Полезные заметки/Ксенобиология

Ксенобиология — наука пока что очень молодая и совсем неточная. Пока у ученых в руках не оказалось ни одного живого образца инопланетной жизни, они могут только гадать, какая она может быть, опираясь на известные факты из астрономии, физики, химии и земной биологии. Но определенные более или менее достоверные предсказания сделать уже можно, обосновав, на какой биохимии может быть основана инопланетная жизнь, чем она может питаться и на каких планетах имеет смысл ее искать.

Ксенобиохимия

Всякой жизни нужен для функционирования какой-то жидкий растворитель, и многим формам жизни для дыхания нужен еще какой-то газ. Консервативные предсказания на этот счёт основываются на известных фактах о земной жизни: наиболее вероятно обнаружение инопланетной жизни там, где есть жидкая вода, а развитой жизни — там, где обнаружен кислород. Поэтому планеты и луны, где есть или подозреваются эти вещества, считаются перспективными в плане ксенобиологических исследований.

Но ими, конечно же, не исчерпывается перечень возможных странных форм чужеродной жизни.

Почему не бывает фторной жизни

Начать следует с того, что не все химические элементы могут стать основой для инопланетной биологии. И дело не только в их разных химических свойствах, но и в том, что все они встречаются во Вселенной в разных количествах. И связано это с тем, откуда какой элемент берется на свете. Все элементы, кроме водорода, образуются в результате термоядерной деятельности звёзд — но они и образуются, и выбрасываются в космос в разных процессах, одни из которых протекают чаще, другие — реже. Поэтому все элементы можно подразделить на категории по редкости.

