地球為何沒選擇硅基生命,卻選擇了碳基生命?「硅基生命」長什麼樣

网瘾少女 2022/10/18 檢舉 我要評論

從宇宙層面上來看,地球太過于平平無奇了,只是茫茫星海中極其普通的一顆行星,但是從生命層次上來看,地球卻是非常不普通,相反還很優越,距離太陽不近不遠、擁有合適的溫度,還有大氣層的保護等條件,所以才孕育出了生命。

從開始學習生物我們就知道,地球上所有生命形式都是碳基生命體,那麼就有問題了,為什麼只有碳基生命體呢?還有其他生命形式嗎?比如硅基生命,如果有的話,為什麼地球沒有選擇硅基生命呢?

地球上的碳基生命體。

分子生物學研究發現,地球上所有的生命體通通是由25種元素構成的,就拿我們人體來說,位于第一的是氧,占比為65%,碳只能位于第二,占比為18%,接下來是氫、氮和一些微量的元素鈣、磷、鐵等。

介紹完生命的組成后,相信大家都會有個疑問,既然氧的占比最高,為什麼不是氧基生命而是碳基生命呢?氧之所以占比最高,是因為水的原因,但氧對生命結構并沒有什麼影響,而碳在細胞結構和功能中具有重要的作用,這是為什麼呢?

世界上的一切物質都是由原子構成,生命也不例外,而原子間必須以穩定的結構排列才能形成具體的物質,這個時候就必須得是碳元素了,因為碳原子最外層有4個電子,被認為是地球上最穩定的元素。

這樣的話,元素和元素在連接后能彼此形成三維穩定的結構。也可以換個角度來看,地球上的生物可以認為是由氨基酸組成的,而連接氨基酸的原子必須同時具備還原性和氧化性,碳原子有4個核外電子,所以碳才成為了生命組成中的關鍵元素。

不難發現,從簡單的碳氫化合物到復雜的高分子有機物,都是以碳為基礎才搭建出了現在繽紛多彩的世界,因此生命也被稱為碳基生命。

硅基生命體假說。

一直以來,人類都在尋找類地行星和地外生命體,并猜測如果宇宙中有其他生命體存在的話,那麼很有可能會因為誕生條件不同、環境不同等原因,孕育出與地球上的碳基生命完全不同的生命。

而從元素周期表上看,相鄰的元素之間具有相似的性質,科學家把目光放在了硅元素上,因為硅是14號元素與6號元素碳是同族,還是相鄰的,具有很多相似的性質。

比如硅也可以和氫元素組成硅烷、碳酸鹽和硅酸鹽在某些方面也非常相似,因此科學家認為地球上能誕生出碳基生命,其他星球就有可能誕生出硅基生命。

既然認識過碳基生命體,那麼硅基生命體就很好理解,把碳元素換成硅元素就可以了,1981年,德國的一位科學家最早提出硅基生命的概念,認為在茫茫宇宙中可能會存在以硅元素為基礎的生物體,畢竟硅元素在宇宙中也是很常見的。

地殼中的元素含量排名為氧、硅、鋁、鐵……碳……,硅在地殼中含量排名第二,而碳在地殼中的含量只有0.027%,如果從這一點來看,地球應該選擇硅基生命體的,那麼為什麼地球卻選擇了碳基生命體?

環境決定了生命形式。

雖然碳元素和硅元素的化學性質非常相似,硅元素也能形成無數的分子,但是雙鍵硅明顯沒有雙鍵碳穩定,雙鍵硅分子只能短暫的存在,然后變為單鍵分子,而硅元素卻比碳元素耐高溫,比如氧化硅能接受300攝氏度的高溫,這也是為什麼在電腦的CPU與風扇間會涂一層硅膠的原因。

宇宙間都具有強烈的宇宙射線,大多數行星上的溫度還很高,沒有水存在,而碳基生命離不開水,只有硅基生命能生存下來,這也就造成了碳基生命只能存在于地球這種適宜溫度中。

另外,硅元素比碳元素更加親氧,很難獨立存在,只能與其他元素結合成化學物(氣態化合物或者固態化合物)而存在,這就給了硅元素很多選擇,能夠有多種存在形式,與此同時,硅基生命還比較脆弱,其肢體結構還很容易破碎。

從溫度上來說,碳基生命適用于地球,而硅基生命適合宇宙,還有碳基生命比較穩定,硅基生命可以有多種形態等等,這兩種形式的生命體在其各自特點上都決定了地球要選擇碳基生命。最重要的是硅基生命只是一種假如,目前還沒證實有硅基生命的存在。

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