Sidney Upton są współautorami artykułu dla New Scientist zatytułowanego „Finding Gaia”. Trzymając się tradycyjnego poglądu, że życie powstało na Ziemi i rozkwitło dzięki odpowiednim warunkom materialnym, Lovelock i Upton zasugerowali, że w ten sposób życie odgrywa aktywną rolę w utrzymywaniu i określaniu warunków jego przetrwania. Zasugerowali, że cała żywa materia na Ziemi, w powietrzu, oceanach i na powierzchni jest częścią jednego systemu, który zachowuje się jak superorganizm, który jest w stanie regulować temperaturę na powierzchni i skład atmosfery w sposób niezbędny do przetrwania. Nazwali ten system Gaia, na cześć greckiej bogini ziemi. Istnieje po to, by zachować homeostazę, dzięki której biosfera może istnieć na ziemi.
Lovelock pracuje nad hipotezą Gai od połowy lat 60. Podstawową ideą jest to, że biosfera Ziemi ma wiele naturalnych cykli, a kiedy jeden się zepsuje, inni kompensują to w sposób, który zachowuje żywotność. To może wyjaśniać, dlaczego atmosfera nie jest w całości zbudowana z dwutlenku węgla lub dlaczego morza nie są zbyt słone. Chociaż erupcje wulkanów spowodowały, że wczesna atmosfera była głównie dwutlenkiem węgla, pojawiły się bakterie i rośliny wytwarzające azot, które wytwarzają tlen w procesie fotosyntezy. Miliony lat później atmosfera zmieniła się na naszą korzyść. Podczas gdy rzeki niosą sól ze skał do oceanów, zasolenie oceanów pozostaje stabilne na poziomie 3,4%, ponieważ sól przenika przez pęknięcia w dnie oceanu. To nie są świadome procesy, ale wynik sprzężenia zwrotnego,który utrzymuje planety w stanie równowagi nadającej się do zamieszkania.
Inne dowody wskazują, że gdyby nie aktywność biotyczna, metan i wodór zniknęłyby z atmosfery w ciągu zaledwie kilku dekad. Ponadto, pomimo 30% wzrostu temperatury Słońca w ciągu ostatnich 3,5 miliarda lat, średnia globalna temperatura zmieniła się tylko o 5 stopni Celsjusza, dzięki mechanizmowi regulacyjnemu, który usuwa dwutlenek węgla z atmosfery i zatrzymuje go w skamieniałej materii organicznej.
Początkowo pomysły Lovelocka spotykały się z wyśmiewaniem i oskarżeniami. Z czasem jednak hipoteza Gai wpłynęła na wyobrażenia o biosferze Ziemi, pomagając ukształtować ich integralną percepcję w świecie naukowym. Dzisiaj hipoteza Gai jest szanowana, a nie akceptowana przez naukowców. Jest to raczej pozytywne ramy kulturowe, w ramach których należy prowadzić badania naukowe na Ziemi jako globalnym ekosystemie.
Paleontolog Peter Ward rozwinął konkurencyjną hipotezę Medei, nazwaną na cześć matki, która zabiła swoje dzieci, w mitologii greckiej, której główną ideą jest to, że życie jest z natury autodestrukcyjne i samobójcze. Wskazuje, że historycznie większość masowych wymierzeń była spowodowana przez formy życia, takie jak mikroorganizmy lub hominidy w spodniach, które poważnie uszkadzają atmosferę ziemską.