Жодною з цих проблем не створює сонячне світло. Сонце - постійне, фактично невичерпне джерело енергії, яка легко використовується в хімічних процесах при будь-якій температурі. Життя на нашій планеті цілком залежить від сонячної енергії, тому природно передбачити, що ніде у іншому місці Сонячної системи життя не могло б розвиватися без прямого або непрямого споживання енергії цього вигляду.
Не міняє істоти справи і той факт, що деякі бактерії здатні жити в темноті, використовуючи для живлення тільки неорганічні речовини, а як єдине джерело вуглецю - його діоксид. Такі організми, звані хемолітоавтотрофами (що в буквальному переказі означає: що живлять себе неорганічними хімічними речовинами), отримують енергію, необхідну для перетворення діоксиду вуглецю на органічні речовини за рахунок окислення водню, сірі або інших неорганічних речовин. Але ці джерела енергії на відміну від Сонця виснажуються і після використання не можуть відновлюватися без участі сонячної енергії. Так, водень, важливе джерело енергії, для деяких хемолітоавтотрофів утворюється в анаеробних умовах (наприклад, в болотах, на дні озер або в шлунково-кишковому тракті тварин) шляхом розкладання під дією бактерій рослинного матеріалу, який сам, звичайно, утворюється в процесі фотосинтезу. Хемолітоавтотрофи використовують цей водень для отримання з діоксиду вуглецю метану і речовин, необхідних для життєдіяльності клітки. Метан поступає в атмосферу, де розкладається під дією сонячного світла з утворенням водню і інших продуктів. У атмосфері Землі водень міститься в концентрації 0,5 на мільйон часток; майже весь він утворився з метану, що виділяється бактеріями. Водень і метан викидаються в атмосферу також при виверженнях вулканів, але в незрівнянно меншій кількості. Інше істотне джерело атмосферного водню - верхні шари атмосфери, де під дією сонячного Уф-випромінення пари води розкладаються з вивільненням атомів водню, які випаровуються в космічний простір.
Багаточисельним популяціям різних тварин-риб, морських молюсків, мідій, гігантських черв'яків і т.д., які, як було встановлено, і мешкають поблизу гарячих джерел, виявлених на глибині 2500 м в Тихому океані, інколи приписують здатність існувати незалежно від сонячної енергії. Відомо декілька таких зон: одна поряд з Галапагоським архіпелагом, інша на відстані приблизно 21° до північного заходу, біля берегів Мексики. В глибині океану запаси їжі свідомо мізерні, і відкриття в 1977 р. першої такій популяції негайно поставило питання про джерело їх живлення. Одна можливість, мабуть, полягає у використанні органічної речовини, що скупчується на дні океану, - покидьків, що утворилися в результаті біологічної активності в поверхневому шарі; вони переносяться в райони геотермальної активності горизонтальними течіями, що виникають унаслідок вертикальних викидів гарячої води. Рух вверх перегрітої води і викликає утворення придонних горизонтальних холодних течій, направлених до місця викиду. Передбачається, що таким шляхом тут і скупчуються органічні останки.
Інше джерело живильних речовин стало відоме після того, як з'ясувалося, що у воді термальних джерел міститься сірководень. He виключено, що хемолітоавтотрофні бактерії знаходяться біля початку ланцюга живлення. Як показали подальші дослідження, хемолітоавтотрофи дійсно є головним джерелом органічної речовини в екосистемі термальних джерел.
Оскільки “паливом” для цих глибоководних співтовариств служить сірководень, що утворився в глибинах Землі, їх зазвичай розглядують як жваві системи, здатні обходитися без сонячної енергії. Проте це не зовсім вірно, оскільки кисень, використовуваний ними для окислення “палива", є продуктом фотохімічних перетворень. На Землі є тільки два значні джерела вільного кисню, і обидва вони пов'язані з активністю Сонця.
Океан грає важливу роль в житті глибоководної екосистеми, оскільки він створює навколишнє середовище для організмів з термальних джерел, без якої вони не могли б існувати. Океан забезпечує їх не лише киснем, але і всіма потрібними живильними речовинами, за винятком сірководня. Він видаляє відходи. І він же дозволяє цим організмам переселятися в нові райони, що необхідне для їх виживання, оскільки джерела недовговічні - згідно оцінкам, час їх життя не перевищує 10 років. Відстань між окремими термальними джерелами в одному районі океану складає 5-10 км.
Розчинник. В даний час прийнято вважати, що необхідною умовою життя є також наявність розчинника того або іншого типа. Багато хімічних реакцій, що протікають в жвавих системах, без розчинника були б неможливі. На Землі таким біологічним розчинником служить вода. Вона є головною складовою живих клітин і одне з найпоширеніших на земній поверхні з'єднань. З огляду на те, що створюючі воду хімічні елементи широко поширені в космічному просторі, вода, поза сумнівом, одне із з'єднань, що найчастіше зустрічаються, у Всесвіті. Але, не дивлячись на такий достаток води всюди. Земля - єдина планета в Сонячній системі, що має на своїй поверхні океан.
