收藏文章 楼主
为何地球生命选择碳基?其他可能性呢?
网友【发现了】 2022-05-30 03:40:47 分享在【时代发展的印记】版块    1    5

“这是碳基生物能想出来的吗?”这句话是对天马行空想象力的夸赞,里面提到的碳基生物,就是包括你我在内的一切地球有机生命体。

网友分享在meiguo.com上的图片
丰富美丽的碳基生命世界

人类无法解释,到底是生命选择了碳元素,还是碳元素选择了生命。

因为没有碳,不要说生命了,就连有机物都没办法诞生。

一切有机物都是以碳链为主体,其他原子与之结合,这样的排列组合,形成了丰富的有机化学,继而形成了我们今天的地球生态。

为什么偏偏是碳?和碳元素同一主族的硅为什么不行?硅基生命真的存在吗?还有哪些生命形态?

网友分享在meiguo.com上的图片
有机物的结构

地球为什么选择了碳基生命,而不是硅基生命?硅基生命长什么样?

碳的“圆滑之道”

为什么地球上的生命都是以碳链作为基础,而不是其他元素?

如果我们仔细观看元素周期表各个元素的特性,也许就会知道原因了。

网友分享在meiguo.com上的图片
元素周期表

首先,碳原子是宇宙中数量比较多的元素,它的原子序号是6。

也就是说,它是宇宙中第6个诞生的元素,来源于比它更小的原子的核聚变。

我们都知道,整张元素周期表其实就是以氢原子开始,越往后就越难形成,因为聚变反应难进行,反应条件越来越苛刻。

从这一点上,碳就领先了很多元素。

网友分享在meiguo.com上的图片
碳原子结构

其次,原子是由原子核和核外电子构成,除了第一周期的两个元素,其他元素都是有两层及其以上数目的电子层。

电子不一定全部属于原子核,它们会受到外界的干扰,从而让原子失去电子或者被硬塞电子。

最外层要8个电子才会最稳定,别人抢不走,其他电子也没办法挤进来。

网友分享在meiguo.com上的图片
原子的结构

一般来说,最外层电子数小于4的,更偏向于失去电子,而最层电子大于4的,更倾向于得到电子。

那么最外层电子刚好4个呢?那么就看元素下菜,要么它主动失去电子,要么它得到电子,或者,和其它元素共享电子。

碳就是这样一个元素,凭借着“圆滑”的处世之道,它不仅可以和其它元素组成化合物。

且还能和其它碳原子手拉手,空出来的位置其它原子都可以参加。

它们不是来拆散这个家的,而是来加入这个家的,家的名字叫做有机物,而碳原子的手也越拉越长,碳链上的位子也越来越多,家也在不断扩大。

网友分享在meiguo.com上的图片
碳链结构

最后,有机物们组合起来,开始明确分工,地球上诞生了第一个生命——露卡。

今天地球上的所有生物,都是露卡的后代,正是它为生命奠定了以碳为主体的生命结构。

人体内含量最多的元素是氧,但是单看细胞,含量最多的元素是碳,我们可以说,没有碳元素就没有细胞。

然而,碳不是元素周期表中唯一的“圆滑”元素,和它同一主族的硅元素,同样秉承了这一套,而且硅还是地球含量第二多的元素,占据26.3%,为何它无法成为生命的“地基”?

网友分享在meiguo.com上的图片
硅原子的结构

硅输在了哪里?

科学家曾经试图用硅元素合成烃烷类物质,但是却发现,硅原子的连接能力很差,它的极限只能到8个,比起碳原子的成百上千,逊色的不是一星半点。

并且硅-硅键和硅-氢键还特别容易在水中被破坏,要知道生命起源自水,怕水这一点硅元素就败了。

网友分享在meiguo.com上的图片
硅氢键

为何一个主族的元素,硅和碳的差距这么远?因为硅比碳多了一层电子,它有三层电子层,而碳只有两层。

这导致,硅的原子核对于最外层电子的控制比碳弱,因此硅也很“圆滑”,但是没有碳原子那么灵活地“圆滑”。

此外,碳基生命呼吸的时候会产生二氧化碳,同时依靠食物保持体内的碳平衡。

硅基生物如果也要呼吸,产物就会是二氧化硅,这是一种固体,可能会直接阻塞呼吸道。

就算以其他方式排出了体外,那么如何补充硅原子呢?