• Категория 0. Водород. Первородный элемент, появившийся ещё до того, как зажглись первые звёзды: он самообразовался из нуклонно-электронной плазмы по мере того, как Вселенная остывала после Большого Взрыва. Поэтому это самый распространенный элемент во Вселенной: та её часть, что состоит из видимой барионной материи, состоит в основном из водорода. Больше, чем водорода, только таинственной тёмной материи, о которой мы пока не знаем практически ничего.
• Категория I. Гелий. Этот легкий инертный газ в небольшом количестве образовался в тех же процессах, что и водород, но гораздо больше его образовалось в распространенных лёгких звёздах — субгигантах и простых красных гигантах, и было выброшено в космос во время сброса оболочек простых красных гигантов. Такие звезды образуются из звёзд главной последовательности категорий позднего К и раннего М — оранжевых и красных карликов, встречающихся практически повсюду. Поэтому гелия в космосе тоже много, хотя и не так много, как водорода.
  • Ia. Литий. Этот самый лёгкий металл, элемент № 3, в малых количествах образовался на заре Вселенной по тому же механизму, что водород и гелий. В красных гигантах он не образовывался в значимых количествах (в базовом протон-протонном горении водорода он образуется в малых количествах и тут же расходуется). Практически весь литий во Вселенной — первородный, но его значительно меньше, чем гелия.
• Категория II. CNO-элементы: углерод, азот, кислород. Эти элементы образуются в ядрах простых красных гигантов и в оболочках ярких (асимптотических) красных гигантов в результате горения гелия (тройного альфа-процесса). Во Вселенную они сбрасываются только при сбросе оболочек яркого гиганта и выше. Эти звёзды менее распространены, чем простые красные гиганты, в них превращаются ранне-оранжевые, жёлтые и жёлто-белые карлики (весовая категория нашего Солнца). Тем не менее, и таких красных гигантов во Вселенной тоже довольно много, поэтому углерод, азот и кислород тоже весьма распространенные элементы. Их соединения с водородом — так называемые льды — являются первоосновой первичных атмосфер всех планет, а также ледяных лун, комет и многих других небесных тел. Кроме того, именно из этих элементов состоим мы с вами. И вообще, у этой тройки, в первую очередь у углерода, больше химических соединений, чем у любых других элементов.
  • Категория IIa. Фтор и неон. Фтор образуется в небольших количествах в CNO-цикле: катализе горения водорода в звёздах в присутствие CNO-элементов. Если в протозвезде есть CNO-элементы, то в конце ее жизненного срока в ней в небольших количествах наработается фтор. Ключевое слово — в небольших. Неон образуется в результате побочной реакции тройного альфа-процесса: присоединения гелия к кислороду. Везде, где идет образование CNO-элементов, в небольших количествах будет образовываться и неон.
• Категория III. Кремний, магний, натрий, сера, фосфор, хлор, и опять неон. Эти элементы образуются в результате термоядерного горения углерода в ядрах ярких гигантов и оболочках красных сверхгигантов. В первую очередь образуются кислород, неон и магний, и уже только потом — кремний, сера, фосфор и другие элементы этой категории. Выбрасываются они в космос в результате сброса оболочек легких красных сверхгигантов, в чьем ядре не идет горение кремния. Таких звёзд еще меньше, чем ярких асимптотических гигантов, но всё же не единицы, вдобавок, живут они недолго, отгорают и отрабатывают цикл быстро. Поэтому перечисленных элементов тоже довольно много во Вселенной.
• Категория IV. Аргон, калий, кальций, титан, хром, железо, кобальт, никель. Эти элементы образуются в финальной стадии звездного нуклеосинтеза: горении кремния. Этот процесс идет только в ядрах и ближайших к ядрам слоях красных сверхгигантов. И если этот процесс пошёл, то сброс оболочек гиганту уже не грозит: он взорвется сверхновой. Выбрасываются эти элементы в космос во время этого самого взрыва.
• Категория V: все остальные элементы вплоть до урана. Эти элементы образуются непосредственно во время взрыва сверхновой, и выбрасываются в космос вместе с элементами категории IV, но их образуется значительно меньше, чем элементов категории IV. Они являются редкими элементами во Вселенной.
• Категория VI: нестабильные. Это радиоактивные элементы, которых при взрывах сверхновых образуется крайне мало, и за типичные для эволюции звёзд и форм жизни сроки они успевают полностью распасться. Поэтому во Вселенной они вообще не встречаются сами по себе, а только в паре с какими-то более стабильными радиоактивными элементами, которые в них могут превращаться в ходе каких-то природных процессов. Таковы, к примеру, радий и плутоний.
• Категория VII: нестабильные и трудносинтезируемые. Легко распадаются, а получаются настолько нелегко, что сверхновой недостаточно для их образования, и никакие распространенные и холодные ядерные процессы вроде радиоактивного распада и природных реакторов их не нарабатывают ни в каких количествах. Поэтому во Вселенной их нет. Точка. Пусто. Отсутствуют. Ошибка 404. Таковы, к примеру, дальние трансурановые и сверхтяжелые металлы, вроде лоуренсия, гания и мейтнерия (кхе-кхе, элериум-115, кхе-кхе!).

Как видим, все элементы ранжированы по распространенности во Вселенной, основываясь на механизме их образования. Есть элементы распространенные, а есть не очень. Кислорода, азота, углерода и водорода очень много, потому что это категории II и 0 соответственно. Хлора, серы и фосфора меньше, потому что это категория III. Фтора ещё меньше, потому что это побочный довесок к категории II. А вот неона куда больше, чем фтора, потому что он, помимо того, что является побочным довеском к категории II, еще и входит в основную категорию III.

Все малораспространенные элементы могут быть микроэлементами, то есть играть значительную биологическую роль, но в малых дозах. Участь быть основным элементом биохимии им не грозит.

