Plausible biologische Alternative zur normalen Photosynthese

Sie haben nach harter Wissenschaft gefragt, also hier ist sie.

Der Schlüsselprozess in der Photosynthese ist der Joliot-Kok-Zyklus. Dies ist, was Wasser "spaltet" und produziert$O_2$, zusammen mit$H^+$und$e^-$die verwendet werden, um hochenergetische Moleküle zu erzeugen. Hier ist der ursprüngliche Vorschlag in einem Papier von Kok, und hier ist ein Link zum vollständigen Text, wenn Sie Zugriff haben. Der Mechanismus ist komplexe Redoxchemie, ist aber im folgenden Diagramm aus dieser SE-Frage schön zusammengefasst, die das Diagramm eigentlich von hier hat . . Eine andere SE-Frage zeigt uns, wo das Licht eine Rolle spielt – wenn man sich zwischen den verschiedenen bewegt$S$Zustände. Sobald wir haben$e^-$und$H^+$, haben wir Energie in chemischer Form, die oft in Cofaktoren wie z$NADH$,$NADPH$, oder$FADH_2$. Dies sind alles hochenergetische Formen ihrer oxidierten Zustände.$NAD^+$,$NADP^+$, und$FAD$und kann als eine Art Batterie betrachtet werden, die aufgeladen wird$e^-$und$H^+$. In gewisser Weise ist das „echte“ Ziel der Photosynthese das Produzieren$e^-$und$H^+$aus Lichtenergie, mit der dann die Cofaktoren „aufgeladen“ werden können. Schauen wir uns also ein paar Möglichkeiten an, dies zu tun.

Als Anmerkung, die Cofaktoren sind keine magischen Materialien – nur große organische Moleküle.$NAD^+ = C_{21}H_{27}N_7O_{14}P_2$,$NADP^+ = C_{21}H_{27}N_7O_{17}P_3$, und$FAD = C_{27}H_{33}N_9O_{15}P_2$

Einfache (aber realistische) Lösungen:

1) Thermosynthese

Es gibt keinen Grund, dass die Energie, die zum Aufspalten von Wasser benötigt wird, aus Licht kommen MUSS – so macht es die aktuelle Biologie. Mit einer anderen Reihe von Enzymen und einem anderen Zyklus könnte die Biologie Energie aus einer Vielzahl von Quellen gewinnen. In diesem Fall würde die Thermosynthese auf Wärme statt auf Licht angewiesen sein:

$H_2O+heat => O_2 + 4H^+ + 4e^-$

Dieser Mechanismus würde sich vom Kok-Zyklus unterscheiden, da Sie in der Mitte eher eine thermisch aktivierte Alternative zu P680 als eine photoreaktive haben würden. Das ist also eine Lösung – thermisch aktiviertes P680.

Abschluss der Gleichung (dies ist identisch mit den lichtunabhängigen Reaktionen der Photosynthese):

$2H^+ + 4e^- + 2NAD^+ => 2H^- + 2NAD^+ => 2NADH$

2) Photosynthese ohne Wasser

Alternativ könnte man einen anderen Elektronenakzeptor verwenden . Dies tauchte in der WB-Frage auf , die diese Frage inspirierte (wenn wir viel mehr rekursieren, müssen wir zu Meta wechseln), und die Lösung waren Stickstoff- und Stickoxide, einer der stärksten Elektronenakzeptoren in der Natur. Es ist plausibel, sich vorzustellen, dass diese Stickoxide den Platz von Wasser im normalen Photosyntheseweg einnehmen und produzieren$O_2$und$N_2$als Ergebnis. Die Forscher hatten dafür keinen Mechanismus, aber angeblich produziert er$O_2$die dann verwendet wird, um Methan zu oxidieren. Das ist also eine andere Lösung, die so ähnlich aussieht