早期的地球生命可以利用大气中的甲烷等物质,那么硅基生命就只能吃地球的沙子和岩石了。

网友分享在meiguo.com上的图片
含有硅酸盐的石头

比较一下是吃甲烷更容易,还是吃沙石更容易?

这样看来,就算地球上曾经存在过硅基生命,它也竞争不过碳基生命这样高效的新陈代谢速度。

在地球这样的行星上硅基生命不可能存在。

可是在浩瀚的宇宙,一切皆有可能,硅基生命也许是存在的。

网友分享在meiguo.com上的图片
宇宙中可能存在硅基生命

硅基生命真的存在吗?

科学家们认为,他们使用硅原子合成硅烃或者硅烷,所处的环境依然是在地球上,无法成功只能说明硅基有机物不适合在地球上存在。

可是宇宙中的行星数量是上亿的,不能否认也许有的星球,硅基生命就十分适应它的环境。

那么硅基生物会长成什么样呢?首先肯定是和碳基生物长得不一样的,因为它的生活方式也不可能与碳基生物相同。

硅基生物的新陈代谢会比碳基生物慢,因此它们的移动速度是很慢的,可能是外表有硅晶体的硬物。

网友分享在meiguo.com上的图片
人们想象的硅基生命

其次,硅基生命可以不呼吸氧气,它们能以二氧化碳和二氧化硫这样的有害气体作为呼吸作用的气体。

因此,它们可以生活在环境比较恶劣的星球,比如温度非常高的地方,高到二氧化硅成为了气体,这样硅基生物就能顺利呼吸。

最后,硅基生命可能更适合地下生活,尤其是一个星球的地壳之下的地幔,因为那里的硅元素更容易被获得,且很有可能是熔融态,方便生物吸取硅元素。

并且硅基生命的身体偏向于结晶,能承受碳基生命无法承受的高压。

网友分享在meiguo.com上的图片
生活在外星的硅基生命

如果非要说地球上哪个地方满足上面的条件,那么可能是地核,也就是地心,那里的温度达到了4000到6000摄氏度,压强更是高达200多万个大气压。

难怪有人怀疑地核生活着另一种人类,有可能是传说中的“硅基人”。

近些年,随着人工智能兴起,它们被称呼为新的“硅基生命”,因为各种电子元器件的主要原料就是硅元素。

然而,这个想法受到了很多人的反对,以为人工智能不能算作生命,因为它连细胞结果都没有,它顶多只能算以硅为主的产品。

网友分享在meiguo.com上的图片
人工智能不能算作硅基生命

那么除了硅基生命,还有哪些我们意想不到的生命形态呢?

其他生命形态

元素表中,碳已经形成了今天的碳基生物,硅有可能在其他星球形成生命,除此之外,还有以硼元素为基础的硼基生命,甚至还有以金属为基础的生命形态。

网友分享在meiguo.com上的图片
宇宙中可能存在多种生命形式

有科学家提到了硼基生命,它们生活的环境没有水,于是氨、氟化氢或硫化氢等物质,代替水的功能。

它们也不以氧气呼气,而是呼吸二氧化硫,或者直接没有呼吸作用。

原本应该是氧原子的位置,全部换成了硫原子。此外,以硼为中心的烃烷类物质,稳定性高于碳基生命。

网友分享在meiguo.com上的图片
科学家猜测可能存在硼基生命

不管是碳、硅还是硼,都是非金属元素,而金属也是有可能形成生命形态的。

科学家已经在实验室合成了一种“金属细胞”,是以金属钨的杂多酸阴离子。

从生物上说,这个“细胞”没有遗传物质,甚至都没有生命特征;从化学上说,金属形成的物质属于无机物,与有机物千差万别。

可谁又能知道宇宙中的情况呢?哪个星球上就有“金属人”也说不定。

网友分享在meiguo.com上的图片
可能存在金属细胞

或许人类学习的生命化学知识,只不过是宇宙生命体的一小部分。说不定在宇宙中,任何一种元素都能作为生命的基础,只不过恰好出现在地球上的是碳基生物罢了。

网友分享在meiguo.com上的图片
我们的地球也许恰好生活着碳基生命

大千宇宙,无奇不有!