Если б море было водкой

Вода — не единственный возможный растворитель, в котором может зародиться жизнь. Перспективными в этом плане считаются также жидкий аммиак, нашатырный спирт (раствор аммиака в воде), углеводороды и серная кислота. В каждой из этих жидкостей есть определенные наборы сложных структур, которые в ней устойчивы. Для воды это белки, жиры, углеводы. Для серной кислоты это силиконы — совместные полимеры кремния и кислорода, на Земле известные как герметики и смазки; такая жизнь будет комфортно существовать при жарких температурах от 100 до 300 градусов Цельсия. Для аммиака и нашатырного спирта это более азотосодержащие аналоги хорошо знакомых нам белков, жиров и углеводов, с аминными группами вместо гидроксильных и иминными вместо карбоксильных. Для такой жизни комфортной температурой будет порядка −50 градусов Цельсия (климат Марса или Антарктиды). Для углеводородов это разная нестабильная при привычных нам температурах органика, состоящая из углеводородных цепей, полииминов, эфиров и нитрилов и использующая водородные связи (такая жизнь может существовать, к примеру, на спутнике Сатурна Титане). Такая жизнь будет процветать при криогенных температурах, порядка −150-170 градусов Цельсия.

Следует иметь в виду, что не все эти растворители могут образоваться на планетах в количестве, достаточном для образования гидросферы. В частности, аммиак из всей большой тройки распространенных льдов — самый неустойчивый к излучению и под его действием легко разлагается на азот и водород. Соответственно, у ярких звезд, чей спектр залезает в ультрафиолет, не будет планет, богатых аммиаком: искать их надо у тусклых красных карликов.

Возможно, что не всё так однозначно. Атмосфера первобытной Земли была более чем богата метаном, сероводородом аммиаком и углекислотой, никакой свободной воды, азота и кислорода изначально там не было. Черная земля из застывших вулканических пород, обрамленная редкими лужами зеленой воды и возможно местами аммиака в оранжевой атмосфере освещалось светом оранжевого Солнца и стоял забористый запах сероводорода. Светило светило на 30-40 % слабее нынешнего, но тогдашняя хищно-красная Луна была куда ближе к Земле и провоцировала неумеренную геологическую активность не дающую аммиаку и углекислоте ни толком выпасть в жидкость, ни раствориться в малом объеме воды. Возможно что аммиачно-нашатырная жизнь при чуть иных условиях могла бы и образоваться, по маргинальным теориям даже образовалась, но была задавлена деятельностью углеводородных органиков, что открыли оксигенный вариант фотосинтеза и начали усиленно жрать метан из атмосферы. В результате аммиак начал исчезать, как из-за окисления кислородом так и чуть позднее из-за всё усиливающегося проникновения ультрафиолета в атмоферу, а итог в конечном счете был один — азот и вода, в ту эпоху много водорода было вымыто из атмосферы в космос из-за малого количества окислителей. Но кислородная катастрофа спровоцировала Гуронское оледенение, которое уничтожило первую попытку в многоклеточность (габонионты), но похоже что к тому времени свободного метана и аммиака в атмосфере либо не оставалось либо были в ничтожных количествах. Возможно, что сценарий развития жизни на планете определяется далеко не только составом изначальной атмосферы.

Мне нужен для дыхания другой газ

Хорошо, с жидкостями разобрались. Но что с воздухом, каким воздухом может дышать различная инопланетная жизнь? В принципе, дышать воздухом ей вовсе не обязательно. Её энергетический цикл может быть никак не связан с атмосферой. Такое встречается и на Земле: к примеру, у глубоководных вулканических фумарол существуют формы жизни, берущие энергию из выбрасываемых в воду соединений серы. Такая экзотика, конечно, интересна ученым, но вряд ли заинтересует фантастов: вероятность ее развития в разумных инопланетян крайне мала.

Допустим, они дышат воздухом. Но нужно определиться, какой газ для дыхания им нужен: восстановитель или окислитель?

