Tag: Isac Asimov

Life? Nitrogen, carbon and hydrogen

Astronomers search for life in the so called circumstellar habitable zone (CHZ). The region where temperature and pressure allows for water to exist in some liquid form (also in subsurface oceans). What about life can exist even outside this zone?

Abandoning the liquid water requirement, thus enlarging the temperature-pressure range where life can exist might open plenty of new scenarios of extraterrestrial life.

In 1962 I. Asimov wrote an essay addressing a scenarios where he breaks down life-as-we-know-it beyond physiology debating the basic chemistry of life. Water, life support mechanism, is really fundamental? What could be possible in a world based on a different set of chemical compounds?

What about life not as we know it?

In our word, over-simplifying, life is a set of nucleic acid molecules controlling chemical reactions with proteins, using water as the base medium. Things can be different. Alternative xenochemistry can support life, made up of nitrogen compounds, in methane-rich environment where liquid water is not present. Such conditions resemble those of many (extrasolar) planets and moons; e.g. the liquid methane seas of Titan.

The study “Membrane alternatives in worlds without oxygen: Creation of an azotosome” recreated such alien life where “cell membrane, composed of small organic nitrogen compounds and capable of functioning in liquid methane temperatures of 292 degrees below zero” (here). So far on a pc, but new directions for search have been opened.

WU

PS. Moreover, the liquid methane oceans of Titan seem to be not just static puddles. Recent Cassini images, indeed, show a “magic island” appearing and disappearing in these oceans.

titanmagiciland

It is not yet clear if it is an iceberg, terrain subject to tides, a radar dazzle caused by waves, or gas bubbles from the moon interior, but it is clear that these oceans are alive! Conditions for sure facilitating (this means energy) azotosome life.

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Tiotimolina

“Esiste una sostanziale relazione tra la struttura delle molecole organiche e le loro proprietà fisiche e chimiche. Il che ha permesso una maggiore comprensione del meccanismo delle reazioni organiche, specialmente nelle teorie della risonanza. A questo proposito, la solubilità dei composti organici ha dato una particolare importanza alla Tiotimolina, una sostanza scoperta in questi ultimi anni.

La solubilità dei composti organici nei solventi polari, come l’acqua, è aumentata dalla presenza nel nucleo idrocarburico di gruppi idrofili, come i gruppi idrosillico [-OH], aminico [-NH2] o acido- solfonico [-SO3H]. Se le caratteristiche fisiche di due composti sono uguali, allora il tempo di soluzione, espresso in secondi per grammi di materiale per millimetro di solvente, diminuisce con il numero dei gruppi idrofili presenti. Per esempio, la pirocatechina, con due gruppi idrossili sul nucleo di benzolo, si scioglie considerevolmente più in fretta del Fenolo, che ha un solo gruppo idrossilico nel nucleo.

Feinschreiber a Hravlek, nei loro studi su questo problema, hanno detto che il tempo di soluzione tende a zero con l’aumento della idrofilia. Tuttavia, secondo i due studiosi, questa analisi non è corretta dopo la scoperta della Tiotimolina, il cui composto si scioglie in acqua, nelle proporzioni 1gm-ml, in un tempo variabile da uno a dodici secondi. Ciò vuol dite che la Tiotimolina si scioglie ‘prima’ che l’acqua sia aggiunta.

Sempre secondo i due studiosi, altre ricerche confermano che la Tiotimolina ha almeno 14 gruppi idrossilici, due gruppi aminici ed un gruppo solfonico. La presenza di un altro gruppo nitrico [-NO2] non è stata ancora confermata, come non esiste alcuna prova sulla natura del gruppo idrocarburico, sebbene sembri certa una struttura parzialmente aromatica”.

WU

PS. Volete che lo dica in due parole? La tiotimolina (Thiotimoline) è una sostanza chimica solubile, ma talmente solubile che ancor prima del contatto con l’acqua si è già sciolta.

Purtroppo il parto citato sopra non è (purtroppo) farina del mio sacco ma bensì di I. Asimov (mica uno a caso, e comunque se non altro con un dottorato in biochimica) che ha presentato la bufala sulla rivista (di fantascienza) Astounding Science Fiction nel 1948 in termini assolutamente scientifici con il preciso intento di farsi beffe degli studi (e delle pubblicazioni) scientifiche (con tanto di nutrita bibliografia).

Lo “studio” è quindi confluito nel celebre racconto di fantascienza Proprietà endocroniche della tiotimolina risublimata (The Endochronic Properties of Resublimated Thiotimoline) nel quale la proprietà sarebbe giustificata dal fatto che la tiotimolina avrebbe una doppia esistenza, sia nel presente sia nel futuro. Ciò le consentirebbe di sapere in anticipo che entrerà in contatto con il solvente. Sebbene descritta in una rivista di fantascienza, la tiotimolina ebbe una enorme diffusione in campo scientifico con speculazioni e studi sulle possibilità di impiego e di realizzazione di tale sostanza. Buontemponi!

E’ se mi sciogliessi pensando al futuro?