出处:头条号 @答案在这儿

meiguo.com 发布人签名/座右铭这家伙浪费了“黄金广告位”,啥也没签!
大家都在看
楼主新近贴
回复/评论列表
默认   热门   正序   倒序
meiguo.com 创始人

emotion

5   2022-05-30 03:40:47  回复

回复/评论:为何地球生命选择碳基?其他可能性呢?

暂无用户组 升级
退出
等级:0级
美果:
美过
精华推荐
  1. 成也“马老板”,败也“马部长”?关于伊隆·马斯克的现状
  2. 福布斯曝光了Deepseek 梁文锋的净资产
  3. 华人害华人!涉及1500万美元的芝加哥“大型持枪绑架案”嫌疑人半数落网
  4. 泽连斯基和川普、万斯在白宫当众吵架,饭都没吃着!
  5. 在美国买房,看Open House时需要注意的问题汇总
  6. 滞留美国的华裔非法移民“遭遇流放”,首批119人已起飞!
  7. 赴美生子的中国人在纠结剖不剖?美国人在寻思“移民鹤岗”呢!
  8. 赵本山在纽约:前排票价1400美元,团队聚餐画面曝光!
  9. 川普政府的“朝令夕改”最短纪录再次刷新
  10. 全球研究机构top10盘点:中国9家,美国1家
  11. 风向有变?🇨🇳中央召开民企座谈会,寓意深刻!
  12. DOGE让1.4万公务员失业?马斯克已经做好最坏心理准备!
  13. 遭遇“断粮”的BBC叛变了?
  14. 大S【徐熙媛】病逝,享年48岁!
  15. 美签面签后的全面复盘:审核原因和拒签因素剖析
  16. 全面盘点:加州大学的9大分校
  17. 美国首都机场为何全美风险最高?川普总统“怒喷航管弱智”
  18. 美国“H1B签证”新一轮抽签在3月份开启,新变化真不少!
  19. 《纽约时报》刊登的中国父子文章:为何送儿子留学美国
  20. 李嘉诚在全球的港口“几乎清仓”,套现190亿美元!
  21. 北美留学生注意,美国和加拿大即将共享所有移民和签证讯息!
  22. 男性精液质量和预期寿命“真有关系”
  23. 美国留学的政策大变?众多名校陷入财政危机,扩招中国学生?
  24. 美国房产的保值要点,但却被九成华人买家忽视了!
  25. 王毅定调了中国统一,马英九发出了战争预警!
  26. 滞留太空的NASA宇航员即将返回地球
  27. 重庆妹子“盯美国男人不放”,前后嫁给美国医生和美国律师!
  28. 在美国生活,这四证缺一不可!
  29. DeepSeek已经让成人玩具“率先受益”
  30. 川普总统竟然帮马斯克“带娃儿加带货”,特斯拉市值保得住了?
  31. 陆地入境美国受阻,“华人偷渡客”已经改用快艇登陆了?
  32. 23岁中国女留学生在南加州的住所内遇害,曾控诉白人男友“性虐待”!
  33. 时至2025年3月中旬,地球上最顶尖的五大芯片品牌,均由华人掌舵!
  34. 谷歌地图和苹果地图已经都修改了美国湾(墨西哥湾)
  35. SpaceX在13小时内3连发,全力拯救被困宇航员!
  36. Google决定终止开源Android啦?

美国动态 美果转盘 美果商店

Your IP: 18.223.211.185, 2025-04-05 00:56:42

Processed in 0.85722 second(s)

头像

用户名:

粉丝数:

签名:

资料 关注 好友 消息
已有0次打赏
(5) 分享
分享
取消