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地球為什么選擇了碳基生命,而不是硅基生命?硅基生命長什么樣?

來源:hao123百家號     時間:2022-03-24 14:28:56

綜述

我們在初中的生物課本上就了解過:地球上的所有生命都是碳基生命,這樣的話語就像是一個概念一樣被我們記在了心里,但是隨著后續(xù)的學(xué)習(xí)我們不難發(fā)現(xiàn),地球上的生物體們體內(nèi)蘊含最多的物質(zhì)并不是碳,而是氧。

為什么我們沒有被稱之為“氧”基生物呢?而且,與碳類似的硅為什么沒有在長時間的演化過程中形成生命呢?如果世界上有硅基生命的話,它們又會是什么樣子?今天,我們就來帶大家一起了解一下。

碳基生物的內(nèi)涵

我們首先要理解一下碳基生物的內(nèi)涵才能繼續(xù)之后的討論,以人為例,我們?nèi)梭w內(nèi)有著多種元素的存在,碳元素的占比在18%,而氧元素的占比則達到了65%以上,雖然氧元素占比很大,但是我們?nèi)祟悈s不是“氧”基生物。

首先,氧元素在我們體內(nèi)占比巨大的主要原因是我們身體內(nèi)70%以上的質(zhì)量都是水,而水的化學(xué)方程式是H2O,也就是說在水這樣的物質(zhì)當(dāng)中就有著氧元素,所以,我們體內(nèi)的氧元素的主要來源都是體內(nèi)的水。

雖然水和氧對我們的身體相當(dāng)重要,但是它們并不是影響我們生命結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。所以,我們絕對不是“氧”基生物。

我們之所以被稱之為碳基生物是因為碳對于我們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和具體功能有著十分重大的作用。我們都知道,世界上的一切物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的,作為碳基生物的我們自然也不例外。

原子必須以一種特定的形式排列才能形成具體的物質(zhì),這個過程十分繁瑣,稍微出現(xiàn)一些不穩(wěn)定的偏差就會導(dǎo)致物質(zhì)形成的失敗,形成生命的過程自然也是很困難,所以,生命才選擇了“碳原子”,碳原子本身具有著一定的穩(wěn)定性,彼此之間在連接之后可以形成穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)。

地球上的所有生命都來源于這種碳原子之間的連接,大自然在長達幾十億年的演化過程中,把這些碳原子以不同的方式排列分配,形成了一條又一條獨一無二的DNA序列,也慢慢演化出了地球上的碳基生物大家族。

地球為何選擇碳基生命

很多人可能會好奇,人類現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了無數(shù)種可以互相連接的原子,為什么只有碳原子形成了生命呢?首先,碳原子的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的,不會像其他原子連接一樣被輕易破壞。

第二,碳原子是宇宙中分布極為廣泛的一種物質(zhì),在我們地球的地殼當(dāng)中分布也極為廣泛,因此,碳這個元素在一開始就有著其他元素不具備的體量和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

除此之外,碳基生命是最適宜地球環(huán)境的一種生命構(gòu)成,生命體的形成和運動都需要進行一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),有些元素的化學(xué)反應(yīng)對環(huán)境的要求比較苛刻,而碳原子的化學(xué)活動能夠很好的匹配地球上的環(huán)境。所以,地球上的生命才會全都是碳基生命。

硅基生物是否存在?

這個問題已經(jīng)困擾了幾代的生物學(xué)界,早在十九世紀(jì)晚期,來自英國的詹姆斯博士就提出過“硅基生物”存在的可能性。

硅這個元素和碳有著很高的相似性,有著和碳原子基本一致的原子形態(tài),雖然穩(wěn)定性不如碳,但是其他方面基本和碳如出一轍,因此,歷史上有很多科學(xué)家認(rèn)為硅基生物是必然存在的。

那么,這些假象當(dāng)中的硅基生物究竟是什么樣子的呢?著名科學(xué)家斯滕格博士認(rèn)為,硅基生物的外形和碳基生物一定會有著本質(zhì)上的差異,而且其內(nèi)部的原子核結(jié)構(gòu)很有可能也是和碳基生物不同的,以現(xiàn)在的人類技術(shù)無法推斷出它們的外形,但是我們確實可以根據(jù)硅的化學(xué)性質(zhì)對硅基生物進行一些猜想。

首先,如果硅基生物存在的話,它們一定是耐高溫,耐高壓的,因為含有硅的物質(zhì)普遍有著這樣的兩種性質(zhì),如果硅基生物身體內(nèi)部的硅原子數(shù)量夠大的話,它們甚至可以耐受幾百攝氏度的高溫。

其次,硅基生物的外形可能會是像玻璃或者晶體一樣的,因為硅這樣的元素會在氧化的過程之中變成二氧化硅,這種物質(zhì)的外形就是我們所熟悉的沙石和晶體,因此,硅基生物在發(fā)育的過程之中很有可能被這種化學(xué)作用影響,導(dǎo)致其身體外形都出現(xiàn)類晶體化現(xiàn)象。

其他生命形態(tài)

除了我們已經(jīng)確定的碳基生物和假設(shè)當(dāng)中的硅基生物之外,科學(xué)家們還對很多生命形態(tài)提出了假設(shè):硼基生命,硫基生命,幾乎把所有可能的原子排列都提了個遍。

但是有關(guān)于對這些生命的猜想始終沒有脫離碳基生物的原子排列本質(zhì),是在已知的生命形態(tài)上的具體延伸假設(shè)。至于這些假設(shè)是否正確,恐怕只有未來人類進一步對宇宙的探索才能告訴我們答案了吧。

結(jié)語

地球是我們賴以生存的家園,而茫茫宇宙中一定有著無數(shù)和地球類似的行星,這些星球也有著獨立的環(huán)境和系統(tǒng),也許真的會有生命在地球之外的星球上誕生,如果這樣的事被證實,就證明了在宇宙中我們并不孤獨。

到那時,這樣的生命無論是碳基還是硅基,是站立還是爬行,恐怕也就沒那么重要了。

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