$2NO + light + H^+ => N_2 + O_2 + 2e^- + H^+$

Abschluss der Gleichung (wieder identisch mit den lichtunabhängigen Reaktionen der Photosynthese):

$H^+ + 2e^- NAD^+ => H^- + NAD^+ => NADH$

Verrücktere Ideen

Das ist Worldbuilding – erweitern wir die Grenzen der Plausibilität. Woher bekommen wir sonst Energie? Mechanische Bewegung. Meine Vision dafür ist eine Art Seetang-ähnlicher Organismus, der von Wellen oder Gezeiten herumgeschleudert wird, ähnlich den theoretischen Wellen-/Gezeiten-Energieextraktoren. Wenn der Stiel des Seetangs gestreckt wird, zieht er an einem langen Molekül. Es gibt ein paar Möglichkeiten, wie wir daraus Energie gewinnen können.

3) Konformationsänderungen

Das ist wie das, was in Ihrem Auge passiert – ein langes Molekül wird entknickt (Doppelbindung wechselt von cis zu trans), außer dass wir mechanische Energie verwenden, um es zu begradigen. Dabei erzwingt es eine Konformationsänderung im Molekül, die ein Hydrid ($H^-$, oder die alles Wichtige$H^+ + 2e^-$) aus Wasser – Starten einer Redoxkette ähnlich dem Kok-Zyklus. Das$^+OH$würde dann von einem anderen Wasser angegriffen werden, wobei sich Wasserstoffperoxid bildet, in das sich dieses zersetzen könnte$O_2$und$H_2$im Umkehrschluss des normalen Ablaufs . Machbar? Nicht wirklich. Gute Fiktion? Vielleicht. Hier ist deine Formel:

$2H_2O + mechanical force + NAD^+=> H^- + ^+OH + H_2O + NADH => H_2O_2 + H_2 +NADH$

4) Radikalchemie

In ähnlicher Weise könnten wir diese mechanische Kraft verwenden, um eine Bindung aufzubrechen und zwei Radikale zu erzeugen. Ich stelle mir eine vor$O-H$Bindung, Bildung eines Alkoholradikals und$H_{(rad)}$. Das Wasserstoffradikal würde mit so etwas reagieren$FAD$.$FAD$ist ein weiterer dieser Cofaktoren, die die moderne Biochemie der Erde bereits verwendet, und hat einen niedrigen Energiezustand als$FAD$und einen Hochenergiezustand, wenn es reduziert wird$FADH_2$.$FAD$akzeptiert zwei radikalische Wasserstoffatome in diesem Mechanismus, also ist es perfekt für unsere Verwendung. Das Alkoholradikal würde Wasser angreifen, um ein Peroxid zu bilden und wie oben fortzufahren. Kann ich mir vorstellen, dass es tatsächlich funktioniert? Nein. Wird es helfen, den Unglauben für einen Roman aufzuheben? Wahrscheinlich. Hier ist die Gleichung:

$2RCOH + mechanical\ force + FAD +H_2O=> 2H_{(rad)} + 2RCO_{(rad)} + FAD + H_2O => FADH_2 + 2RCOH + H_2O_2 => FADH_2 + 2RCOH + H_2 + O_2$

wobei RCOH ein generischer Alkohol ist – vielleicht Ethanol ($CH_3CH_2OH$) oder Propylenglykol ($C_2H_6OHCOH$)

5) Betastrahlung

Diese Art von Strahlung erzeugt ein Positron, das Antimaterieteilchen zu einem Elektron. Wenn ein Positron und ein Elektron kollidieren, vernichten sie sich. Wenn dies einem Wassermolekül oder etwas Ähnlichem passieren würde, würde es ein Wasserstoffradikal erzeugen, das von FAD aufgenommen werden könnte und ein Hydroxidion bildet. Nicht wirklich sicher, wie man Sauerstoff daraus bekommt, aber vielleicht könnte es in Natriumperoxid und dann in Natriumhydroxid und Sauerstoffgas katalysiert werden . Gleichung:

