外星生命是矽基的嗎?地球生命所需的氧氣竟是矽基生命的致命毒氣

2020-12-04 太空記

外星生命是矽基的嗎?地球對矽基生命來說可能如「地獄星球」一般

自化學尤其是分子生物學快速發展以來,人類逐漸得知地球上一切生命形態和物種,無一例外是由25種化學元素構成的,一個典型的生物細胞,例如人體細胞的總質量,其中的96%主要是65%的氧、18%的碳、10%的氫和3%的氮這4類主要元素構成,餘下的則由微量元素構成,例如鈣、磷、鉀、硫、鈉、氯、鎂和鐵等,或許你會立馬提出質疑,人體總質量中氧元素佔據了很大一部分,人類不應當是以氧為基礎的生命形態嗎?為何人類不稱其為氧基生命,反而將自身命名為碳基生命呢?

你知道嗎?包括人類在內的所有地球生命,活體細胞中氧元素多數是以水的形式存在水分子中的,然而,對細胞結構及功能起到了至關重要的作用卻是另外一種元素碳,因此人類指出地球生命均以碳元素為基礎,故而稱其為碳基生命,至此,也引出出了一個最關鍵的問題,為什麼生命選擇了碳元素,而沒有選擇其它元素呢?想要了解這一問題的答案,我們需要進入粒子尺度下觀察碳元素的特徵。

但凡懂得一些化學知識的小夥伴們都知道,分子中的原子都是通過化學鍵相互連接在一起的,所謂化學鍵是指一種粒子之間的吸引力,它能夠令原子、分子透過這一作用組成人類宏觀尺度下可視的物質,不得不說,宇宙是一個神秘莫測的空間,它坐擁了不計其數的神奇事物,其中最為奇妙的當數生命,值得注意的是,這不是人類身為生命體的自吹自擂,或許你可以試想一下,一堆無機物是在怎樣的情況下,在機率極低的隨機坍縮組合中誕出首個生命形式,最令人詫異的是無論多麼簡單的生命形式,它的複雜程度始終遠超宇宙間的其它事物,有趣的是地球上的生命形式是多種多樣、物種也是極其龐雜繁複的,但從本質上來說,所有生命皆源於一個共同的基礎,即碳元素,也就是說一切生命均為碳基生命,人類、動植物,就連微生物也是如此。

如此看來,這一現象有力的證明了地球上的生命是同源的,理論上來說,它們在地球上出現後都經歷了漫長的進化,才有了如今的面貌,也令網友們十分好奇,既然地球上的生命均為碳基生命,這是否意味著所有的生命形式都必須為碳基生命呢?目前為止科學家們在探索外星生命時均以碳基生命的誕生及生存條件為依據,然而不可否認的是,碳基生命並非一定是生命的唯一組成形式,那麼除碳基生命以外,還有可能會出現哪些截然不同的生命形式呢?想必此時,大多數人們最先想到的是科幻作品中的常客:矽基生命。

畢竟外星生命是科幻作品中不可或缺的角色,為了將它們與地球生命進行較好的區分,大多數科幻作者們會親切的將其描述為矽基生命,也令不少網友感到困惑,矽基生命是否有可能真實存在呢?首先答案是肯定的,倘若我們將碳基生命與矽基生命進行比較,你會發現在元素周期表中,碳與矽的位置極為接近,與碳元素相同的是矽元素同樣可以組成長鏈和聚合物,如此看來,兩者均具備了生命形成的基礎條件,值得注意的是由於矽的化學性質相對來說更為複雜,因此它可形成的化合物僅能為雜鏈高分子化合物,這意味著矽基生命的代謝方式也將比碳基生命的代謝方式更為複雜,所以我們在科幻作品中看到的外星人的形象均比人類複雜得多。

你知道嗎?地球上最早的生命從水裡誕生的,既然人類與地球上的生物一樣均為碳基生命,科學家們在宇宙中尋找地外生命時,也始終以地球為藍本,認為外星生物可能也屬於碳基生命,令人詫異的是近些年以來,隨著諸多新的概念被人類相繼提及,從而導致部分觀念認為宇宙中的生命形式應當也是多種多樣的,以人類為代表的碳基生命或許僅是最低級的生命形式,真正意義上的高等生物很可能屬於矽基生命。