Окислитель — во многих отношениях более выгодный выбор. Реакции органики с окислителями высокоэнергетические, потому что органика сама по себе обычно проявляет восстановительные свойства. Дыша окислителем, существо получает огромные резервы энергии, которые может использовать, чтобы быстро передвигаться, жрать других существ, расти, размножаться, отращивать мозги и осваивать абстрактное мышление. В качестве окислителя на Земле выступает кислород, и есть основания считать, что и на других планетах практически всегда будет он же: это очень распространенный элемент из CNO-категории. Но ведь есть еще бурый газ и веселящий газ — соединения азота и кислорода, которые тоже являются окислителями и состоят из тех же широко распространенных элементов. Есть хлор — он по распространению во Вселенной лежит на ранг ниже, но все равно довольно обычен. В качестве окислителей теоретически могут выступать все перечисленные газы. Но они сначала должны откуда-то взяться. Окислительная атмосфера сама по себе, без участия жизни, может сформироваться только в результате постоянного радиолиза льдов интенсивным облучением — что достаточно редкая ситуация. Во всех остальных случаях самим живым организмам придется ее создавать (что и случилось на Земле во время так называемой кислородной революции, примерно 2,5 миллиарда лет назад).

Тем не менее, возможны и формы жизни, которые дышат восстановителями. При углеводородной биохимии другого выбора и нет: появление окислителя в атмосфере углеводородной планеты привело бы к воспламенению морей и океанов. Энергия при дыхании восстановителями (водородом, этаном, ацетиленом) образуется за счёт того, что углерод восстанавливается в метан. Но такой способ получения энергии куда менее эффективен, чем окисление, да и сами эти ксеносы живут при низких температурах, в результате получается неспешная, низкоэнергетическая, очень медленно развивающаяся биота. Однако у восстановительной атмосферы есть преимущество, которым не обладает окислительная: ее широчайшее распространение во Вселенной. Это атмосфера, которая естественным образом образуется у новосформированных планет. Её не надо создавать средствами самой жизни.

Не в меньшей степени, чем восстановительная, распространена инертная атмосфера, основными составляющими которой являются азот и углекислый газ. Но такая атмосфера совершенно не подходит для дыхания: эти газы не могут участвовать в реакциях, в результате которых выделяется энергия. Жизнь, которая образуется на таких планетах, должна получать энергию каким-то иным путём. Например, древнейшие бактерии Земли, зародившиеся в раннеархейскую эру получали энергию, окисляя железо и серу. Другие древние микроорганизмы — археи-метаногены дышали водородом, который в ранний период архейской эры был вполне обычен в атмосфере; эти микроорганизмы сохранились и до нашего времени в узких экологическим нишах, и именно благодаря им мы знаем, что водородное дыхание возможно. Все же считается что одним из самых древних способов дыхания были азотное(восстановление нитратов до азота и/или аммиака) собственно и сейчас очень многие грибы и растения вплоть до высших способны к переходить на этот вид анаэробного дыхания. Лишь когда появившиеся позже цианобактерии додумались до оксигенного способа фотосинтеза и научились питаться исключительно бросовым тогда углекислым газом и солнечным светом и… побочным продуктом их жизнедеятельности был кислород и в конце-концов они так много его «надышали», что преобразили атмосферу и поверхность Земли. Отныне на поверхности могли существовать лишь горные породы и минералы устойчивые к кислороду и нерастворяющиеся в воде. Безудержно размножаясь, примитивная жизнь поглотила и связала в своих телах и в продуктах своего обмена веществ почти весь свободный углерод и водород в меле, известняке и воде. В конце-концов кислорода в атмосфере стало так много, что на границе атмосферы образовался озоновый слой. Напоминаем, что изначальная жизнь возникла в восстановительной атмосфере и кислород был для неё смертельным ядом. Всего за какой-то несчастный миллиард лет комки неразумной белковой слизи изменили атмосферу и геологию целой планеты !