$2e^+ + 2H_2O + FAD=> 2H_2O_{(rad)} + \gamma\ rays + FAD => 2H_{(rad)} + 2^-OH + FAD => FADH_2 + 2^-OH$

6) Gammastrahlung

Sie haben angegeben, dass "Licht nicht verwendet werden kann", aber ich hatte das Gefühl, dass die Gammastrahlung, die Pilze und Bakterien frisst, einen Ruf verdient hat. Dieses Licht würde nicht von einer Sonne kommen, es würde von einer radioaktiven Quelle stammen, die wahrscheinlich tief im Inneren der Erde liegt. Ich bin mir nicht sicher, ob das zählt, aber ich werde die Referenzen hier und hier für alle Fälle hinzufügen. Ihre Grundformel ist die gleiche wie bei der Photosynthese, allerdings mit viel energiereicheren Photonen:

$2H_2O + \gamma\ rays => O_2 + 4H^+ + 4e^-$

Um die Gleichung zu vervollständigen, verwenden wir noch einmal einen Cofaktor:

$4e^- + 2H^+ + 2NAD^+ => 2H^- + 2NAD^+ => 2NADH$

Es gibt wahrscheinlich einige gute theoretische Prozesse, aber es gibt zwei natürliche Prozesse, die mir in den Sinn kommen, Chemosynthese und Retinal .

Die Chemosynthese benötigt eine Säure, Wärme und CO2, um Zucker und Wasser herzustellen, und entfernt das Anion von der Säure.

Der Netzhautzyklus verwendet Sonnenlicht und Beta-Carotin, um Netzhaut, Sauerstoff und etwas Energie zu produzieren. Es ist auch die Grundlage für die Lila-Erde-Hypothese und gilt als Vorläufer des modernen Chlorophylls.

Wenn die Abgabe von Sauerstoff keine zwingende Voraussetzung ist, können Sie die Chemosynthesereaktion so modifizieren, dass jede Art von Element emittiert wird, die Sie möchten, solange es in Gegenwart von Wasserstoff eine Säure bilden kann. Je elektronegativer es ist, desto höher ist die Intensität der Eingangsenergie, die Sie benötigen. Es ist möglich, dass Sie dies sogar mit einer komplexen Säure wie Schwefelsäure (H2SO4) tun und eine Sekundärreaktion haben, die etwas Sauerstoff aus dem Nebenprodukt erzeugen könnte.

Gliederung
Einige Bakterien setzen Chemosynthese ein, um Kohlendioxid zu reduzieren und organische Stoffe zu erzeugen, wenn Sauerstoff und Schwefelwasserstoff vorhanden sind. Andere Bakterien erzeugen ihren eigenen Sauerstoff ohne Licht aus Nitrit. Wenn also Elemente von beiden mit dem Sauerstoffproduzenten im Überschuss vorhanden sind, sollte dies die Photosynthese nachahmen und sowohl Sauerstoff als auch organisches Material in Abwesenheit von Licht produzieren.

Nitrite in der Natur
Nitrite sind Teil des Stickstoffkreislaufs https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen_cycle und sind bis zu einem gewissen Grad in den meisten Böden vorhanden.

Quellen für Stickoxid
Nitrite aus dem Stickstoffkreislauf können durch Xanthin-Oxidoreduktase (XO) zu Stickoxid reduziert werden. Unter aeroben Bedingungen:

2NADH + NO2- > XO > NO + 2NAD+ + H2O
http://www.jbc.org/content/275 /11/7757.voll

Stickoxid wird auch bei hohen Blitztemperaturen gebildet.

N2 + O2 → 2NO
https://www.nature.com/articles/nrd2466

Sauerstoffproduktion ohne Licht
Das Bakterium Candidatus Methylomirabilis oxyfera wandelt Stickoxid in freien Stickstoff und freien Sauerstoff um.

