地球為何沒選擇硅基生命,卻選擇了碳基生命?「硅基生命」長啥樣

「這是碳基生物能想出來的嗎?」這句話是對天馬行空想象力的夸贊,里面提到的 碳基生物,就是包括你我在內的一切地球有機生命體。

人類無法解釋,到底是 生命選擇了碳元素,還是 碳元素選擇了生命

因為沒有碳,不要說生命了,就連有機物都沒辦法誕生。

一切有機物都是以碳鏈為主體,其他原子與之結合,這樣的排列組合,形成了豐富的有機化學,繼而形成了我們今天的地球生態。

為什麼偏偏是碳?和碳元素同一主族的硅為什麼不行?硅基生命真的存在嗎?還有哪些生命形態?

地球為什麼選擇了碳基生命,而不是硅基生命?硅基生命長什麼樣?

碳的「圓滑之道」

為什麼地球上的生命都是 以碳鏈作為基礎,而不是其他元素?

如果我們仔細觀看元素周期表各個元素的特性,也許就會知道原因了。

首先,碳原子是宇宙中數量比較多的元素,它的原子序號是6。

也就是說,它是宇宙中第6個誕生的元素,來源于比它更小的原子的核聚變。

我們都知道,整張 元素周期表其實就是以氫原子開始,越往后就越難形成,因為 聚變反應難進行,反應條件越來越苛刻。

從這一點上,碳就領先了很多元素。

其次,原子是 由原子核和核外電子構成,除了第一周期的兩個元素,其他元素都是有 兩層及其以上數目的電子層

電子不一定全部屬于原子核,它們會受到外界的干擾,從而讓原子 失去電子或者 被硬塞電子

最外層要 8個電子才會最穩定,別人搶不走,其他電子也沒辦法擠進來。

一般來說,最外層電子數小于4的,更偏向于 失去電子,而最層電子大于4的,更傾向于 得到電子

那麼最外層電子剛好4個呢?那麼就 看元素下菜,要麼它主動失去電子,要麼它得到電子,或者,和其它元素共享電子。

碳就是這樣一個元素,憑借著「圓滑」的處世之道,它不僅可以和其它元素 組成化合物

且還能和其它碳原子手拉手,空出來的位置其它原子都可以參加。

它們不是來拆散這個家的,而是來加入這個家的,家的名字叫做 有機物,而碳原子的手也越拉越長,碳鏈上的位子也越來越多,家也在不斷擴大。

最后,有機物們組合起來,開始明確分工,地球上誕生了第一個生命—— 露卡

今天地球上的所有生物,都是露卡的后代,正是它為生命 奠定了以碳為主體的生命結構

人體內含量最多的元素是氧,但是單看細胞,含量最多的元素是碳,我們可以說, 沒有碳元素就沒有細胞

然而,碳不是元素周期表中唯一的「圓滑」元素,和它 同一主族的硅元素,同樣秉承了這一套,而且硅還是地球含量第二多的元素, 占據26.3%,為何它無法成為生命的「地基」?

硅輸在了哪里?

科學家曾經試圖 用硅元素合成烴烷類物質,但是卻發現, 硅原子的連接能力很差,它的極限只能到8個,比起碳原子的成百上千,遜色的不是一星半點。

并且 硅-硅鍵和硅-氫鍵還特別容易 在水中被破壞,要知道生命起源自水,怕水這一點硅元素就敗了。

為何一個主族的元素,硅和碳的差距這麼遠?因為 硅比碳多了一層電子,它有三層電子層,而碳只有兩層。

這導致,硅的原子核 對于最外層電子的控制比碳弱,因此硅也很「圓滑」,但是沒有碳原子那麼靈活地「圓滑」。

此外,碳基生命呼吸的時候會產生 二氧化碳,同時依靠食物保持體內的碳平衡。

硅基生物如果也要呼吸,產物就會是 二氧化硅,這是一種固體,可能會直接阻塞呼吸道。

就算以其他方式排出了體外,那麼如何補充硅原子呢?

早期的地球生命可以利用 大氣中的甲烷等物質,那麼硅基生命就只能吃地球的沙子和巖石了。

比較一下是吃甲烷更容易,還是吃沙石更容易?

這樣看來,就算地球上曾經存在過硅基生命,它也競爭不過碳基生命這樣高效的新陳代謝速度。

在地球這樣的行星上硅基生命不可能存在。

可是在浩瀚的宇宙,一切皆有可能,硅基生命也許是存在的。

硅基生命真的存在嗎?

科學家們認為,他們使用硅原子合成硅烴或者硅烷,所處的環境依然是在地球上,無法成功只能說明 硅基有機物不適合在地球上存在

可是宇宙中的行星數量是上億的,不能否認也許 有的星球,硅基生命就十分適應它的環境。

那麼硅基生物會長成什麼樣呢?首先 肯定是和碳基生物長得不一樣的,因為它的生活方式也不可能與碳基生物相同。

硅基生物的 新陳代謝會比碳基生物慢,因此它們的移動速度是很慢的,可能是 外表有硅晶體的硬物

其次,硅基生命 可以不呼吸氧氣,它們能以二氧化碳和二氧化硫這樣的有害氣體作為呼吸作用的氣體。

因此,它們可以生活在 環境比較惡劣的星球,比如溫度非常高的地方,高到 二氧化硅成為了氣體,這樣硅基生物就能順利呼吸。

最后,硅基生命可能更適合地下生活,尤其是 一個星球的地殼之下的地幔,因為那里的硅元素更容易被獲得,且很有可能是熔融態,方便生物吸取硅元素。

并且硅基生命的 身體偏向于結晶,能承受碳基生命無法承受的高壓。

如果非要說地球上哪個地方滿足上面的條件,那麼可能是地核,也就是地心,那里的溫度達到了 4000到6000攝氏度,壓強更是高達200多萬個大氣壓。

難怪有人懷疑地核生活著另一種人類,有可能是 傳說中的「硅基人」

近些年,隨著人工智能興起,它們被稱呼為新的「硅基生命」,因為 各種電子元器件的主要原料就是硅元素

然而,這個想法受到了很多人的反對,以為 人工智能不能算作生命,因為它連細胞結果都沒有,它頂多只能算 以硅為主的產品

那麼除了硅基生命,還有哪些我們意想不到的生命形態呢?

其他生命形態

元素表中,碳已經形成了今天的 碳基生物,硅有可能在其他星球形成生命,除此之外,還有 以硼元素為基礎的硼基生命,甚至還有 以金屬為基礎的生命形態

有科學家提到了 硼基生命,它們生活的環境沒有水,于是 氨、氟化氫或硫化氫等物質,代替水的功能。

它們也不以氧氣呼氣,而是呼吸 二氧化硫,或者直接沒有呼吸作用。

原本應該是氧原子的位置,全部換成了硫原子。此外,以硼為中心的烴烷類物質, 穩定性高于碳基生命

不管是碳、硅還是硼,都是非金屬元素,而金屬也是有可能形成生命形態的。

科學家已經在實驗室合成了一種 「金屬細胞」,是以 金屬鎢的雜多酸陰離子

從生物上說,這個「細胞」 沒有遺傳物質,甚至都沒有生命特征;從化學上說,金屬形成的物質屬于無機物, 與有機物千差萬別

可誰又能知道宇宙中的情況呢?哪個星球上就有「金屬人」也說不定。

或許人類學習的 生命化學知識,只不過是宇宙生命體的一小部分。說不定在宇宙中,任何一種元素都能作為生命的基礎,只不過 恰好出現在地球上的是碳基生物罷了。

只能說大千宇宙,無奇不有!

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