Всего должно быть в меру

В предыдущем пункте, как вы заметили — доля азота в атмосфере Земли с нескольких процентов выросла аж до 78 %, а оснований считать, что его парциальное давление резко с той эпохи поменялось (стало в 2-3 раза меньше от изначального) — нет, тоесть атмосферное давление неплохо так упало (с 5-7 МПа до 0,1 МПа) и нередко именно этим объясняются Великие Гуронское и Эдиакарское оледенения чуть ли не до экватора. Плотность атмосферы тоже имеет немалое значение, слишком плотная атмосфера приводит к парниковому эффекту в неприличных масштабах — на Венере температура на поверхности более 450 градусов, что в сочетании с плотностью атмосферы на поверхности более чем в 90 раз выше земной, делает практически невозможным существование какой-либо органики, вдобавок не ионосферы и ни аналога озонового слоя у планеты, что привело к тому, что при постепенном повышении светимости Солнца и усилении «солнечного ветра» из атмосферы в космическое пространство «вымыло» все лёгкие газы от водорода и до водяного пара, а вода на поверхности испарилась. Возможно в определенный период истории на Венере либо была, либо начала образовываться жизнь, но погибла когда солнышко стало светить чуть сильнее.

Хорошо, а что с подводной (или поджидкостной) жизнью? А она все равно или использует для дыхания какой-то газ, растворенный в жидкости, или какие-то растворенные твёрдые соединения (как те же железобактерии и жители подводных фумарол).

Как мы, да не как мы

Но представим, что инопланетная жизнь использует все те же реакции, что и наша: она тоже дышит кислородом, состоит из белков, жиров и углеводов, в качестве растворителя использует воду. Можно радоваться, вторгаться к ним, отбирать у них их еду и охотиться на их зверей? Не спешите.

Жизнь на Земле построена на специфическом наборе соединений. Из тех же родных нам элементов могут быть сформированы и другие аналогичные соединения, которые породят биохимию, очень похожую на нашу, но с нашей всё равно несовместимую. Другие аминокислоты и другие азотистые основания в геноме. Например, вместо тимина их ДНК содержит шмимин — неизвестное на Земле основание.

Но это ладно — в конце концов, мы не усваиваем геном того, что едим, а разлагаем его. А аминокислоты? Ведь белок мы разлагаем именно на них. И если их аминокислоты окажутся непохожи на наши, их биохимия будет несовместима с нашей. Наши аминокислоты — лево-энантиомерные. Такие же аминокислоты, но зеркально отраженные (декстро-энантиомерные) по свойствам не отличаются от наших, могут быть основой аналогичных белков, но с нашими «не бьются». А сахара нам нужны, напротив, декстро-энантиомерные: попытка покушать «левого» сахара приведет только к тому, что едока прошибёт понос.

Атмосфера у чужой планеты с развитой жизнью, даже если она кислородная, тоже может подкинуть сюрпризов. Например, местная жизнь прекрасно себя чувствует при парциальном давлении азота в 5 атмосфер. А вот человеку такое уже сильно неполезно вдыхать: будет азотный наркоз. А вот если высокое давление создает какой-то лёгкий инертный газ, например, гелий, а парциальное давление азота и кислорода близко к земному, то для человека такая атмосфера будет безвредна. Собственно, человеку с его тонкой настройкой именно на условия земной атмосферы, много где может поплохеть: допустим, в атмосфере другой планеты давление — одна земная атмосфера, кислорода столько же, сколько на Земле, но углекислого газа практически нет, и он замещён азотом и инертными газами — есть риск хлопнуться в обморок и даже умереть: дыхательный центр в мозге, реагирующий на углекислый газ, не среагирует и не отдаст команду на автоматический вдох. В таких случаях для колонистов может понадобиться изобрести дыхание — то есть сделать рефлекторный навык контролируемым, или носить специальную маску, которая улавливает выдыхаемую углекислоту и часть ее направляет назад на вдох. Повышенное содержание кислорода в атмосфере тоже вредно — при его содержании даже в 25-35 % в атмосфере или при повышенном давлении всего на 15-20 % будет просто «отравление кислородом» из-за чрезмерного насыщения его кровью, что приводит к связыванию клеток гемоглобина кислородом и их недостатком для удаления углекислого газа, доля которого будет расти — исходом будет обморок, нарушение клеточного обмена и последующая смерть. Также даже самые незначительные раны будет приводить к страшнейшим воспалительным процессам.

