既然碳和矽都能構成生命,為何科學家卻稱,生命形式只能是碳基的

2020-09-05 小星耀影院

為什麼科學家總是假設,生命的形式是碳基生命呢?

總有小夥伴說,科學家定義生命的理論是如此的狹隘,地球上所有的生命形態,無外乎是都是由25種化學元素構成的。在宇宙中其它地方會不會有其它生命形式會不會有其他的生命形式遠超過於我們的想像呢?他們還是細胞結構的生物嗎?它們是否和我們一樣,有固定的形態大小?它們能否進入四維空間。

這是關於生命和智能形態的想像會一下子如同洪水決堤一般,一發不可收拾。首先生命的定義應該是一個複雜的並可以與周圍環境進行選擇性物質交換的個體。起碼在一個物種還沒實現技術爆炸之前應該是這樣的。

其次我們要知道,生命的構成其實都是由最基本的元素來形成的。從這點上來說,整個宇宙的元素都是確定的。相同的元素物理特性也並沒有什麼不同。所有的物質都是在大爆炸那一刻誕生的。而我們每一個原子也都曾經是宇宙的塵埃,最終也將歸於塵埃。

那麼生命的誕生也都是從這些已知的元素中去組合的。從而形成更複雜的化學結構。

那如何組合元素形成化合物,乃至更複雜的有機物呢?

眾所周知,元素越輕,它的外層電子就越少,可以形成物質的複雜程度就會越少。但是由於最外層電子與原子核的距離特別近,會更容易與其它元素進行組合。那麼重元素的外層電子更多,是不是會有更多的組合形式呢?進而誕生出更加複雜的化合結構,以至於誕生生命呢?

這個答案當然是否定的,重元素的電子層極多,最外層電子與原子核的距離也較遠,原子核內質子與最外層電子之間的正負電荷引起的電磁力也相應變弱。其共價鍵極不穩定,使得它與其它元素形成複雜化合物的可能性變得很小。而且,隨著電子層數的增加,元素也已經成為了容易失電子的金屬元素。

到了現在我們發現,其實可以構成生命的基本元素變得很少了,由於碳元素最外層四個電子的結構以及所有原子最外層八個電子最穩定的事實,使得碳原子能夠形成四個穩定的共價鍵。

這已經是元素形成化學鍵的數量和極限了,這個特性使得碳原子形成碳碳長鏈的分子的同時,兩邊還能夠最大限度地攜帶各種功能複雜的官能團。如苯環酸根或者其它大型碳鏈,還有類似碳碳雙鍵這種更穩定的結構,這是複雜有機大分子形成的基礎,這個分子的複雜程度,也是有機體實現各種複雜功能的保障。

那麼還有矽元素,但考慮到矽元素的核外電子層比碳元素更多一層,其共價鍵遠不如碳穩定,打個比方,如果碳碳鍵是美國隊長拉直升機,那麼矽矽鍵就是正常人去拉直升機。

因此,在生命的競爭中或者是大分子形成的競爭中,當然不如碳基生命競爭力強。

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  • 明明碳和矽都能構成生命,為何科學家稱,生命形式只能是碳基的?
    面對外星生命的探索,我們可能會覺得科學家探索範圍太過於狹隘,這不同種的星球,生命形態肯定不一樣啊,全都是按照地球上的生命形態去找,肯定找不到啊!明明碳和矽都能構成生命,為何科學家卻稱,生命形式只能是碳基的?
  • 既然碳和矽都能構成生命,為何科學家卻稱,生命形式只能是碳基的
    為什麼科學家總是假設,生命的形式是碳基生命呢?總有小夥伴說,科學家定義生命的理論是如此的狹隘,地球上所有的生命形態,無外乎是都是由25種化學元素構成的。在宇宙中其它地方會不會有其它生命形式會不會有其他的生命形式遠超過於我們的想像呢?
  • 地球生命為何只選擇碳基生命 而不是矽基生命呢?
    大家知道,自從化學尤其是分子生物學快速發展以來,科學家們發現:地球上所有生命形態和物種,無外乎都是由25種化學元素構成的。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?是這樣的,包括人類在內的所有地球生命,活體細胞中多數的氧元素,其實是以水的形式存在的,含在水分子H2O裡了。然而,對細胞結構和功能起關鍵作用的,卻是另外一種元素——這就是碳。所以呢,我們說地球生命都是以碳元素為基礎的,於是就叫碳基生命 Carbon-Based Life。
  • 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。
  • 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
  • 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。
  • 為什麼說矽基生命比碳基生命高級?矽基生命真的存在嗎?
    地球上擁有許許多多的生命,無論是植物、動物還是微生物,它們都有一個共同的特徵——構成其生命的基礎是碳元素。所以,這些生命又被稱為碳基生命!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?
  • 碳基生命與矽基、硼基生命的比較
    地球上所有的生物都是以碳元素為基礎的。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?
  • 任何生命形式都可能存在,這麼說對嗎?地球上為何全是碳基生命?
    正是因為地球上所有的生命形式都是以碳作為基礎,所以我們可以在任何兩種不同的生命形式身上找到相似的地方。地球生命是如此,那麼是不是代表宇宙中所有的生命形式都只能如此呢?具體一點來講,是不是所有的生命形式都只能以碳作為基礎?是不是任何環境之下都有生命存在的可能呢?首先我們就要來看看,為什麼所有的地球生命都是碳基的,這當然不會是一個巧合。生命的基礎是什麼呢?
  • 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
    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。
  • 生命的存在形式必須是「碳基」嗎?看看科學家的猜想!
    地球是至今為止人類在宇宙中發現的唯一存在生命的星球。在人類可以探索外太空之後,科學家們一直在致力於尋找外星生命,雖然沒有什麼重大發現,但是人類仍然沒有放棄尋找。有科學家提出宇宙中的生命形式可能是和地球不一樣的,人類可以變換尋找的方向。那麼宇宙中的生命形式可能有哪些呢?
  • 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。
  • 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。
  • 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
  • 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。
  • 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。因為胺基酸是一種高分子有機物,所以它們非常複雜,複雜的分子形成需要構成原子的高度還原性和氧化性,而這兩者都是必不可少的。這樣的條件非常苛刻。如果原子中有過多的核外電子,它將顯示出氧化態。
  • 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!
    人類如果變成矽基生命,是否能進入宇宙?區別實在太大了!地球上的生命數不勝數,不管是動物還是人類,他們都有共同的特徵,都是屬於碳基生命,都是以碳元素為基礎的。在科學家們尋找地外生命的過程當中,也是以碳基生命為根本,放眼整個宇宙尋找新的生命體。
  • 外星生命構成未必是「碳基」
    我們知道,現在地球上的生命都有一個共同的特點,以碳元素為構成基礎,我們稱之為碳基生命。小到微生物大到海洋生物,碳元素都起到了主體構架作用。所以人類以往在尋找外星生命的時候會以碳基為標準。不過近些年來科學家們發現生命可能是多樣形態的,也就是說碳基不是唯一的生命形式。再加上近年來科學家們發現宇宙中還有暗物質的存在,暗物質存在已知宇宙的任意一個角落,但我是我們人類現在的科技水平還是無法研究和利用暗物質,我們的未知量過於龐大,所以生命的形式也不能確定是以碳基為基礎的。
  • 碳基生命永生研究
    什麼是碳基生命隨著人類對生物學研究的深入,人們發現,一個典型的生物細胞,其主要構成元素有:氧(65%),碳(18%),氫(10%),氨(3%),其他微量元素合計佔4%。既然氧佔有的總質量最多,為什麼我們不是氧基生命,而是碳基生命呢?