Вода володіє лавою особливих властивостей, завдяки яким вона може служити біологічним розчинником природним місцем існування жвавих організмів. Цими властивостями визначається її головна роль в стабілізації температури Землі. До таких властивостей належать: високі температури плавлення (танення) і кипіння; висока теплоємність; широкий діапазон температур, в межах якого вода залишається в рідкому стані; велика діелектрична постійна (що дуже важливе для розчинника); здатність розширюватися поблизу точки замерзання. Всесторонній розвиток ці питання отримали, зокрема, в праці Л. Дж. Гендерсона (1878 - 1942), професори хімії Гарвардського університету.
Сучасні дослідження показали, що настільки незвичайні властивості води обумовлені здатністю її молекул утворювати водневі зв'язки між собою і з іншими молекулами, що містять атоми кисню або азоту. Насправді рідка вода складається з агрегатів, в яких окремі молекули сполучені разом водневими зв'язками. З цієї причини при обговоренні питання про те, які неводні розчинники могли б використовуватися жвавими системами в інших світах, особлива увага приділяється аміаку, який також утворює водневі зв'язки і по багатьом властивостям схожий з водою. Називаються і інші речовини, здібні до утворення водневих зв'язків, зокрема фтористоводнева кислота і ціаністий водень. Проте останні два з'єднання маловірогідні кандидати на цю роль. Фтор відноситься до рідких елементів: на один атом фтору в спостережуваному Всесвіті доводиться 10000 атомів кисню, так що важко представити на будь-якій планеті умови, які сприяли б утворенню океану, що складається з HF, а не з Н2о. Що стосується ціаністого водню (HCN), складові його елементи в космічному просторі зустрічаються удосталь, але це з'єднання термодинамічно недостатньо стійко. Тому маловірогідно, щоб воно могло у великих кількостях коли-небудь накопичуватися на якійсь планеті, хоча, як ми говорили раніше, HCN є важливою (хоча і тимчасове) проміжною ланкою в передбіологічному синтезі органічних речовин.
Аміак складається з досить поширених елементів і, хоча він менш стабільний, чим вода, все ж достатньо стійкий, щоб його можна було розглядувати як можливий біологічний розчинник. При тиску в 1 атм він знаходиться в рідкому поляганні в інтервалі температур - 78 до - 33°С. Цей інтервал (45°) набагато вужчий відповідного інтервалу для води (100°С), але він охоплює ту область температурної шкали, де вода не може функціонувати як розчинник. Розглядуючи аміак, Гендерсон указував, що це єдине з відомих з'єднань, яке як біологічний розчинник наближається по своїх властивостях до води. Але врешті-решт учений відмовився від свого твердження по наступних причинах: По-перше, аміак не може накопичитися в достатній кількості на поверхні якої-небудь планети; по-друге, на відміну від води він не розширюється при температурі, близькій до точки замерзання (унаслідок чого вся його маса може цілком залишитися в твердому, замороженому стані), і, нарешті, вибір його як розчинника виключає вигоди від використання кисню як біологічний реагент. Гендерсон не висловив певної думки про причини, які перешкодили б аміаку накопичуватися на поверхні планет, але, проте, він опинився правий. Аміак руйнується Уф-випроміненням Сонця легше, ніж вода, тобто його молекули розщеплюються під впливом випромінювання більшої довжини хвилі, що несе менше енергії, яке широко представлене в сонячному спектрі. Водень, що утворюється в цій реакції, випаровується з планет (за винятком найбільших) в космічний простір, а азот залишається. Вода також руйнується в атмосфері під дією сонячного випромінювання, але тільки набагато більш короткохвильового, чимось, яке руйнує аміак, а що виділяються при цьому кисень (О2) і озон (О3) утворюють екран, що дуже ефективно захищає Землю від убивчого Уф-випромінення. Таким чином відбувається самообмеження фотодеструкції атмосферної пари води. В разі аміаку подібне явище не спостерігається.
Ці міркування непридатні до планет типа Юпітера. Оскільки водень удосталь присутній в атмосфері цієї планети, будучи її постійній складовій, розумно передбачати наявність там аміаку. Ці припущення підтверджені спектроскопічними дослідженнями Юпітера і Сатурну. Навряд чи на цих планетах є рідкий аміак, але існування аміачних хмар, що складаються із замерзлих кристалів, цілком можливо.
Розглядаючи питання про воду в розгорненому плані, ми не можемо затверджувати або заперечувати, що вода як біологічний розчинник може бути замінена іншими з'єднаннями. При обговоренні цієї проблеми нерідко виявляється схильність до її спрощення, оскільки, як правило, враховуються лише фізичні властивості альтернативних розчинників. При цьому применшується або зовсім ігнорується та обставина, яку відзначав ще Гендерсон, а саме: вода служить не лише розчинником, але і активним учасником біохімічних реакцій. Елементи, з яких складається вода, “вбудовуються" в речовини жвавих організмів шляхом гідролізу або фотосинтезу біля зелених рослин (див. реакцію 4). Хімічна структура жвавої речовини, заснованої на іншому розчиннику,, як і вся біологічна середа обов'язково мають бути іншими. Іншими словами, заміна розчинника неминуче спричиняє за собою надзвичайно глибокі наслідки. Ніхто серйозно не намагався їх собі уявити. Подібна спроба навряд чи розумна, бо вона є ні більше ні менше, як проект нового світу, а це заняття вельми сумнівне. Поки ми не в змозі відповісти навіть на питання про можливість життя без води, і навряд чи що-небудь дізнаємося про це, поки не виявимо приклад безводного життя.