為什麼我們是碳基生命而非矽基生命呢?和元素的性質有關嗎

2021-02-13 菜葉網

地球上已經具備宇宙中所有元素,從而演化出碳基生命,會飛的會跑的,有毒的帶刺的,需氧的厭氧的,骨頭在裡面的與在外面的,等等什麼生命形態俱全。

不論是矽基生命還是碳基生命,生命本身其實就是一種奇蹟,但是為什麼我們是碳基生命而非矽基生命呢?

這其實還是和元素的性質有關。先說碳基生命,我們知道碳基生命是以碳原子為基礎的生命形式,雖然碳元素在細胞中的質量佔比僅為百分之十八,但是它所起到的作用卻是無可替代的。

碳原子可以通過四條化學鍵與其他元素連接,以此構成各種複雜的化合物,生命本質上就是各類複雜生化反應的持續進行,而碳原子無疑是這一切的基礎,從遺傳物質到蛋白質,再到細胞與器官,碳原子搭建了生命的平臺,對於地球生命來說,水是生命之源,而碳是生命之本。

再回過頭來看矽基生命,無論在何種溫度和壓力下,因為分子量原因矽化合物種類和多樣性遠低於碳水化合物,還有最重要的一點,宇宙中最高效的能量傳遞方式是電磁波,矽基生命無法產生光合作用這種決定性的高效化學反應來存儲和利用能量,而其它能量利用方式(比如硫細菌)均是不可持續性的,無法維持一個生命體系幾十億年進化的能量需求。

但是,在大多數恆星系都有碳基生命體的宜居帶,也都有矽基生命體的宜居帶,因為我們是碳基生命體,對於碳基生命體來說,使用的工具、材料、相關的理論體系基本上都是碳基生命體的生存溫度相適應的種類,也因此才更有可能建立聯繫方式。

矽基生命體如果存在,一定需要一種流體材料作為能量傳遞的媒介,還需要一種可塑性較強的材料作為生命體的主要材料.

一般還需要一種剛度較大的材料做骨架或外殼,從這個角度來說,矽基生命體應該是適宜在溫度較高的環境中出現,如果這個行星氣壓與地球差不多的話,該星球應該處於我們這玻璃的可塑性溫度,也就是在600℃到1100℃之間,即該行星如果在太陽系內存在,一定比地球更靠近太陽,同理,如果存在氮基生命體,那一定是在靠近太陽系邊緣的冰凍星球上。

