地球为什么不选择硅基生命,而是碳基生命?碳基生命长什么样?


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地球为什么不选择硅基生命,而是碳基生命?碳基生命长什么样?


1962年 , 科幻作家阿西莫夫 , 在《并非我们所知的:论生命的化学形式》一书中提到 , 宇宙中共有六种生命形态 。

阿西莫夫
分别是氟化硅酮生物、氟化硫生物、以水为介质的核酸/蛋白质生物、以氨为介质的核酸/蛋白质生物、以甲烷为介质的类脂化合物生物和以氢为介质的类脂化合物生物 。
而其中排名第一的就是硅基生命 , 既然它这么厉害 , 地球上为何没有呢?
接下来我们就来了解一下 , 地球为什么不选择硅基生命 , 而是碳基生命?碳基生命长啥样?

碳基生命
硅基生命是什么样子的迪金森和斯凯勒尔的描述中 , 硅基生命看起来或许是透明的 , 组成它们身体的主要是张肌 , 和类似玻璃纤维的丝线 , 所以外表更偏向于晶体 。
由于长期生活在昏暗的环境下 , 因此有着巨大的眼睛 , 这样可以更利于它们活动 。
科学家认为 , 如果宇宙中存在硅基生命 , 那么它们一定很强大 。
就人类对宇宙的探索来说 , 除了地球 , 在太阳系内 , 几乎整空间都密布太阳辐射和宇宙辐射 , 这对生命可并不友好 。

想象中的硅基生命
硅基生命的形成难度更高1893年 , 英国化学家詹姆斯·爱默生雷诺兹 , 提出了硅基生命存在的可能 。
因为在元素周期表中 , 我们可以看到“硅元素”和“碳元素”属于同一主族元素 , 因此具有相似的基本化学性质 。
比如碳原子可以和4个氢原子构成甲烷 , 而硅原子同样可以与其构成硅烷 , 这两种元素都可以组成长链或聚合物 。
最重要的是 , 在地球上 , 硅元素的占比可以排到第二 , 足有26.3% , 而碳元素在地壳中仅有不到1% 。

硅元素
所以它或许可以成为有机化合物中 , 碳原子的替代物 。
硅原子的“处世之道”
但是事实上并没有这么简单 , 我们知道构成地球生物最基础的就是氨基酸 , 其中最关键的就是氨基和羟基 。
看起来是不是没有碳元素什么事?实际上 , 如果没有碳元素将二者连接在一起 , 那氨基酸就算废了 。
氨基酸的构成分子十分复杂 , 这必然需要帮助其构成的原子具有很强的还原性和氧化性 。

氨基酸
但是硅原子不一定能将事情做得这么棒了 , 它的的亲氧性比碳原子要强 , 因此一旦遇上氧原子 , 硅原子就会迅速贴上去 。
1个硅就会吸收4个氧原子 , 这就会导致它的每个分子不能单独游离在外 , 最终形成固体结构 , 就像我们看到的玻璃和沙子 。
这是因为在我们发现的118个元素中 , 除了氢和氦 , 其他元素都拥有两层级以上的电子层 。
此时电子并不完全属于原子核 , 位于外层的电子很容易失去和增加电子 。

由二氧化硅构成的沙子
【地球为什么不选择硅基生命,而是碳基生命?碳基生命长什么样?】比如最外层电子小于4个时 , 就容易失去电子 , 但当它大于4个时 , 就容易吸收电子 。
一般当最外层电子达到8个时 , 原子就处于最稳定阶段 。
而硅原子 , 拥有3个电子层 , 也就是说 , 它需要依靠自身的力量 , 努力达到平衡 , 但是它显然没有那么大的本领 , 所以和其他原子结合的时候就不那么愉快 。
而碳原子就质量两层电子 , 最外层还刚好是4个 , 所以可以和其他元素更好地结合 。

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