Ксенобиология и планетология

Итак, на каких планетах возможно существование жизни всех перечисленных категорий? Начнем с жизни, подобной земной, как наиболее хорошо известной науке. У неё много преимуществ: она использует только широко распространенные CNO-элементы в качестве основных (в меньшей степени фосфор и калий, еще в меньшей степени всё остальное — микроэлементы). Она по большей части основана на высокоэффективном дыхании кислородом. Она использует воду — один из широко распространенных во Вселенной льдов. Поэтому высоки шансы, что большая часть инопланетян разовьется на аналогичной биохимии, а всякой экзотики мы встретим существенно меньше.

Как ищут потенциальные места обитания такой жизни? Ключевым фактором является жидкая вода. Везде, где есть жидкая вода, может быть и жизнь, подобная земной. Кислород вторичен: мы ведь помним, что древнейшая земная жизнь развивалась без него, в инертной атмосфере? А вода первична: без неё белковой жизни нет. Итак, где учёные ищут воду?

• В так называемой «Зоне Златовласки» вокруг звёзд. Это тот диапазон орбит, на которых планета, подобная Земле, будет иметь температуру, подобную Земле. При обнаружении экзопланеты, входящей в эту зону, астрономы очень радуются, хотя это само по себе еще не гарантия: планета может быть углеродной, безводной, лишенной твердой поверхности и даже океанского дна, да мало ли что ещё?
• В водно-ледяных лунах. Спутники газовых гигантов, подобные Европе и Энцеладу, могут иметь тёплые подлёдные озёра или даже целые океаны тёплой воды за счёт приливного разогрева и вулканизма. О существовании как минимум озёр на Европе и Энцеладе известно достоверно — спутники наблюдали выбросы воды через трещины во льду с обеих лун (есть мнение, что в этой воде высокое содержание щелочи, но даже на Земле есть живые организмы, которые не боятся щёлочи). О целостном же подлёдном океане на Европе и Энцеладе известно почти достоверно: многие косвенные свидетельства указывают на то, что ледяная корка на обеих лунах никак не соприкасается с каменным ядром, а плавает в воде. Поскольку с кислородом там, скорее всего, всё грустно (а с солнечным светом и продуцентами-фотосинтетиками всё грустно без сомнений), на таких лунах могут обнаружиться только формы жизни, использующие экзотические источники энергии вроде тех же серы или железа. Тем не менее, радует уже сам факт, что ксеножизнь всё ещё может быть найдена совсем рядом, в Солнечной системе, и для ее поисков не надо строить гипердвигатель и лететь в тартарары.

Не следует забывать и о том, что в Солнечной системе есть одна «планета», похожая на Землю, но с углеводородами вместо воды и восстанавливающей атмосферой. Речь, конечно, о Титане, спутнике Сатурна. Это ещё одно место, где учёные надеются обнаружить жизнь совсем рядом, причем это будет не хорошо знакомая белково-водная жизнь, а интереснейшая экзотика, состоящая из малоизвестных углеводородных соединений и дышащая восстановителями вроде ацетилена, угарного газа или цианистого водорода. Однако содержание газов-восстановителей в титанской атмосфере весьма невелико, и жизнь там если и есть, то только начинает зарождаться и колонизировать этот холодный мир.

