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硅基生命比碳基生命差在哪?它有可能存在吗?它会长成什么样?|原子|宇宙|硅基生命|碳元素|碳基

 yh18 2023-03-27 发布于吉林

你对宇宙中存在的生命形态知道多少?

生命,本就是一种神奇的东西。因为各种物质材料的作用,地球上的原始生物,经过漫长的演化,才有了现在的模样。早在二十世纪六十年代,就已经有科学家提出过,在这个世界上,存在着六种不同的生命形态。

“除了我们较熟悉的碳基和硅基之外,还有硫基、氨基、甲烷、氢基四种生命形态。其实碳基生命只排在第三位,而硅基生命则排在第一位。”

如果是这样的话,为何这个世界上没有硅基生命?为什么地球上的生命是以为基础的,而不是以硅为基础的?硅基生命有机体的外观是什么样子的?

硅基生命

硅基生命

科学家们说起硅基生命,都会用恐怖两个字来形容。那到底是一种什么样的生命形态?到底有什么会让他们感到害怕?

  • 硅基生命外观

在过去的一个世纪里,一位科学家曾提出,我们的视线极有可能轻易地穿透硅基生命的躯体,看到他们背后的东西,所以这种以为基础的生命体的外观看上去会与我们大不相同。

科学家们相信,大部分硅基生命的躯体都是由玻璃纤维构成,因此它们看上去更像是水晶。而且它们喜欢在黑暗中生存,所以它们的眼睛必须要很大,才能吸收到更多的光线

  • 硅基生命力

科学家曾说,以硅为基础的生命体在宇宙中的话,他们肯定是很强大的。在人类的太空探测中,除地球之外,整个星系都充斥着各种对生命不利的辐射,这些辐射对于生命来说是非常不利的。

如果硅基生命能在如此严酷的条件下存活,那它们的生命力也就不用多说了。

硅为何不能替代碳

十九世纪末,一位英国的化学学者认为,以硅为基础的生命是存在是有可能的。由于这碳和硅两种物质在元素周期表上的位置非常靠近。因此在基础的化学成分和属性上,两者是非常接近的。

比如,它们都能形成一条长的链状结构,或者是聚合物。除此之外,在地球上,硅的含量也很高,约为26.3%,相比之下,碳的含量不足1%。因此,它很有可能替代碳原子。

但实际上,这个替代并没有这么简单。众所周知,在人类所生存的这个星球上,氨基酸是生命体最基础的物质,其中最重要的就是氨基和羟基

很多人都很好奇,为什么这样听起来地球上好像没有,不是说地球上的生命都是以碳为基础的吗?事实上,碳是两种物质之间的纽带,可以让两种物质之间产生更强的化学反应,而这一点,却不是硅原子所能做到的。

相对于碳,它更喜欢氧气,而且一碰到氧原子,硅就会迅速地吸附上去。一分子硅可以吸附四分子的氧原子,最后会变成一种很坚固的物质结构,而且是透明的,就好像我们所见到的玻璃一样。

我想,你们现在已经知道,为什么地球上的生命体,大部分都是碳基生命了。这是因为,在空气中,碳元素可以促进这两个重要的物质(氨基和羟基)的反应。

而硅元素则会在氧气的作用下,发生变化,形成一种坚固的晶体。如果我们人类的身体是由硅构成的,那我们的身体就会被迅速的氧化,原本一百多岁的人,很有可能只有几个月的时间存活。

碳基生命

碳基生命

然而,为什么地球会把生命的发展寄托在碳基上?碳基生物都是不断进化的,那么硅基生物是不是也可以经过不断进化演变,从而在这个星球上生存下去呢?

俄国的门捷列夫提出,宇宙中所有的物质都是由元素的N次方组成的。所以,随着时间的流逝,人们开始用不同的技术手段,去寻找新的、未知的、更复杂的元素。

从初中接触化学开始,我们就知道,要让地球上有生命存在,必须要有碳、氢、氧、氮这四种元素

不过,为什么氧元素强不过碳元素呢?以人类为例,我们身体中氧的储备量就占据了我们身体的一大半,而碳与之比起来却少之又少。所以,与其让碳基生物统治这个世界,还不如让氧基生物统治这个世界,这看起来不是很合理么?

