Первый
претендент на альтернативный строительный
материал скелета позвоночного — кремний,
а именно — соединения кремния с кислородом
и различными органическими структурами.
(На Земле кремний входит в состав
диатомовых водорослей, радиолярий,
губок.)
В
качестве замены кальция могут выступать
его соседи по группе в Периодической
системе — двухвалентные барий и стронций.
(Например, скелет простейших морских
организмов — акантарий состоит из
сульфата стронция SrSO4,
после
гибели простейшего скелет полностью
растворяется в морской воде. В талломе
харовых водорослей содержится барит
BaSO4.)
Катионы
бария и стронция значительно крупнее
и тяжелее, чем кальция, и их участие в
обмене веществ энергетически более
затратное, поэтому эволюционно на роль
строительного материала матрикса
подошел кальций. К тому же кальций более
распространен в природе.
Что
касается альтернативного «белка», то
в первую очередь — это «белок»
кремнийорганический, основа которого
- линейные и разветвленные цепочки
-Si-O-
(силоксановые цепочки), соединенные с
различными функциональными группами,
содержащими, например, серу, азот и др.
Кремниевый
матрикс был бы очень прочным, но он
целесообразен, если окружающая среда
имеет очень высокую кислотность и
температуру. Такие условия способствовали
бы деминерализации углеродно-кальциевого
матрикса современных позвоночных, то
есть он не смог бы эволюционно
сформироваться.
Но
средняя температура на Земле невелика,
а океаническая вода, преимущественно
— слабощелочная. Гены, отвечающие за
построение кремниевого матрикса, у
высших организмов отсутствуют.