矽是地殼中第二豐富的元素,為什麼地球上沒有矽基生命?

2020-12-14 星辰大海路上的種花家

科學家拿確實有沒有氧氣來判定這個星球上有沒有生命，那麼人家外星人靠氫氣氦氣來呼吸不行嗎？

其實這個話題咋看上去非常具有說服力，宇宙那麼大，為什麼都要像人類一樣呼吸氧氣，需要水以及碳水化物補充能量，就不能呼吸氫氣氦氣甚至氮氣，不行嗎？不妨來看看有這樣的可能嗎？

一、有多少種可能的生命？

不要以為就你們想到了宇宙中存在其他類型的生命，因為科學家的腦洞比各位大多了，要不然各位咋就沒成為科學家呢？那麼有多少中可能的生命類型呢？

碳基生命

1.碳基水基生命，以碳為核心元素，水為介質的生命類型

2.碳基氨基生命，以碳為核心元素，氨為介質的生命類型

3.硼基硼基氟化氫基生命，以硼為核心元素，氟化氫為介質的生命類型

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矽基生命 以矽為核心元素，矽烷為介質的生命類型

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能量形式的生命 以內量形式（沒有實體）存在，比如等離子體狀態的生命類型

人造類型的生命 不做新陳代謝的生物電能或者量子計算機為載體的生物

以電磁波與信息形式存在的生命

你不得不佩服科學家的腦洞，但問題提出很簡單，求證卻很難，所有大膽設想，嚴密論證的科學思維就要了科學家的親命！

二、迄今為止發現了哪幾種類型的生命？

當然您並沒有猜錯，我們在地球上僅僅是發現了碳基類型的生命，在月球和火星上均未發現任何類型的生命，而更遙遠的宇宙深處，除了發現部分有機分子以外則是一片空白，留待各位去發現！

三、為什麼地球上有那麼多可能形成生命的化合物，卻只出現了碳基生命？

這是一個非常好的問題，這首先得來了解下碳元素的特性：原子有四個自由電子，其還原性和氧化性基本相當，而且碳原子只有兩個電子層，比同族的鍺、錫，矽，鉛等元素強一些，並且碳鏈通過碳原子的勾勾搭搭長度可以有2個一直到數千個，因此以碳鏈為骨架的有機分子是地球上無數有機化合物的基礎！而碳基生命從碳水化物中獲取能量的過程則是有氧化過程完成的，儘管碳基在地球上多種優越性，但碳基生命分子結構並不穩定，無論是高溫還是低溫都可以破壞這個結構，或者在輻射的條件下可以達到破壞條件，因此從這個角度講碳基生命也是非常脆弱的！

那麼吃瓜群眾的問題也來了，為什麼就有四個電子的碳原子可以呢？別的不行嗎？其實並不是，其他組成分子鏈更複雜的完全沒有問題，但關鍵並不是要複雜，而是要穩定，因為生命需要有一個穩定的載體！

四、矽跟碳的功能類似，也許會稍稍弱那麼一點，但地殼中矽元素最豐富（除氧元素以外），為什麼從未出現矽基生命？因為矽可以形成矽烷或者矽酮等長鏈的方式形成生命，而且更具矽化合物的特徵甚至可以在高溫下生存，這不是更具優越性？

1.矽形成鏈的能力是比較差的，矽烷的矽數只能達到8而且穩定性非常差。

2.其實矽烷以及衍生物的熱穩定性也非常差

3.很多溶劑都會破壞矽-矽鍵，無法作為生命的介質

.......

所以矽形成矽基生命的希望是幻滅的，即使矽元素是地殼中第二大元素也沒有毛用！

五、也許宇宙中有條件迥異的星球，為什麼我們只找有液態水星球的生命？

這理解起來其實不難，宇宙中的天天何止千千萬，但據我們所知也就地球上形成了生命，這是最好的案例，也是唯一的案例，那麼我們在尋找生命時候當然會傾向於和我們條件類似的星球，並且碳基生命有如此多的優勢在地球如此優秀條件的星球中脫穎而出，這都是有原因的！假如我們放著這麼大個案例不去參考，非得要太陽上找生命，很抱歉，你可以領盒飯走人了！