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  • 為什麼說矽基生命比碳基生命高級?矽基生命真的存在嗎?
    我們知道,生命的新陳代謝都是通過化學反應來完成的,所以碳基生命的新陳代謝非常快,也就是說碳基生命的生命周期一般不會太長!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!
  • 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。
  • 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?
    地球上所有的生命形式都是碳基的,這是為什麼呢?因為構成生物的基礎是胺基酸,而胺基酸的形成需要氨基和羥基進行連接,而碳元素則在這個連接過程中起到了關鍵的作用。為什麼一定要是碳元素來進行連接呢? 因為胺基酸是一種高分子有機物,是非常複雜的,而複雜的分子形成需要構成原子具有高度的還原性和氧化性,兩者缺一不可。
  • 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?
  • 矽基生命和碳基生命哪個強?科學家:可以1個打10個
    但有些人認為,我們尋找地外生命不能局限於我們的認知,在宇宙中碳不一定是構成生命的核心元素,並提出了以矽為核心骨架的矽分子生命,也就是矽基生命。為什麼會瞄向矽這種元素呢?這意味著,碳和矽的最外層電子軌道都想獲得四個電子,所以它們有很多相同的化學性質。你看,碳能和四個氫鍵合形成甲烷(CH4),矽也可以鍵合形成矽烷(SiH4);還有矽酸鹽和碳酸鹽是相似的化合物;而且矽的聚合物也能形成長鏈,可以含有氧原子形成有機矽的化合物,例如:矽氧烷,我們經常用它來合成纖維,因此有人認為矽基生命是一些可以活動的晶體,這種生命可能是由透明纖維絲連結在一起的。
  • 矽基生命和碳基生命哪個強?科學家:可以1個打是10個
    但有些人認為,我們尋找地外生命不能局限於我們的認知,在宇宙中碳不一定是構成生命的核心元素,並提出了以矽為核心骨架的矽分子生命,也就是矽基生命。為什麼會瞄向矽這種元素呢?因為矽和碳在元素周期表中同屬於一族,也就是在同一列,也就是矽在碳的緊下方,碳元素為6個質子,原子最內層是兩個電子,在外層是四個電子,矽有14個質子,有三層電子結構,分別為2、8、4。這意味著,碳和矽的最外層電子軌道都想獲得四個電子,所以它們有很多相同的化學性質。
  • 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?因為組成生物的基礎是胺基酸,所以胺基酸的形成需要氨基和羥基的連接,並且碳元素在該連接過程中起關鍵作用。那麼,在地球之外,是否存在一種基於其他元素的生命形式?很難說,如果有的話,那一定是基於矽的生活。原因是因為矽和碳的化學性質非常相似,所以如果真的存在基於矽的生命會是什麼樣?
  • 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
    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
  • 碳基生命與矽基、硼基生命的比較
    我們吃的是優質的碳水化合物,排洩的是另一些碳水化合物。元素周期表裡有118種元素,為什麼只有碳元素能擔此重任呢?其它元素行不行呢?地球以外會不會可能有其它元素生物呢?生物儲存遺傳信息需要一些結構複雜的大分子,在地球上主要是DNA和RNA。還有一些生物大分子負責催化各種維持生命活動的化學反應。
  • 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
    為什麼不能是鐵基、矽基之類的呢?又及炭為核心到底有什麼好處?首先,我們現在科學已認證,生物生命是由元素所構造,這是事實,而且,生物生命還生存在元素之中,這也是現實的。以現在的科學研究來看的話,主要原因在於有有機物,人體內那麼多種類的酶,都得益於碳的四個穩定鍵,如果是鐵基生物,那估計這個生物天天都在基因突變,矽雖然好一些但是矽太穩定了,反應太慢,要真有矽基生物,它的生化反應過程也不會是人類這樣的,否則這種矽基生物在咱們人類看來就和石頭沒什麼區別了。總而言之,不是碳基多優秀,全是同行襯託的好,只有碳才能行程穩定且種類豐富的化合物,才能支撐起生命的基礎。
  • 為什麼生命只能是碳基呢?
    為什麼生命只能是碳基呢?他們的發展可能與我們的截然不同,但是我們要知道,生命的誕生是需要大量的化學反應的去形成複雜的化合物,這一點我們不可否認,而化學反應的基礎,就是我們元素周期表上所對應的元素,從氫開始的200多號元素構成了宇宙的物質世界,那麼為了形成複雜的化合物,一種化學元素應該作為化合物中的主導元素去連接其他的元素來形成化學鍵,進而構成複雜的大分子物質,而我們地球生命是以碳作為主導的生命體,是否存在著其他元素作為基礎元素的生命形式呢
  • 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。
  • 矽是地殼中第二豐富的元素,為什麼地球上沒有矽基生命?
    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?
  • 除了碳基生命、矽基生命,有沒有其他生命形式的可能呢?
    碳基生命是目前發現的生命體的唯一形式,知識界還提出了矽基生命。如果矽基生命真的存在的話,各個長得像大石頭。除了碳基生命、矽基生命,有沒有其他生命形式的可能呢 在一些科幻想像之中,在某一個星球上,由於遠離恆星,
  • 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。
  • 如果人類想探索宇宙,需要從碳基生命進化成矽基生命?這可行嗎?
    如果人類想探索宇宙深處,需要從碳基生命進化成矽基生命?這可行嗎?地球上大多數的生命體都是由碳元素構成的,在地球上幾乎所有的化合物加入了碳元素,之後的結構會相對比較穩定,像人類,我們就把自己稱為是一個碳基生命。
  • 碳基生命、矽基生命、智能AI生命;有多少種可能的生命形式?
    但由於人類是宇宙空間的微塵,時間長河的一瞬,人類無法理解和感知宇宙這種類型的生命。一起來打開腦洞,探索宇宙中可能的生命形式。一,碳基生命。地球上的所有生物都是碳基生物,包括人類在內都是以碳和水為基礎;地球上的碳基生物主要以氧氣和水作為能量來源。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。
  • 宇宙中很可能沒有自然產生的矽基生命,碳基才是宇宙主流生命形式
    一說到尋找外星生命,就會有很多朋友說宇宙中的生命不一定都是碳基生物。如果宇宙中有很多生命,相比較與矽基或者其他生物,碳基生物才是更主流的存在,為什麼這麼說呢?大家接著看下去就會明白了。其實我們認為的矽基生物,不是純矽基生物,而是一種結合碳基生物的混合矽基生物,科學家們已經做過類似實驗了。我們可以幫助一個新的物種進化,我們甚至可以創造新的物種,那就是將矽結合到碳基分子中。另外,科學家們早就知道地球上的生命能夠用化學方法與矽融合,但是這僅限於融合。比如說科學家們在其他植物中發現一種被稱為植矽體的二氧化矽微粒,而被稱為硅藻的光合藻類中擁有二氧化矽。
  • 短篇大論01:矽基生命的探究
    這是由於碳和矽處在同一列中,最外層都有容易失去的四個電子,如若碰到了大氣中豐富的氫元素,那麼氫元素會獲得一個電子而產生結合。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。
  • 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。我們體內的基礎化合物是蛋白質,蛋白質分子鏈就是靠碳原子連接的,也可以說碳鏈就是蛋白質的骨架。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。