우주 생물학과 지구생물학
광합성을 통해 생성된 유리 산화물은 약 240억 년 전에 대기에 축적되었다. 오존은 태양빛과 산소 사이의 상호작용에 의해 생성된다(산소의 분자에 의해 2개의 원자) 그리고 지구 대기권 상층부에 축적된 오존은 산소와 산소 분자에 의해 3개의 원자이다. 오늘날 지구에서 일어나는 것처럼, 이 오존은 해로운 태양빛으로부터 보호된다. 그래서 생명체는 바다뿐만 아니라 지구에도 정착할 수 있었다. 산소 농도의 증가는 일부 미생물들에게 치명적이었는데, 이는 그들의 초기 생에서 개발된 생물 분자의 부분들이 산소 부족으로 크게 손상되기 때문이다. 다른 미생물은 산소와 유기 물질 또는 나무를 태울 때 다른 감소된 화학물질을 결합하여 많은 에너지를 생산한다.
그리고 이런 생활방식을 도입하는 유기체들도 많이 있습니다. 이 새로운 에너지원은 산소가 많은 환경에서 진화한 생물의 엄청난 증가를 가능하게 했다. 진화에 대한 세부 사항은 생물학 과정의 주제이지만, 자연검진 후 진화 과정은 지구의 놀랍고 다양한 종들의 발전을 명확히 한다. 하지만 그것은 인생의 초기 수수께끼를 풀지는 않는다. 우리는 상황이 적절할 때 언제라도 생명이 태어날 것으로 예상하지만, 이 가정은 단지 코페르니쿠스의 다른 형태일 뿐이다. 이제 우리는 관찰을 통해 이 가설을 해결할 수 있는 잠재력이 있습니다. 태양계나 가까운 별에서 생명의 두 번째 예를 발견하면, 생명은 생명으로 넘쳐날 수 있는 공통점을 가지고 있다는 것을 의미한다. 그러나 이러한 관찰을 수행하기 위해서는 먼저 조사에 집중할 곳을 결정해야 한다.
태양계, 은하계, 우주에 있는 많은 물체들은 적절한 생활 환경을 가지고 있고 그렇지 않다. 생명이 머물 수 있는 환경과 우주의 얼마나 멀리 떨어져 있는지, 그리고 지구 상에서 생명체를 찾는 데 집중할 수 있는 환경을 조성하는 것이 중요하다. 이것은 우리가 알고 있는 삶의 관점에서 거주지에 대한 것입니다. 여기에는 생명의 기본 조건이 검토되고, 다음 절에서는 생명이 존재하는 행성의 환경 조건이 검토된다. 다른 유기체들은 생화학의 가능성을 완전히 배제할 수는 없지만, 알려지지 않은 유기체들은 여전히 완전히 투기적이다. 이 논의에서는 지구와 화학적으로 유사한 생명체의 저항성에 초점을 맞추고 있다. 생명체는 바이오 분자를 만들고 상호작용하기 위해 용제가 필요하다. 우리는 용제가 물이라는 것을 알고 있다. 그것은 많은 특성들을 가지고 있고 우리의 생화학 구조에 중요하다. 우주에 있는 물은 물이 풍부하지만 생화학의 역할을 적절히 수행하기 위해서는 액체(아이스나 가스가 아닌)가 있어야 한다. 물은 특정 온도 및 압력 범위(변수가 너무 높고 너무 낮음) 내에서 고체 또는 기체의 형태로 사용된다. 따라서 적절한 온도 및 압력 범위 내에서 물이 존재하는 환경을 확인하는 것은 중요한 첫 번째 단계이다. 사실, "수출" 전략은 태양계 내외 행성들에 대한 연구를 위한 중요한 추진력이며 지금도 계속되고 있다.
우리의 생화학은 탄소, 수소, 질소, 산소, 인과황으로 이루어진 분자에 기초한다. 탄소는 유기화학의 핵심이다. 이 능력은 자신과 삶의 다른 요소들 사이의 네 가지 조합을 형성할 수 있으며, 생화학의 기초를 이루는 많은 수의 잠재적 분자들을 형성할 수 있다. 나머지 요소들은 우리의 생물 분자의 구조와 화학적 반응성을 기여하며 그들 사이의 많은 상호 작용의 토대를 형성한다. 탄소, 수소, 질소, 산소, 인산소, 황의 머리글로 불리는 이러한 "바이오겐 요소"는 생명을 하나로 묶어주는 재료이며 그에 대한 접근성이 저항의 두 번째 요건이다. 핵융합이나 별들의 일생에서 우리가 배운 것처럼, 탄소 질소 황은 별에서 형성되고 별들이 죽으면 은하에 퍼진다. 그러나 새로운 태양계 내에서 생성된 행성으로 구성되는 요소들의 분포와 이 행성에서의 화학적, 물리적, 지질학적 과정을 통해 생물적으로 접근 가능한 구조에서 순환하는 방법은 생명의 분포에 큰 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 지구의 대양에 대한 질소 공급은 지역에 따라 달라지기 때문에, 표면 물에 있는 식물 플랑크톤(해양의 먹이 사슬의 기초가 되는 단순한 생물)의 부피는 천 배 더 커진다. 따라서 거주 가능한 환경을 식별하기 위해 모든 단계의 요소 접근성을 제어하는 프로세스를 이해하는 것이 중요하다.
많은 압력이 가해질 때, 생명의 생물학적 분자는 잘 작동하지 않는 것처럼 소형 형태를 취하게 된다. 하지만 우리 바다 밑에는 미생물뿐만 아니라 동물도 있고, 공기 압력은 공기 압력의 1000배 이상이다. 극한 환경에 대한 많은 다른 적응이 알려져 있다. 단코코커스-방사선-두란이라 불리는 유기체조차도 견딜 수 있는 것보다 수천 배나 강한 방사선을 견딜 수 있다. 그것은 또한 극도의 건조과 인간에게 독성이 있는 다양한 금속에 매우 좋다. 이러한 많은 경우에, 생명은 넓은 극한 환경에서도 견딜 수 있다고 결론짓는다.그래서 우리는 생명이 존재할 수 없는 곳을 찾기 위해 열심히 노력해야 한다. 예를 들어, 300 °C 이상의 온도 조절기에서 물이 너무 뜨거워서 더 이상 생존할 수 없을 수 있는 곳이 있고, 이 곳을 찾으면 다른 곳에서 생활 가능성이 명백해진다. 지난 수십 년 동안 풍선의 연구는 생활 환경을 확장시켰고, 많은 과학자들은 지구 밖에서 생명체가 존재할 가능성에 대해 낙관적으로 반응했다.
