为什么地球生命都是碳基生命?其他星球上有硅基生命吗?
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-13
地球生命都是碳基生命
人类的好奇心无穷无尽,对地外生命的推测从未停止过。为了了解是否有其他生命存在,我们发射了几艘星际无人探测器,探索浩瀚外太空中的其他地方。如果外星生命真的存在,它们会是怎样的存在呢?
从地球生命来看,我们都是碳基生命。然而,美国天文学家卡尔?萨根把这种狭隘的观点称为“碳沙文主义”, 他认为我们不应该限制我们的想像力,做出外星生命会类似于地球生命的愚蠢假设。
尽管如此,由于碳在地球上的绝对优势,这仍然是我们最佳猜测。那么,碳为何如此特殊?
想像中的硅基生命
每一种生命形式,无论是植物还是动物,都体现了复杂性。第一个自我复制的生物体通过融合越来越多分子的复杂性,进化出愈加复杂的生物功能。这里的复杂性指的是促进形成数百万复杂的化学键和反应,这些都是维持更高生命形式的必要条件。诸如变形虫这样原始的生命形式,它们发展出的分子复杂性远远小于更高等的哺乳动物。
分子的复杂性使得一些高级功能可以出现,如呼吸、排泄、消化,最重要的是,繁殖。如果没有碳元素,这一切都不可能实现。如果没有碳,就不会有DNA、蛋白质、脂质、糖类、脂肪、肌肉组织或任何其他构成生命的东西。
目前,人类已经发现了118种元素,奇怪的是为什么只有几种元素被用来构成有机生命。当然,其中最常见的是碳元素。由于碳的特殊热力学和化学性质,使它比其他元素更为优越。
元素周期表
一个碳原子由四个价电子组成,使它可形成四根单键(比如甲烷),两根双键(比如二氧化碳)和一根三键(比如乙炔)。然而,碳的主导地位并不是因为它形成这些复杂化学键的能力,而是它形成这些键时非常容易和灵活。事实上,元素周期表中与碳同族的元素都有4个价电子,但是它们所形成的键的稳定性无法与碳相比。
在元素周期表中,6号元素碳的正下方是14号元素硅。这种元素也能形成无数的分子,但是双键的硅分子不像双键的碳分子那样稳定,它们只能短暂存在,它们的不稳定性最终迫使其转变为单键。碳分子,如碳氢化合物,是维持生命的最关键分子种类之一,它们既不会太活泼而导致容易分解,也不会太稳定而妨碍可塑性和适应性,这使得酶能够很容易地操纵碳分子。
DNA双螺旋结构的4种碱基对片段
因此,硅基生命很难能在地球上生存。硅比碳更为亲氧,在相对较低的温度下,它也会与氧气发生剧烈反应。这意味着硅链或硅烷无法在我们的大气层中存在。如果生物体直接将能量储存为碳氢化合物,那碳基生命也无法生存,因为烷烃本身就很易燃(比如汽油和煤油)。但碳基生物是将能量储存为如糖、脂质、醇类以及其他具有非常不同化学性质的碳氢化合物。
所有这些性质都可以解释为:碳是拥有4个价电子的最小原子。它的大小合适,可以形成各种化学键。如果大自然缺乏这种原材料,生命是不可能产生的。又由于地球上的碳很丰富,所以大自然就利用碳的特性开始构建生命,使得所有的地球生命都是碳基生命。至于宇宙中是否存在诸如硅基生命这样不同基质的生命,还需进一步研究才知道。
相关文章
- 中兴受美国制裁事件 被罚了20亿美元过程事件始末 中兴被制裁后公司现状
2023-11-02 22:12:46
- B站怎么炸崩了哔哩哔哩服务器今日怎么又炸挂了?技术团队公开早先原因
2023-03-06 19:05:55
- 苹果iPhoneXS/XR手机电池容量续航最强?答案揭晓
2023-02-19 15:09:54
- 华为荣耀两款机型起内讧:荣耀Play官方价格同价同配该如何选?
2023-02-17 23:21:27
- google谷歌原生系统Pixel3 XL/4/5/6 pro手机价格:刘海屏设计顶配版曾卖6900元
2023-02-17 18:58:09
- 科大讯飞同传同声翻译软件造假 浮夸不能只罚酒三杯
2023-02-17 18:46:15
- 华为mate20pro系列手机首发上市日期价格,屏幕和电池参数配置对比
2023-02-17 18:42:49
- 小米MAX4手机上市日期首发价格 骁龙720打造大屏标准
2023-02-17 18:37:22
- 武汉弘芯遣散!结局是总投资1280亿项目烂尾 光刻机抵押换钱
2023-02-16 15:53:18
- 谷歌GoogleDrive网云盘下载改名“GoogleOne” 容量提升价格优惠
2023-02-16 13:34:45
- 巴斯夫将裁员6000人 众化工巨头裁员潮再度引发关注
2023-02-13 16:49:06
- 人手不足 韵达快递客服回应大量包裹派送异常没有收到
2023-02-07 15:25:20
- 资本微念与李子柒销声匿迹谁赢? 微念公司退出子柒文化股东
2023-02-02 09:24:38
- 三星GalaxyS8 S9 S10系统恢复出厂设置一直卡在正在检查更新怎么办
2023-01-24 10:10:02
- 华为Mate50 RS保时捷最新款顶级手机2022多少钱?1.2万元售价外观图片吊打iPhone14
2023-01-06 20:27:09
- 芯片常见的CPU芯片封装方式 QFP和QFN封装的区别?
2022-12-02 17:25:17
- 华为暂缓招聘停止社招了吗?官方回应来了
2022-11-19 11:53:50
- 热血江湖手游:长枪铁甲 刚猛热血 正派枪客全攻略技能介绍大全
2022-11-16 16:59:09
- 东京把玩了尼康微单相机Z7 尼康Z7现在卖多少钱?
2022-10-22 15:21:55
- 苹果iPhone手机灵动岛大热:安卓灵动岛App应用下载安装量超100万次
2022-10-03 22:13:45