2NO > N2 + O2
http://www.kegg.jp/kegg-bin/show_organism?org=mox https://www.mpg.de/621120/pressRelease201003241

Produktion von Kohlenhydraten
Chemosynthese ist die Nutzung von Energie, die durch anorganische chemische Reaktionen freigesetzt wird, um Lebensmittel herzustellen. Die Chemosynthese ist das Herzstück von Tiefseegemeinschaften und erhält das Leben in absoluter Dunkelheit, wo kein Sonnenlicht eindringt. Wie hier .

Typischerweise werden Reaktionen wie diese verwendet .

CO2 + 4H2S + O2 -> CH20 + 4S + 3H2O

Schwefelwasserstoff (H2S) tritt in der Natur als Produkt von schwefelhaltigem Gestein und Magma auf, das unter hohem Druck mit Meerwasser in Kontakt kommt, und tritt in einigen Tiefsee-Schlotabflüssen auf.

Diskussion
H2S und CO2 sind in der Umwelt vorhanden. Das einzige fehlende Element ist Sauerstoff, der aus dem Stickstoffkreislauf über die Reduktion von Nitrit zu Stickstoffmonoxid durch Xanthin-Oxidoreduktase bereitgestellt wird, gefolgt von der Umwandlung in freien Sauerstoff und freien Stickstoff durch Bakterien vom Typ Methylomirabilis oxyfera.

Ich schlage vor, dass die Methylomirabilis-Enzyme und -Syntheseprozesse isoliert von ihrer üblichen Verwendung (Methanoxidation) stattfinden und stattdessen einer symbionten chemosynthetischen Spezies zur Verfügung gestellt werden, die H2S, CO2 und das bereitgestellte O2 zur Produktion von Kohlenhydraten verwendet. Im Gegenzug erhält der Methylomirabilis-Symbiont einen Teil der produzierten Kohlenhydrate.

Andere Bakterien, die ohne Licht Sauerstoff produzieren und eine Reihe von anorganischen Materialien verwerten, finden Sie hier .

Andere chemosynthetische Bakterien arbeiten mit verschiedenen anorganischen Medien wie Wasserstoff oder Ammoniak, um organische Materialien herzustellen, sodass diese ebenfalls verwendet werden könnten (siehe obigen Link zur Chemosynthese).

Weitere Einzelheiten zu Methylomirabilis oxyfera finden Sie hier .

Ich kann es in der kurzen Zeit, in der ich diese Frage beantworten muss, nicht finden, aber ich bin vor ein paar Jahren auf einen Artikel über eine Frau gestoßen, die hier an einer abgelegenen Stelle einen kleinen See / Teich gefunden hat auf der Erde, die Mikroorganismen hat, die ihre Kohlenstoff -Phosphor-Atome entweder durch Schwefel oder Cyanid- Arsen ersetzt haben. Die Kohlenstoff- Phosphor-Quelle in der Gegend war so niedrig und die Alternative so weit verbreitet, dass sie irgendwie umgestellt wurden.

Also hörten sie irgendwie auf, im Grunde genommen auf Kohlenstoff basierende Lebensformen zu sein. Auch hier ist es Jahre her, dass ich den 1-Artikel gelesen habe, aber ich erinnere mich, dass sie darüber geärgert wurde, dass sie von fast allen Nachrichtenmedien falsch zitiert wurde, als sie sagte, sie habe „außerirdisches Leben auf der Erde gefunden“, als sie so etwas wie „Leben finden“ sagte auf der Erde, die unserer Denkweise fremd ist".

Das Bild, an das ich mich bei dem Artikel erinnere, ist eine Dame mit einem dampfenden Teich hinter sich, der aussieht, als wäre er mit Salz umrandet. Wenn ich mich richtig erinnere, glaube ich, dass die Gegend um den Teich völlig unfruchtbar ist.