所謂矽基生命是指生物分子構成中主要為矽骨架,它們的核心為矽、硼、磷等元素,值得注意的是它們的體內無需蛋白質和DNA,也不需要呼吸氧氣,它們的生活環境也顯得異常極端和複雜,顯然這是人類無法想像的、危險的特殊環境,除此之外人類還發現,矽基生命普遍生活在高溫環境中,它們的形態並非人們想像中的動物亦或是人形,它們看上去理應如同一堆亮晶晶的玻璃一般,令人費解的是為什麼人類會認為它們比碳基生命高級?這是因為矽基生命還存在另一種形態,即人工智慧,這說明人類奮力探索的地外文明,很可能是一群智能機器。

此刻人類不由感嘆地球生命誕生這一奇蹟,與此同時人類也將詫異有機物的形成,從米勒尤列實驗證明了有機化合物的出現是一個大概率事件後,人類得知無機物能夠輕而易舉地合成有機物,該過程中甚至無需任何神秘力量的介入,雖然有機化合物與無機化合物最本質的區別在於前者的基礎構架更為簡單,但它的種類卻異常豐富,並且具有極強的延展性,值得注意的是僅有具備這些,它才可以讓生命任意構建自己的世界,以此滿足生命過程的各種需求,所以生命應當由有機物組成。

你知道嗎?要想滿足有機化合物這一特徵,需要擁有一個善於連接其它原子的核心原子,要知道,碳原子能夠形成4個化學鍵是因為它是自然界中最擅於「交朋友」的原子,且十分符合這一現象的要求,雖然矽原子也能形成4個化學鍵,但它卻無法如同碳原子一般形成二價鍵甚至是三價鍵,值得注意的是這一特性使得碳原子能夠兩兩結合,從而產生一條以碳原子為骨架、結構穩定的長鏈,該長鏈甚至可以首尾相連形成閉環,進一步增加碳基分子的多樣性,顯然矽基分子不具備這一能力。

實際上,碳原子還存在一個巨大的優點,即碳原子與其它原子結合所需的能量,遠遠小於矽原子與其它原子結合時所需的能量,令人詫異的是碳原子依靠閃電提供的能量就可形成化學鍵,這一點在缺乏催化劑的地球「原始湯」中是一個十分關鍵的優勢,正因如此,人類相繼指出宇宙中的生命應當屬於碳基生命,因為矽基生命很難存在,故而地球選擇了僅佔地殼總質量0.05%的碳原子作為組建生命的原材料,而非含量至少比碳多了100倍的矽。

再者倘若矽基生命真的存在,它們很可能是以氟或甲烷為介質的生物,也就是說如果人類發現可以爬形且有生命的石頭,它很可能是人類尋找的矽基生命,地球上的硅藻,雖然其外表有著堅硬的二氧化矽,遺憾的是它的生命形態依然屬於碳基生命,如此看來,人類眼裡美麗無比的地球,對它們來說很可能如同「地獄星球」一般,不適合矽基生命的生存,因為地球生命所需的氧氣對矽基生命來說等同於致命的毒氣,對此,小夥伴們是如何看待的?歡迎在評論區下方留言,感謝觀看本期內容,我們下期再見

