解密碳基生命与硅基生命:为什么说宇宙环境,更适合硅基生命?

你知道吗?地球上的生物虽然看起来复杂多样,但从本质上来说,却都属于碳基生命。

地球上的生物虽然复杂多样,但是本质上都属于碳基生命

并且,这可能是地球生命区别于宇宙其他星球上生命的基本特征。

为什么这么说呢?

因为虽然地球是碳基生命的天堂,但宇宙环境其实更适合硅基生命生存。

那么,这二者到底有何区别?硅基生命又到底是什么样的呢?

碳基生命与硅基生命

不难看出,这两种称谓其实只有一字之差,而这一字之差就代表着不同的元素。

人们在研究地球生命同一性的时候,发现地球上的生物都是以碳元素为有机物质基础的

地球生物是以碳元素来做有机物质基础的

比如在我们的氨基酸当中,碳元素起到了牵线搭桥的连接作用,正是它的存在将氨基和羧基连接了起来。

由此可见,碳基生命其实是从微观的角度来定义的。毕竟维持细胞代谢的生物大分子,都有着碳原子构成的骨架,它们就像是生命的基础一样,如果不存在,那么生命将永远无法诞生。

在很长一段历史当中,人们都是这么认为的,碳基生命才是唯一的答案,宇宙中的生命应该都是以碳元素为基础存在的。

从前人们以为碳基生命似乎才是宇宙生命的唯一答案

直到1891年,在波兹坦大学进行研究的天体物理学家Julius Sheiner专门撰写了一篇文章,指出可能存在其他的生命形式,这种生命的“骨架”是由硅原子构成的,人们将其称为硅基生命。

事实上,这并不是凭空猜想,因为单以地球上硅元素的含量以及硅元素的种种特殊表现来看,硅基生命确实有几率诞生。

首先以地球的各种元素含量占比来说,硅元素在地壳当中的含量处在第二的位置,大约为26.3%,这就意味着在其他的“类地行星”的地壳当中,可能也存在着类似的情况。如果那里有生命即将诞生,是可以选择含量更高的硅原子为基础的。

硅元素在地壳当中的含量远超碳元素

其次以硅元素的特性来说,这家伙和碳元素其实都属于第四主族,这意味着它们有许多相似的地方,具体表现为它们的化合物属性基本一致。比如说碳酸盐能成为孕育生命的温床,而硅酸盐处于高温之下也会有类似的作用。

硅元素和碳元素同属第四主族,某些特性十分相似

再加上硅化合物在高温环境下,确实异常的稳定,这就导致不少人都坚信在宇宙深处,存在硅基生命的概率远比存在碳基生命的概率更高。

当然,虽然硅元素和碳元素有着相似之处,但是二者还是有区别的。比如人们猜测的硅基生命,外形看起来更像是结晶体或者是合成纤维,就和《星际迷航》当中所描述的“奥尔塔”一样。

并且它们的“代谢方式”可能也与我们想象中的差别甚远,比如当硅元素与氧元素发生反应的时候,会形成稳定的晶格,这会使其“代谢”异常的困难。

硅基生物的代谢可能异常困难

值得一提的是,不少人认为,硅基生命形成的许多难题,都仅仅局限于在地球环境中才存在,因为这种生命形式本来就更加适合于宇宙。

那么,为什么这么说呢?硅基生命在宇宙中究竟有何优势?

为什么硅基生命更适合宇宙?

首先硅基生命的耐高温能力更强

以硅氧键来说,它能够承受326摄氏度的高温,而硅铝键则能承受620多摄氏度的高温。这就意味着,像金星这种地表温度惊人的地方,硅基生命也能愉快的生活,甚至显得有些生龙活虎。

其次硅基生命一碰水就“碎”,但是刚好宇宙中的大部分星球上都不存在液态水

硅基生命在液态水当中容易死亡

此前人们在论证地球上为何不会出现硅基生命就指出,硅基生命遇到水的时候就会溃不成军。因为硅元素形成的骨架,在和水相遇之后,是非常容易断裂的。

不过这个在地球上的缺点,到了宇宙中显然就变成了优点,因为宇宙中多的是星球不存在“生命之源”,在那些干旱的地方,硅基生命可以以相当稳定的形式存在着,没有任何的压力。

除此之外,硅基生命以晶体的形式存在着,意味着它们的抗辐射能力也要比地球上的碳基生命更强。这样的话,即使生活在没有磁场或者大气保护的星球上,依旧不存在什么问题。

硅基生命在没有磁场保护的星球上也能正常生活

由此可见,由于宇宙环境的特殊,硅基生命的种种特性与之相当契合。

正因如此,人类或许不该总是以碳基生命诞生的条件为筛选项,在宇宙中寻找其他生命。毕竟,硅基生命不论是从外形还是生活习性方面,都与碳基生命有着天差地别,说不定在那些被判定绝对无生命的荒芜行星上,就生活着大量的硅基生命。

许多荒芜的行星上,可能就生活着硅基生命

那么,人类有没有希望朝着“硅基生命”进化呢?地球上绝无可能产生硅基生命吗?

咱们有机会成为“硅基人”吗?

在上文中咱们提到了,地球的环境对于硅基生命来说其实是相当危险的,它的代谢与稳定性在这里都难以保持。正因如此,不少人下意识的就认为,硅基生命在地球上绝无诞生的可能性。

但是2017年科学家们在《科学》杂志上发表的一篇论文,却有力的驳斥了这一点。过去人们一直都知道地球上有生命是可以操纵硅元素的,比如在一些植物当中存在着被称为植物硅的二氧化硅颗粒。

地球上某些植物当中有二氧化硅颗粒

后来,人们想知道硅和碳是否能在自然条件下结合,如果可以结合,就说明地球环境有机会孕育硅基生命。而咱们,自然也有可能成为无惧高温辐射的“硅基人”。

在研究的过程当中,他们发现有一种酶能够诱导硅元素和碳元素结合,成为化合物

根据资料来看,人们专注研究的血红素蛋白,在一定情况下可以产生低水平的有机硅化合物。

人们在研究中发现血红素蛋白质可以产生有机硅化合物

这就意味着,自然条件下是能够将硅元素包含在有机分子当中的,只要有某些特殊的元素进行参与。人们很难确定,在其他星球上是否存在着类似的过程,如果有,硅基生命的存在就不再仅限于“科幻”,而是走进了现实。

并且,在人类科技的发展之下,我们或许也能利用这种情况将自己变为“硅基人”。当然,这种变形肯定不是一蹴而就的,应该是从各个零件开始换,并且确保它不会和我们的身体产生排异反应。

比如以硅基脑来说,依旧有人在试着制造类似于人脑的硅脑,使其和人脑一样具备复杂的神经网络,能够进行简单的思考。虽然肯定不能现在就用硅脑来替换人脑,但有了尝试之后未来肯定是有机会的。

未来的人们可能会拥有硅基脑

若是能够将身体的关键部位全部更换一遍,人类就不会再惧怕危险的宇宙环境,届时星际旅行应该会变得更加容易一些。

那么,如果真有那一天,你是否想变成一个硅基人呢?

你是否愿意变成一个硅基人呢?

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页面更新:2024-05-01

标签:宇宙   生命   环境   化合物   星球   高温   含量   元素   地球   生物

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