地球生命是碳基生命而不是硅基生命、氨基生命、硼基生命的原因
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有一门正儿八经的学科叫《假定型生物化学》 , 主要是指提出以硅基生命、氨基生命、硼基生命等若干生物化学形式和生命形态来替代现有碳基生命为中心的生物化学理论 。 但就算是硅基生命、氨基生命、硼基生命是科学家们以科学思维、科研态度构建出来的一套科学理论 , 也仅是一种未经验证的假说 , 因为碳基生命是人类科学认知体系中唯一的生命形态 。
为什么有人会说硅基生命才会文明的未来呢?地球上所有的生命形态和物种 , 无外乎都是由下图中25种化学元素构成 。 但这些生命是在地球自有的生态系统下形成的 , 地球上有适宜的温度 , 有液态的水、有气态的氧气和二氧化碳等等 , 还有能阻挡绝大多数宇宙射线的大气层 , 但在广袤的宇宙中到处都是不毛之地 , 不是极热就是极冷 , 还需要面对宇宙射线 。
可以说碳基生命只适合地球这样适宜的环境下生存 , 离开地球就会寸步难行 , 但硅基生命就不会那么“娇气” , 在高温环境硅基生命同样可以摄入营养维持生命形态 , 在极低温环境下可以冬眠 。 最为主要的是硅基生命可以低于各种射线的照射 , 以及更能低于病菌的侵蚀 。
硅基生命为什么没有在地球上形成?要知道地壳中元素含量排名分别是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢 , 氧含量占了48.6% , 硅的含量仅次于氧占了26.3% , 而碳的含量仅为0.03% 。 大家是否会想到这样一个问题:为什么地球上形成了碳基生命 , 而没有出现硅基生命?
人体细胞的总质量总 , 氧占了65%、碳占了18%、氢占了10%、氮占了3% , 这4种元素占据了96% , 只有4%是其他元素 。 这时有人就会说:那地球生命应该叫氧基生命才对 。 其实不然 , 氧元素在生命体中主要是以水的形式存在 , 对细胞结构和功能起到关键作用的是碳元素 。
碳元素神奇在于它的化学键 , 化学键就相当于元素的手和胳膊 , 这样碳元素就可以牢牢地拉住其他元素 , 形成各种各样的有机分子 。
【|地球生命是碳基生命而不是硅基生命、氨基生命、硼基生命的原因】
有了碳元素这样的存在大自然才拥有了像搭建乐高积木一样搭建生命 。 在地球的整个壮丽的生命进化史中 , 自然选择生命形态一直都有碳元素的参与 , 碳元素作为骨架重来未被其他元素所取代 。
这时有人就又要问了:碳元素4只手 , 硅元素也有4只手 , 有的元素有比碳更多的手 , 为什么生命的骨架会是碳?学过化学的小伙伴们就会知道在粒子尺度下 , 手并不是越多越好 , 一般越重的元素才有更多的手臂 , 但这些手臂的稳定性并不行 , 而手臂稳定性好的却很难形成其他物质 。 在化学世界里拼的是巧 , 巧到刚刚好 , 而不是量 。 硅元素虽然具有和碳元素相近的化学性质 , 但硅原子比碳原子多聚集了一个电子层 , 导致最外层的4个电子的控制力远小于碳原子 , 在实验条件下大部分替代碳的硅化合物仅能够单独存在零点几秒 。
硅基化合物也不能像碳基化合物一样形成具有手性的左旋和右旋 , 也没有办法形成长链 , 比如氨基酸是左旋的 , RNA和DNA的糖则是右旋 。
综上所述当然上面都是从地球上现有的生命形态来论证硅基生命很难形成 。 地球生命是以碳为骨架 , 以水作为溶剂 , 通过氧气来释放生命律动的能量 , 但宇宙如此广袤 , 它不一定会以地球的生命形态来定义所有的生命形态 , 一切都等待着我们去探索和挖掘 。 说纯硅基生命才是文明的未来有点为时尚早 。
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