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  • 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。
  • 什麼是矽基生命 ?矽基生命為什麼會永生?
    矽基生命就像是電子產品一樣,交流方式所使用的意識波,智慧會延續,並且還能夠升級,與人類不同。如果真的有這樣的生命存在,那麼人類的勝算比較小。矽基生命猶如超級電腦,如果是這樣的一類生命體,那麼一定會永生。
  • 碳基生命的天堂是地球,而宇宙更適合矽基生命.矽基生命是什麼?
    但是,這些地球以外行星的惡劣環境僅針對於碳基生命。地球上所有形式的生命都是基於碳的。為什麼?生命基於碳的原因還有另一個因素。那就是碳基分子的活性。生物的所有反應都是一種化學作用,包括瞳孔放大,、情感等,只有高活性碳基分子才能保證這些化學反應的快速產生。簡而言之,這就是為什麼地球上的生命是基於碳的。
  • 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?
    地球擁有適宜的溫度、充沛的水資源以及磁場和大氣的保護,生命在這樣的條件下盡情的繁衍進化。地球是已知的唯一擁有這樣得天獨厚條件的星球,從概率的角度來說,地球絕對可以稱得上是宇宙中的一個傳奇,在地球之外,環境對於生命而言而極其惡劣的。
  • 地球是碳基生命的天堂,而宇宙更適合矽基生命,矽基生命長什麼樣?
    生命是宇宙中最為神奇的事物,迄今為止,我們已知只有我們地球上有生命體,這裡是屬於碳基生命的世界,但是科學家們根據元素周期表上各種元素不同性質的表現認為,生命未必只會基於碳基存在,另外很可能還有硫基生命、氨基生命、硼基生命、矽基生命、砷基生命等,氨之外的這些元素的某些化學性質與碳元素相類,有可能與其他元素或化合物形成某種生命體。
  • 矽基、氨基、還是不同的手性,外星生命會是怎樣的?
    另外,生命也都依賴於水和DNA或者RNA。然而,這些生命特徵只是出現在地球上,如果宇宙中的其他星球上存在外星生命,並不意味著它們也會像地球生命那樣依賴於碳和水。事實上,我們可以很容易地想像不同的星球環境,在那裡可以存在其他形式的生命。那麼,宇宙中可能存在的外星生命會是怎樣的呢?它們與地球生命會有什麼不同呢?
  • 為什麼說矽基生命比碳基生命高級?矽基生命真的存在嗎?
    碳基既然地球的碳基生命如此發達,那麼這種生命形式是宇宙的常態嗎?幾乎所有的地球生命離開了水和氧氣都是無法生存的。然而根據科學家們的觀測結果,宇宙中擁有水和氧氣的星球極其罕見!那麼,宇宙中就沒有其它生命存在的可能嗎?答案是否定的!除了碳元素以外,還有一個化學性質跟碳元素非常相似,也能夠形成四個化學鍵的元素,那就是矽元素!
  • 碳基生命與矽基、硼基生命的比較
    儘管硼原子之間可以相互連接,也可以通過氫原子形成籠狀骨架,骨架上的氫原子連接形成硼烷,但這些分子簡單、封閉,因此它們不太可能成為構成生命的分子,也不可能存在於地球上的生物體中。矽基生命只能生活在無水星球矽元素比硼元素有希望多了。
  • 地球生命為何只選擇碳基生命 而不是矽基生命呢?
    為什麼地球生命非得是碳基生命,而不是非碳基生命呢?外星生命有可能是矽基生命嗎?宇宙中到底有沒有非碳基生命?我們就來啃啃這塊硬骨頭。先說說,大自然為什麼讓地球生命自然選擇碳基生命?有人馬上會問,人體總質量不是氧元素佔了大部分嗎?高達65%!我們不是以氧為基礎的生命形態嗎?為什麼我們不叫氧基生命,而叫碳基生命呢?
  • 矽基生命是可能的嗎
    ----文/萬象NASA公布的砷生命消息,將生命的可能性又大大擴展了一步,這次科學現實走在了科幻的前面。實際上,砷生命仍然是碳基生命,它們只是用砷取代了磷,正所謂「甲之熊掌,乙之砒霜」。科幻中對非碳基生命的描寫有很多,絕大多數都集中在矽基生命,矽是上帝創造的第二種生命元素。
  • 矽基生命究竟會以怎樣的生命形態存在?
