地球是碳基生命的天堂,但宇宙更適合硅基生命,硅基生命什麼樣?

天空之城 2022/09/05 檢舉 我要評論

硅基生命是如何生活的,這是我們碳基生命能想象得到的?

別不相信,或許硅基生命才是宇宙的主流,我們碳基生命才是非主流形式。

為什麼地球選擇了碳基,而宇宙更適合硅基生命?

硅基生命和我們究竟有什麼區別,它們如何生存?

脆弱的碳基生命

碳是所有生命的基石,然而 碳卻不是地球含量最多的元素

地殼中的元素「五大天王」分別是 氧、硅、鋁、鈣、鈉,其中氧占據了 48.6%,硅占據了26.3%

而構成生命的碳, 僅占據地殼總量的0.027%,地殼中的碳主要是生物、有機物、碳酸鹽以及大氣中的二氧化碳。

構成我們 DNA、蛋白質、肌肉、大腦的有機物,都是以碳為主鏈,與其他元素或者基團組合在一起。

簡單來說就是, 所有的地球生物是碳編織成的一張網,碳是主要的網線。

碳元素在元素表中排在第二周第 Ⅳ主族,排在它下面的,就是硅元素。

為什麼偏偏是碳,而不是硅組成了地球生命呢?

理論上講, 碳基生命非常脆弱,無法承受高溫和高壓, 碳基生物只能生活在地球的環境中

因此碳基生命很有可能是地球的 「絕版」并不是宇宙生命的普遍模式,硅基生命才是。

碳原子

硅元素和碳元素同屬于一個主族, 二者在化學性質上有一定的相似度

比如硅原子和碳原子都很 「中庸」,它們并不容易丟失最外層電子,也并不容易得到最外層電子。

因此,和碳或者硅組成物質,得失電子完全取決于合作方。

它們易于和 氫、氧、氮、硫等元素組合出道,組成生命所需的物質。

但是,硅和碳也有不一樣的地方, 硅比碳多了一層電子,這讓硅元素可以承受高溫,也可以承受低溫。

而且,硅沒有氣體形式的化合物,所以 硅基生命的代謝與碳基生命有著很大的區別

簡單來說, 硅基生命不需要氧氣,甚至不能有氧氣,因為氧氣會直接摧毀硅組成的硅鏈。

所以,硅基生命 可以承受更惡劣的環境

硅組成的長鏈怕水,這也讓硅基生命注定與地殼無緣,因為地殼含量最多的就是水。巧的是,宇宙中大部分天體都是 沒有大氣、沒有液態水、氣溫相差巨大,根本不適合碳基生命生活。

