O hidrogênio e o nitrogênio ajudam a definir certas formas estruturais; o fósforo é importante para o armazenamento e transporte de energia; e o enxofre, para as configurações tridimensionais das proteínas. A vida, na Terra, é limitada por uma estreita faixa de temperatura, que corresponde aos pontos de fusão e ebulição da água. Assim, as condições para a vida implicam que o meio para interações moleculares precisa ser líquido, pois a difusão é muito lenta nos sólidos e as interações são muito fracas no estado gasoso. O líquido deve possuir uma grande faixa de temperatura entre a sua fusão e a sua ebulição e deve ser um excelente solvente. A temperatura do planeta não pode ser muito alta - as forças das ligações químicas são fracas em altas temperaturas. Existe algum outro elemento que possa substituir o carbono como base da vida? Na forma como conhecemos e definimos vida atualmente o carbono é que melhor tem a organização estrutural conhecida pela Ciência. Poucos átomos têm a capacidade de formar polímeros como o carbono. Uma opção poderia ser o elemento silício, mas este tende a produzir silicatos, que são cristais de uma mesma unidade repetida periodicamente, sem cadeias laterais aperiódicas com conteúdo potencial de informação. Poucos átomos são candidatos tão fortes quanto o hidrogênio para conferir um meio de interação intermolecular necessário para a vida. Por todas as razões, a água é certamente o melhor meio para o desenvolvimento da vida, mas, em temperaturas baixas, amônia líquida ou ácido cianídrico líquido também podem ser um meio líquido adequado. Qual então a definição de vida? Na verdade não existe uma definição definitiva. Há definições fisiológicas, genéticas, metabólicas, biomoleculares, mas apresentam muitas falhas. Uma definição mais abrangente talvez seja a termodinâmica [1]. O segundo princípio da termodinâmica diz que, em um sistema fechado, nenhum processo que leve a um aumento da ordem interna do sistema pode ocorrer. O universo, como um todo, está constantemente indo para uma situação de maior desordem - a entropia do universo aumenta com o passar do tempo. Em um organismo vivo a ordem parece aumentar: uma planta captura moléculas de água e gás carbônico e as transforma em clorofila, açúcares e outros carboidratos, moléculas bem mais elaboradas e ordenadas. Isto ocorre porque um ser vivo é um sistema aberto, que troca massa e energia com as vizinhanças. Alguns cientistas concordam que, na maioria dos sistemas abertos, a ordem aumenta quando se fornece energia para o sistema, e que isto acaba formando ciclos. O mais comum dos ciclos biológicos na Terra é o ciclo biológico do carbono. Na oxidação dos carboidratos, o dióxido de carbono é devolvido para a atmosfera, completando o ciclo. Vários ciclos termodinâmicos existem mesmo na ausência de vida, como é observado em vários processos químicos. De acordo com este ponto de vista, ciclos biológicos são meramente explorações de ciclos termodinâmicos por organismos vivos.
[1] www.qmc.ufsc.br/quimica