地球生命的演化史

另外碳基生命的介質-水是非常關鍵的，因此系外行星搜索時我們會非常感興趣液態水的存在，但我們並不是特別關心氧的存在，為何會如此，氧不是生命必須的氣體嗎？其實不然，在地球上就有很多不需要氧就能生存的生命，比如大腸桿菌可以有氧也可以無氧（發酵來獲取能量），乳酸菌則有氧無氧都主要利用發酵！但有一點要指出的是只要有水就會存在氧氣，因為液態水的存在，在溫暖的氣候下會大量蒸發，而高層大氣中的光解則會讓氫元素逃逸而留下氧元素，儘管非常微量，但數十億年累計將是非常可觀的數量！

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  • 為什麼地球上都是碳基生命,科學家探索的矽基生命有沒有可能存在
    地球上生命的形式雖然多種多樣，物種龐雜繁複，但從本質上來說，所有的生命都源於一個共同的基礎，那就是碳元素，也就是說所有的生命都是碳基生命。人類如此，植物動物如此，就連微生物也是如此。為什麼地球上的生命都是炭基生命？
  • 地球是碳基生命的天堂,而宇宙更適合矽基生命,矽基生命什麼樣?
    地球上能有生命不是偶然的，或許地球就是上天的寵兒，集萬千寵愛於一身，億萬年的進化，地球在宇宙眾多星球中脫穎而出，才用於去地球上的萬物，才有了今天的美輪美奐，生機勃勃的大自然！
  • 變形金剛是矽基生命?宇宙中真的存在這種生命嗎?
    雖然就提了一嘴，但是番薯哥還是記住了，然鵝……啥是矽基生命？這種生命和人類有啥區別？一直都沒認真想過，還真是因為之前那篇文章的評論，番薯哥也是學過好幾年生物課的人，也從來沒有學過這個東西，只能是查查資料，自己理解一下。說矽基生命之前，先科普一下基本構成元素——矽。
  • 地球是「碳基生物」的樂園,但宇宙更適合矽基生命存在,為什麼?
    從根本來看，地球上的所有生物都屬於「碳基生命」，也就是以碳元素作為有機物質基礎的生命，碳和水是組成碳基生命的基礎條件，地球上的任何一種生物都屬於碳基生命，因為我們源自一個共同的祖先。至今為止，人類還沒有發現任何碳基生物以為的生命形態，或許這是因為人類至今沒有發現外星生命的原因。目前人類在宇宙中尋找其他生命星球時，總喜歡關注一些和地球類似的星球，認為和地球環境相似的行星誕生生命的概率更高。
  • 矽基生命與碳基生命有何區別?人類成為矽基生命,或能進入宇宙!
    但是在經過了半個多世紀搜尋無果的情況下，就有科學家提出了新的觀點，或許在宇宙當中的生命體並不是像人類一樣是碳基生命，而是矽基生命。在地球上，碳元素是還原性和氧化性最強的元素，以碳元素為基礎的高分子有機物數不勝數，也是地球生命化學反應所產生的產物。在地球上碳基生命是主導者，但是在地球之外的環境當中，碳基生物卻無法生存下來。
  • 為什麼地球上都是碳基生命?
    你可能聽過地球上的生命都是「碳基生命」。但是「碳基生命」真正意味著什麼呢？我們真的是由營火後留下的黑色燒焦的東西，還是鉛筆裡的碳組成的？碳基生物，顧名思義，就是以碳元素為基礎的生命形式。地球生命最初產生和應用的能量是糖，糖又叫什麼？碳水化合物。還是碳。地球上所有已知生命都是主要由碳、氫、氧構成的，生命活動也主要圍繞這幾種元素展開，所以我們都是碳基生物。
  • 宇宙中可能存在「矽基生命」嗎?科學家的答案讓人失望
    就算是光，在宇宙中旅行也需要花費大量的時間，而地球在宇宙中，只是一個「郊區」星球，地球的位置都十分的偏僻，如果不是地球上存在生命的話，地球就沒有任何出彩的地方，和地球相似的星球，在宇宙中還有無數個，所以很可能存在很多生命星球。
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  • 【科普】為什麼我們是碳基而不是矽基生物?
    但是另外一個有4個外層電子的非金屬元素，矽，能不能稱為生命的基石呢？繼續往下看。2，化學反應的速度這些化學反應的速度很大程度上決定了生物反應的速度，而碳基分子的活性則保證了這些化學反應能夠及時地進行，以應對地球上環境可能出現的改變。3，關於矽基生命上文提到了矽元素，能否作為生命的基石。
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  • 高中化學(矽)
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