但是,很適合硅基生命。

硅基生命或許怕水

硅基生命如何生存

巖石類行星,比如地球,表面含量較多的元素是硅,因為 巖石的主要成分是硅酸鹽

硅基生命的誕生,就是 以這些硅酸鹽為原料演化而來的,比如在火山巖漿中,存在著大量液態的硅酸鹽,它們在這樣的極端環境下,誕生了硅鏈。

硅基生命的食物有兩種,一類是以 硅酸鹽、鐵的氧化物為食物,另一類則是 以別的硅基生命為食

我們可以理解為硅基生命里面的 「植食動物」和「肉食動物」

硅基生命的模式

硅基生命的身體類似于結晶,它們 能夠忍受高溫,也能夠忍受嚴寒,可以生活在沒有水的世界里。

它們拉出來的排泄物,或許更類似于巖石或者沙子。

第一個提出硅基生命猜想的是 德國天文學家儒略·申納,時間是1891年。

后來英國的化學家 詹姆斯·雷諾茲在理論上表示了支持,他在一次大會中指出,從化學上來看,硅組成長鏈是有可能的。

到1923年,英國的生物學家 約翰·霍爾丹猜測在宇宙中生活著硅基生命。

硅基生命人

然而,隨著化學的發展,人們 試圖用硅復刻出生命組成的方式,都以失敗而告終。

相反,人類在實驗室中,通過人工制造閃電等方式,獲得過有機分子化合物,這個實驗就是著名的 「原始湯」實驗

這一系列實驗 幾乎斷絕了地殼和硅基生命的關系,但是 沒有斷絕整個地球和硅基生命的關系

地球是一顆巖石星球, 含有非常豐富的硅元素,地殼并不是地球的全部, 占據地球質量、體積最多的,是地幔和地核

地球的結構

很早之前有人猜測地球的地核生活著 「地核人」,研究后發現,地核的溫度在 4000到6000℃,壓強在 360萬個大氣壓,根本不可能有生物能夠在那樣的環境下生存。

但是,科學家這個時候 考慮的生物是碳基生命,他們可沒有考慮硅基生命。

按照硅基生命在極端惡劣環境下的耐受度, 它們可以在地幔或者地核里面生存

或許它們在我們看不見的地方, 和碳基生命一起共享地球

可能存在硅基生命的地方

科學家以地球為模板,探討出了一個星球具備生命的四個條件: 巖石星球、大氣、液態水、宜居帶

如果是硅基生命,那麼 這個四個條件只需要滿足第一個,具有以硅酸鹽為主體的巖石星球。

這在宇宙中可多了,就在太陽系就存在 4個巖石星球,分別是 水星、金星、地球和火星

地球的地殼已經被證實沒有硅基生命存在,但是地核和地幔并不確定。

而水星、金星和火星,被認為 不具備存在碳基生命的條件

太陽系的四個巖石行星

水星不在宜居帶上,距離太陽太近。

金星溫室效應嚴重,溫度高,大氣壓巨大。

火星則是沒有大氣壓,寒冷干燥。

然而仔細看這3個行星, 硅基生命好像都能在上面很好的生活

首先這里面的金星溫度最高, 485℃,大氣壓是地球的 90倍以上,這對碳基生物來說簡直就是地獄。

但是對于硅基生命來說,這環境似乎都不叫事。

硅基生命的 排泄產物是二氧化硅,它們可以 直接利用二氧化碳和二氧化硫來進行呼吸作用,這兩種氣體在金星大氣中含量最多。

金星表面的大氣

硅基生物的細胞會比碳基生物大很多,這樣它的 新陳代謝很有可能比碳基生物慢很多

要知道新陳代謝越慢, 生物的活動也會減慢,碳基生物中最明顯的例子就是樹懶。

對于硅基生物來說,它們的活動更多的是 趴在巖石上吸取硅、鐵物質,而不是滿世界亂竄。

前面說到過硅基生命的食物是含硅的物質,以及鐵的氧化物,這在火星上也是存在的。

火星呈現紅色,是因為它的表面被富含氧化鐵的沙石覆蓋,這些 可以為硅基生命提供食物來源

所以, 火星也是硅基生命理想的居住地

火星表面的巖石

宇宙的非主流

碳基生命無法離開地球環境,但是硅基生命卻能在宇宙中存在。

硅基生命的新陳代謝,能讓它們 產生一定量的休眠,它們會 跟隨宇宙中流浪的天體前往新的目的地

當找到一個合適的星球之后,它就會 扎根在這個星球上

關于硅基生命是如何繁殖的, 這實在是太為難作為碳基生命的人類了

硅基生命的基因很有可能是單鏈的,它們 依靠巖石中的硅合成新的遺傳物質,然后從自身產出一個結晶,這就是 硅基生命的「幼崽」

高級硅基生命

這個「幼崽」會吸收周圍的硅元素以壯大自己, 也可能會被其他硅基生命吃掉

或者在硅基生命中也存在有/性?生殖, 它們各自拿出自己的含硅物質進行組合,得到后代,這樣的后代具有二者各一半的硅基因。

綜合來看, 地球并不是硅基生命的天堂,相反 這里是硅基生命的地獄,水和氧氣會瓦解掉硅基生命的基石。

相反, 地球是碳基生命的搖籃,碳元素在地球上完成了華麗的蛻變,它可以是無機物二氧化碳,也可以是有機物烷烴類,更可以是高分子有機物,比如蛋白質、脂肪、核酸。

作為碳基生命的人類,不能沒有地球

如果為了一己私利而做出傷害地球的事情,這是一個碳基生命該做的嗎?

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