Als ich nach diesem Artikel suchte, fand ich einen scheinbar ähnlichen Artikel über Forscher in einer tiefen Mine, die herauszufinden versuchen, wie manche Mikrolebewesen ohne Licht und mit hohen Schwefelkonzentrationen leben.

https://beta.theglobeandmail.com/technology/science/ancient-water-from-northern-ontario-mine-may-harbour-alien-life/article32540885/

Es tut mir leid, dass ich nicht mehr von Nutzen sein kann, aber ich hoffe, es ist ein Ausgangspunkt. Zumindest ist dies etwas Wissenschaft, wenn nichts anderes.

BEARBEITEN: Ich habe den Originalartikel gefunden, plus die harte Wissenschaft, um ihn zu untermauern. Ich habe auch einen Artikel gefunden, der versucht, es zu entlarven. Ich habe nicht die Kraft, es zu verstehen, also lasse ich dich kämpfen/es herausfinden. Ich habe einige Details aus dem Gedächtnis falsch verstanden, daher war der Kommentar von @Ash maßgeblich daran beteiligt, diese Artikel zu finden.

Der Name der Dame ist Felisa Wolfe-Simon.

https://www.popsci.com/science/article/2011-09/scientist-strange-land

http://science.sciencemag.org/content/332/6034/1163.full

https://news.nationalgeographic.com/news/2012/07/120709-arsenic-space-nasa-science-felisa-wolfe-simon/

Einfügen der möglicherweise relevanten Hard-Science aus dem ScienceMag.org-Artikel:

Arsen (As) ist ein chemisches Analogon von P, das im Periodensystem direkt unter P liegt. Arsen besitzt einen ähnlichen Atomradius sowie eine nahezu identische Elektronegativität wie P (5). Die häufigste Form von P in der Biologie ist Phosphat (PO43–), das sich über den Bereich biologisch relevanter pH- und Redoxgradienten ähnlich wie Arsenat (AsO43–) verhält (6). Die physikalisch-chemische Ähnlichkeit zwischen AsO43– und PO43– trägt zur biologischen Toxizität von AsO43– bei, da für PO43– vorgesehene Stoffwechselwege nicht zwischen den beiden Molekülen unterscheiden können (7) und AsO43– in einigen frühen Schritten der Wege eingebaut werden kann [(6) und Verweise darin]. Es wird jedoch angenommen, dass nachgeschaltete Stoffwechselprozesse aufgrund von Unterschieden in der Reaktivität von P- und As-Verbindungen im Allgemeinen nicht mit As-einbauenden Molekülen kompatibel sind (8). Diese nachgeschalteten biochemischen Wege erfordern möglicherweise die chemisch stabileren P-basierten Metaboliten; die Lebensdauer von leichter hydrolysierbaren As-enthaltenden Analoga wird als zu kurz angesehen. Angesichts der Ähnlichkeiten von As und P – und in Analogie zu Spurenelementsubstitutionen – stellten wir jedoch die Hypothese auf, dass AsO43– spezifisch PO43– in einem Organismus ersetzen könnte, der über Mechanismen verfügt, um mit der inhärenten Instabilität von AsO43–-Verbindungen fertig zu werden (6). Hier haben wir diese Hypothese experimentell getestet, indem wir AsO43– in Kombination mit keinem hinzugefügten PO43– verwendet haben, um eine Mikrobe auszuwählen und zu isolieren, die in der Lage ist, diese Substitution zu bewerkstelligen. Angesichts der Ähnlichkeiten von As und P – und in Analogie zu Spurenelementsubstitutionen – stellten wir die Hypothese auf, dass AsO43– spezifisch PO43– in einem Organismus ersetzen könnte, der über Mechanismen verfügt, um mit der inhärenten Instabilität von AsO43–-Verbindungen fertig zu werden (6). Hier haben wir diese Hypothese experimentell getestet, indem wir AsO43– in Kombination mit keinem hinzugefügten PO43– verwendet haben, um eine Mikrobe auszuwählen und zu isolieren, die in der Lage ist, diese Substitution zu bewerkstelligen. Angesichts der Ähnlichkeiten von As und P – und in Analogie zu Spurenelementsubstitutionen – stellten wir die Hypothese auf, dass AsO43– spezifisch PO43– in einem Organismus ersetzen könnte, der über Mechanismen verfügt, um mit der inhärenten Instabilität von AsO43–-Verbindungen fertig zu werden (6). Hier haben wir diese Hypothese experimentell getestet, indem wir AsO43– in Kombination mit keinem hinzugefügten PO43– verwendet haben, um eine Mikrobe auszuwählen und zu isolieren, die in der Lage ist, diese Substitution zu bewerkstelligen.