Что касается экзопланет, то ученые-планетологи делятся на две группы. Одни строят теории о том, как совершенно невероятная жизнь может существовать в невероятных условиях (например, криогенные организмы, дышащие водородом, на тёмных бродячих планетах). Другие с восхитительным упорством ищут экзопланеты, похожие на Землю, ожидая, что в будущем там обнаружат жизнь, подобную земной.

Ксеноанатомия

Самая гадательная область ксенологии, но прежде чем вводить разумных «тараканов, ящериц, лягушек» старайтесь держать в уме анатомию именно земных их аналогов. Разум — требует развитого мозга, а он в свою очередь требует очень много энергии. При этом игнорируемый всеми факт — двуногость дает огромную энергетическую выгоду. Так для понимания — дневные энергетические потребности взрослого мужчины занимающегося тяжелым физическим трудом 4000-5500 ккал (55-75 ккал/кг веса тела), офисного работника около 2000 ккал. Для сравнения домашней собаке нужно 120—200 ккал/кг, а кошачьим — 100—200 ккал/кг (у домашней кошки, спящей по 12-14 часов в день и то 50-75 ккал/кг !). Тоесть бобику с весом человека нужно вдвое больше еды. Поэтому появление каких-то многоногих ксеносов должно быть обосновано необычайно питательной и богатой средой обитания, но тогда ещё придется обосновывать какие факторы естественного отбора вообще могли привести к появлению разума и есть поводы думать об их искусственном происхождении.

• Разумные тараканы — при размерах тела близким к людским дыхание и обмен веществ диффузионным способом уже невозможен, а значит либо требуется система нагнетания и газового и жидкостного трактов из-за чего тараканы резко перестают ими быть, либо огромная плотность атмосферы в десятки раз выше земной и обоснуй почему жизнь там возникла в условиях парникового эффекта.

Космооперные сказочно-фэнтезийно-крутышечные штампы, и почему их не бывает

• Фторная жизнь. Возможна теоретически, но крайне маловероятна из-за редкости фтора как элемента. Представить себе условия, в которых этот рассеянный по Вселенной элемент соберется где-то в таком количестве, чтобы получилась целая планета его соединений — крайне трудно.
• Жизнь из расплавленного кремния. Длинных молекул, способных продолжительное время существовать и участвовать в сложных реакциях при температуре вулканической лавы, науке не известно. Самая «жаркая» ксеножизнь из предполагаемых в реале — на основе силиконов и серной кислоты, ее верхний предел +300 градусов Цельсия. То есть на Венере у поверхности уже смертельно жарко даже для них.
  • Собственно, и с кремниевоорганической жизнью (примерный аналог нашей углеродной, но с кремнием вместо углерода) тоже будут большие проблемы. Чтоб далеко не ходить: в земных условиях оксид углерода — газ, оксид кремния (кремнезём) — твёрдое вещество с температурой плавления 1600 °C. Выделять при дыхании газ куда проще, чем порошок. Так что вторжение на Землю кремнийорганических монстров или создание суперсолдат с твёрдой непробиваемой кожей нам точно не грозит.
• Существа из чистой энергии. Ну, начнем с того, что понятия «чистая энергия» наука не знает. Энергия всегда какая-то и связана с какими-то процессами в материи. «Ну хорошо, не энергии, полей», виновато поправляется фантаст-космооперщик. Уже теплее, но одно маленькое «но». Электрические и магнитные поля в отрыве от вещества существовать могут, но только в виде волн — фотонов. То же касается гравитационных полей, их волны уже открыты, хотя являются ли они легендарными гравитонами, пока не известно. И те, и другие… распространяются со скоростью света. А значит, существуют как бы вне времени, в абсолюте, и едва ли могут воспринимать остальную Вселенную. Да и просто не могут притормозить и поболтать с кем-то. Это уже не говоря о том, что о каких-то сложных структурах из фотонов ничего не известно. Поэтому крутышечник-фэнтезюшник, использующий «сущности из энергии» по сути как технотрёпный обоснуй богов и духов, несёт чушь.