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地球为何没选择硅基生命,却选择了碳基生命?“硅基生命”长啥样

 人老颠东 2022-06-07 发布于安徽

从宇宙层面上来看,地球太过于平平无奇了,只是茫茫星海中极其普通的一颗行星,但是从生命层次上来看,地球却是非常不普通,相反还很优越,距离太阳不近不远、拥有合适的温度,还有大气层的保护等条件,所以才孕育出了生命。

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从开始学习生物我们就知道,地球上所有生命形式都是碳基生命体,那么就有问题了,为什么只有碳基生命体呢?还有其他生命形式吗?比如硅基生命,如果有的话,为什么地球没有选择硅基生命呢?

地球上的碳基生命体。

分子生物学研究发现,地球上所有的生命体通通是由25种元素构成的,就拿我们人体来说,位于第一的是氧,占比为65%,碳只能位于第二,占比为18%,接下来是氢、氮和一些微量的元素钙、磷、铁等。

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介绍完生命的组成后,相信大家都会有个疑问,既然氧的占比最高,为什么不是氧基生命而是碳基生命呢?氧之所以占比最高,是因为水的原因,但氧对生命结构并没有什么影响,而碳在细胞结构和功能中具有重要的作用,这是为什么呢?

世界上的一切物质都是由原子构成,生命也不例外,而原子间必须以稳定的结构排列才能形成具体的物质,这个时候就必须得是碳元素了,因为碳原子最外层有4个电子,被认为是地球上最稳定的元素。

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这样的话,元素和元素在连接后能彼此形成三维稳定的结构。也可以换个角度来看,地球上的生物可以认为是由氨基酸组成的,而连接氨基酸的原子必须同时具备还原性和氧化性,碳原子有4个核外电子,所以碳才成为了生命组成中的关键元素。

不难发现,从简单的碳氢化合物到复杂的高分子有机物,都是以碳为基础才搭建出了现在缤纷多彩的世界,因此生命也被称为碳基生命。

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硅基生命体假说。

一直以来,人类都在寻找类地行星和地外生命体,并猜测如果宇宙中有其他生命体存在的话,那么很有可能会因为诞生条件不同、环境不同等原因,孕育出与地球上的碳基生命完全不同的生命。

而从元素周期表上看,相邻的元素之间具有相似的性质,科学家把目光放在了硅元素上,因为硅是14号元素与6号元素碳是同族,还是相邻的,具有很多相似的性质。

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比如硅也可以和氢元素组成硅烷、碳酸盐和硅酸盐在某些方面也非常相似,因此科学家认为地球上能诞生出碳基生命,其他星球就有可能诞生出硅基生命。

既然认识过碳基生命体,那么硅基生命体就很好理解,把碳元素换成硅元素就可以了,1981年,德国的一位科学家最早提出硅基生命的概念,认为在茫茫宇宙中可能会存在以硅元素为基础的生物体,毕竟硅元素在宇宙中也是很常见的。

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地壳中的元素含量排名为氧、硅、铝、铁……碳……,硅在地壳中含量排名第二,而碳在地壳中的含量只有0.027%,如果从这一点来看,地球应该选择硅基生命体的,那么为什么地球却选择了碳基生命体?

环境决定了生命形式。

虽然碳元素和硅元素的化学性质非常相似,硅元素也能形成无数的分子,但是双键硅明显没有双键碳稳定,双键硅分子只能短暂的存在,然后变为单键分子,而硅元素却比碳元素耐高温,比如氧化硅能接受300摄氏度的高温,这也是为什么在电脑的CPU与风扇间会涂一层硅胶的原因。

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宇宙间都具有强烈的宇宙射线,大多数行星上的温度还很高,没有水存在,而碳基生命离不开水,只有硅基生命能生存下来,这也就造成了碳基生命只能存在于地球这种适宜温度中。

另外,硅元素比碳元素更加亲氧,很难独立存在,只能与其他元素结合成化学物(气态化合物或者固态化合物)而存在,这就给了硅元素很多选择,能够有多种存在形式,与此同时,硅基生命还比较脆弱,其肢体结构还很容易破碎。

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从温度上来说,碳基生命适用于地球,而硅基生命适合宇宙,还有碳基生命比较稳定,硅基生命可以有多种形态等等,这两种形式的生命体在其各自特点上都决定了地球要选择碳基生命。最重要的是硅基生命只是一种假如,目前还没证实有硅基生命的存在。


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