Da Sie also nach einer Nicht-Licht- und/oder Nicht-CO2-Reaktion gefragt haben, gehe ich beides, ich gehe davon aus, dass wir biologische Strukturen haben können, die den Seebeck-Effekt ausnutzen und thermische Gradienten verwenden, um Elektronen für die chemische Reduktion freizusetzen. Lebensformen, die einen Wärmegradienten auf diese Weise ausnutzen, werden wahrscheinlich relativ dünn und breit sein, mit einer Wärme absorbierenden Seite und einer Wärme ableitenden Seite, und werden entweder die Infrarot- Einstrahlung des Sonnenlichts nutzen, anstatt das Licht des sichtbaren Spektrums, das von der herkömmlichen Photosynthese verwendet wird, oder Wärme aus Unterwasservulkanismus oder anderen geothermischen Aktivitäten.

Der Seebeck-Effekt gibt uns also einen potenziell nicht solaren biochemischen Energiepfad, aber was werden wir damit machen? Zunächst benötigt diese Kreatur bestimmte Elemente in einem Maße, das herkömmliche Organismen nicht haben, insbesondere Aluminium und Silizium für die Thermoelementstruktur , die ihr Kraftwerk bildet. Beachten Sie, dass sie ungefähr gleiche Mengen dieser beiden Elemente benötigt. In der Natur kommen sowohl Aluminium als auch Silizium hauptsächlich als gesteinsbildende Mineraloxide vor, Al2O3 für Aluminium und SiO2 für Silizium. Durch die Reduzierung dieser Verbindungen zur Bildung ihrer Struktur setzt unsere Thermoanlage ungefähr das gleiche Gewicht an Sauerstoff frei wie das, was sie in Aluminium und Silizium aufnimmt. Ein Teil dieses Sauerstoffs wird zurückgehalten, um Energiespeicherverbindungen wie ATP aufzubauen , aber der größte Teil davon wird in die Atmosphäre freigesetzt.

Chlorwelten

Lebensformen auf allen bekannten Chlorwelten weisen die gleiche grundlegende Biochemie auf. Dies wird zusammen mit einigen konsistenten Aspekten der Zellmorphologie als starkes Zeichen gemeinsamer Abstammung angesehen. Wie auf typischeren Welten erzeugt das Leben auf Chlorwelten chemische Energie aus Sonnenlicht, indem es sie verwendet, um verfügbare wasserstoffhaltige Verbindungen zu reduzieren. Genau wie auf Welten im Terragen-Stil ist Wasser der häufigste Wasserstoffspender, einfach weil es so reichlich vorhanden ist. Diese Form der Photosynthese setzt Sauerstoff frei. Chlorwelten haben jedoch auch einen großen Vorrat an Salzsäure, und auch photosynthetische Organismen nutzen diese Ressource und setzen Chlor frei. Sowohl die Wasserspaltung als auch die Salzsäurespaltung setzen Wasserstoffionen und energiereiche Elektronen frei, die dann zur Herstellung von Kohlenhydraten und anderen organischen Verbindungen verwendet werden. Die übliche Kohlenstoffquelle ist Kohlendioxid. Auf Chlorwelten gibt es daher zwei dominante Arten der Photosynthese:

2HCl + CO2 ---> CH2O +Cl2, bei dem Salzsäure und Kohlendioxid verbraucht und organische Verbindungen und Chlor produziert werden, und H2O +CO2 ---> CH2O + O2 der weitaus häufigere Prozess, der von Terragen und ähnlichen Biochemien bekannt ist.