    矽與碳的相似讓不少科學家相信,矽元素或許有成為構成生命體的可能,因為矽元素可以形成生命基礎所需的長鏈分子。比如:DNA和蛋白質。難道矽基生命的形成真的這麼容易?或許還有一個重要的關卡需要突破,那就是碳元素在地球生物呼吸作用的時候會被氧化成二氧化碳氣體,它可以輕鬆的從生命體體內排出。
  • 矽基生命:人類的未來
    碳基生命的特點二.  碳基生命的進化歷程三.  進化到「人」之後的各種「超越探索」四.  不可規避的「矽」五.  從碳基到矽基——矽基生命的美好想像!六.  走向矽基生命的七大方法七.        幾十億年的時間,以地球為培養皿,構建了一個龐大的碳基世界。       而現在的問題是:       碳基生命該何去何從?
  • 矽基生命的真相
    現在你們應該明白網上流傳的那些火星照片上的怪物都是什麼了,那就是你們口裡說的,外星生物。火星上你們覺得只是些不會動的石頭的玩意,其實就是一種生命形式,矽基生命,會動的活化石!半生物半機械的矽基生命體是集合各種特徵於一體的,以你現在的理解能力實在太難想像為什麼一個石頭自己會跑,那些會動的石頭就是矽基生命!你覺得那些探月火箭每次都只從月球上帶回來點石頭塊來交差是怎麼回事?你有沒有聽說過那些石頭快被作為國-際外交禮物送給某些國家元-首後,總是會在博物館裡不翼而飛?
  • 矽基生命是什麼形式的?
    許多對外星生命的探索都集中在發現與我們相似的生命跡象——液態水的可用性,或者由碳(地球上生命的基礎元素)製成的複雜化合物的存在。
  • 如果人類進化成矽基生命,會自由穿梭在宇宙間嗎?答案顯而易見!
    地球自從誕生經歷了幾十億年,生物從單細胞開始不斷進化,不斷發展,無論是人類還是各種動物,它們的組成成分都是以碳為基礎。人類自從文明高度發達的時候,就想不斷的和宇宙深處探索。那麼需要探索宇宙深處,我們自身需要什麼條件呢?是從碳基進化到矽基嗎?今天來看一下我們共同探討的問題。
  • 矽基生命和碳基生命哪個強?科學家:可以1個打10個
    我們經常能產生這樣的問題,是因為我們關於外星生命的討論經常都是以碳為基礎的,每當我們發現一顆新行星的時候,要想知道它上面有沒有生命首先會確認這個星球上有沒有液態水的存在,因為液態水是地球上碳基生命所必須的載體介質,是我們認為生命存在的必要條件。
  • 矽基生命和碳基生命哪個強?科學家:可以1個打是10個
    如果宇宙中其他星球上存在生命,那麼有沒有可能是矽基生命呢?我們經常能產生這樣的問題,是因為我們關於外星生命的討論經常都是以碳為基礎的,每當我們發現一顆新行星的時候,要想知道它上面有沒有生命首先會確認這個星球上有沒有液態水的存在,因為液態水是地球上碳基生命所必須的載體介質,是我們認為生命存在的必要條件。
  • 科學家發現矽基生命?就在太陽系裡,比人類還要高級!
    人類是地球上最強大的生物,但是在茫茫的宇宙中,地球也只是一顆渺小的天體,因此人類的力量也是微不足道的,在茫茫的宇宙中,或許人類並不是單一存在的。在很早以前科學家就對地外生命充滿了好奇,在科學家心中外星文明是一定存在的。
  • 短篇大論01:矽基生命的探究
    矽,化學名稱是Si,它在化學元素周期表中處在於C,也就是我們熟悉的碳元素下方。這為後面的矽基生命假說提供了化學基礎。從這一點上,我們就可以判斷出:碳和矽具有相似的化學性質。矽在宇宙中廣泛分布,並且矽和碳兩種元素都能夠組成長鏈以及聚合物。然而實際上,矽基卻與碳基有著天壤之別:碳基之所以能夠形成穩定的狀態,是因為地球上的溫度正好合適。太高和太低,都形成不了穩定的碳化合物。
  • 矽基生命耐高溫抗輻射,會是宇宙生命的主流嗎?或許根本不存在
    地球上的生命從本質來說都屬於碳基生命,碳基生命就是以碳元素為有機物質基礎的生物。地球上所有的生物都是碳基生物,包括人類在內都是以碳和水為基礎。因為構成碳基生物的蛋白質,作為遺傳物質的嘌呤和嘧啶等物質都是烴衍生物,所以稱作碳基生物。