这句话看似天衣无缝,但却违背了对化学的基本认知。因为氧很有个性,它受不了孤独,不想自己待,必须要有氢做它的伴侣。所以,它就变成了。虽然说,水是生命的源泉,但仅仅依靠水,是不够的。而碳,才是维持细胞正常运转的关键。

  • 碳原子

原子需要按照一定的规律来排列,然后才能够形成一种特定的物质,这是一个非常复杂的过程,如果有一丝的不稳定,那么就会造成一种物质的失败。

所以,进而想要形成生命,那就是难上加难。这也是为什么生物会选择“碳原子”作为生命体不可缺少的成分的原因,因为这些碳原子是非常稳定的。它们结合在一起时,就会形成一个稳定的结构,从而保证生命体的良好形成。

整个地球上的一切生命,都是从这些碳原子间相互结合而来,经过亿万年的进化,自然界将它们按照一定的规律进行了重新组合和排列,构成了一个又一个独特的DNA序列,并逐渐演变成一个碳基的大型生命体家族。

  • 地球为何选择碳基生命

也许有人会问,到目前为止,人类所找到的各种原子都是可以相互结合的,但是为何只有成了生命所需的元素之一呢?

首先,它的结构非常稳固,不会像其它的元素结合那样,很容易被打破。第二点,在宇宙中,碳是一种非常常见的物质,它存在于我们的地壳之中。所以,它拥有着一种其它元素所没有的稳定的结构和数量

另外,碳基生物是最适合地球环境的生物,其产生与发展过程中,都会经历一系列复杂的化学反应,某些物质的反应对周围条件的要求也十分严苛。

因此,在地球上,碳原子的化学活性正好与其环境相适应。这就是为什么地球上所有生物,都是以碳为基础的原因。

那硅基生物是否真的存在

那硅基生物是否真的存在

这是一个让生物界困惑了好几代人的问题,而早在19世纪末,英国的詹姆斯教授,就曾对“硅基生物”的可能性进行了推测。

硅与碳的相似度极高,它的原子结构与碳几乎一模一样,除了不比碳稳定外,几乎没有什么区别。所以许多科学家都相信,硅基生命体一定会出现。

碳基生命和硅基生命之间有什么区别

碳基生命和硅基生命之间有什么区别

碳基生命,是一切生命的根本,而硅基生命,则是一种超越了碳基生命的新物种。一旦离开了地球,碳基生物就无法生存。

换句话说,碳基生物只有在地球上才能存活,因为地球上才有足够的和足够的供碳基生命存活。而硅基生物的生存环境就相对简单了,因为硅基生物可以轻易融入空气中,转化为二氧化硅。因此不管生存环境多么恶劣,硅基生命也能扛过去。

而按照某些理论推断,如果有硅基生物的话,那么这种生物应该是生活在高温高压环境中,而且会以一种类似于玻璃般的形态存在。因为硅的化学反应很慢,所以这类生物的习性也会很慢。

按理说,这种生活在严酷环境中,速度极慢的生命,不可能超越碳基生命。但也有一种可能,那就是硅基生命是由碳基生命进化而来。

碳基生命进化成硅基生命?

碳基生命进化成硅基生命?

要知道,整个宇宙已经有137亿年的时间。可是地球上的生物,却不过40亿年而已。也就是说,在这个宇宙中,很有可能有高等文明。可能经过了一段时间,他们会发现碳基生物的缺点,比如寿命,比如交流通讯速度,比如记忆存储等等。

所以,他们找到了“空隙”开始进化,让自己逐渐适应周围的环境,开始将自我意识扩大。渐渐地,甚至于想脱离“碳基肉体”,自己打造一个全新外壳......如此,硅基生命便诞生了。

当然,这一切都只是猜想而已。

人们对于硅基生命的研究,一直以来都充满了憧憬,然而最终的成果却往往让人大失所望。至今,人们已在宇宙空间中发现了大量的甲烷,并在星际物质中找到了一些化合物,如氰基癸烷。而且,一些小行星上居然也存在氨基酸。

但是,除了二氧化硅和硅酸盐之外,目前还没有发现任何与硅烷相关的化合物

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