Die meisten photosynthetischen Organismen ziehen es tatsächlich vor, Salzsäure zu verwenden, wenn sie verfügbar ist, aber die Verfügbarkeit von Wasser macht sie zum häufigeren Spender. Die Freisetzung von Chlor führt letztlich ohnehin oft zu Sauerstoff in der Atmosphäre, da das Chlor mit Wasser unter Freisetzung von Sauerstoff reagiert und wieder Chlorwasserstoff entsteht. Die Kombination der verschiedenen Sauerstoff und Chlor freisetzenden photosynthetischen Pigmente ist für das menschliche Auge typischerweise violett-schwarz. Im Licht eines typischen Sterns vom Typ K ist diese Farbe fast schwarz. Die Atmung auf Chlorwelten ist die Umkehrung der Photosynthese, und die meisten Organismen sind in der Lage, entweder Chlor oder Sauerstoff als Brennstoff zu verwenden. Ein Tier auf einer Chlorwelt atmet also nicht nur Kohlendioxid und Wasser aus, sondern auch Salzsäure. Chlorkohlenwasserstoffe sind in der Biosphäre reichlich vorhanden, und nehmen an vielen biologischen Wegen teil (im Gegensatz zu typischeren Gartenwelten wie der Erde, in denen natürliche Chlorkohlenwasserstoffe vorhanden sind, aber relativ selten durch biologische Aktivität produziert werden). Einige besonders widerstandsfähige Chloridpolymere werden von landbewohnenden Lebensformen verwendet, um sich vor übermäßigen Konzentrationen von Chlorwasserstoff oder vor reinem Wasser zu schützen, die beide schädlich für ihr Gewebe sind.

Welten vom vitriolischen Typ

Viele vitriolische Welten haben photosynthetisierende Lebensformen. Die genauen biochemischen Wege können variieren, aber der grundlegende Prozess ist auf den meisten dieser Welten ähnlich und etwas vertraut. Sonnenlicht treibt zelluläre Prozesse an, die CO2, Schwefelsäure und basische Silikone zu energiereichen Silikonpolymer-„Zuckern“ verbinden und freien Sauerstoff freisetzen. Die Zellatmung ist natürlich das Gegenteil; Silikon-„Zucker“ werden mit Sauerstoff „verbrannt“, um CO2, Schwefelsäure und Abfallsilikone zu erzeugen. Die Silikonsubstrate sind im Allgemeinen fest, aber manchmal flüssig und werden im Allgemeinen nicht in ausreichenden Mengen hergestellt, um selbst bei komplexen vielzelligen Lebensformen Schwierigkeiten bei der Entfernung zu verursachen.

Schwefelverbindungen sind aufgrund ihrer chemischen Nützlichkeit und ihres großen Vorkommens in der Umwelt fast immer in großer Menge und Bedeutung in der vitriolischen Biochemie. Auch Metalle werden aufgrund der großen Affinität von Schwefelsäure zu ihrer Auflösung viel häufiger als in der Terragen-Biochemie verwendet. Es sollte auch beachtet werden, dass die extreme Hitze der vitriolischen Welten kein Hindernis für das Leben vor Ort ist, sondern fast immer eine Voraussetzung. Viele Reaktionen sind abhängig von der hohen Energie, die solche Hitze mit sich bringt, selbst mit Hilfe von Enzymäquivalenten. Daher beginnen Temperaturen weit unter 100 °C, die meisten Reaktionen stark zu verlangsamen.