碳基生命與矽基、硼基生命的比較

2020-12-04 關注未來世界

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?

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。這些複雜的大分子必須要有結構穩定的骨架,地球上的生物大分子主要以碳元素為骨架,所以稱為碳基生物。雖然元素周期表中有那麼多種元素,卻只有硼、矽和碳,才能形成長鏈大分子。

硼基生命存在機率很低

在硼、矽和碳這三種可以形成長鏈大分子的元素當中,首先可以排除硼。硼元素在宇宙中的數量十分有限,含量比碳元素低數百萬倍。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。在地球上,矽元素與氧結合成為二氧化矽,是組成巖石的主要成分;高純度的矽元素可以用來製作半導體、集成電路。矽原子可以相互連接形成長鏈,與氫原子連接則可以形成矽烷,還可以與其它元素形成有反應活性的基團結構。

除了碳元素以外,不少人推測外星生命可能是以矽元素為基礎的。然而,矽-氫化合物遇到水很容易分解,因此矽基生命不可能用水作為體液。不僅如此,在地球上生活就能立即要了它們的命。如果存在矽基生命,它們也太脆弱了,它們一定要設法找到一顆沒有水的星球,才能生活得安然無虞。考慮到水在宇宙中幾乎無處不在,或許矽基的生命不太可能存活。

碳基分子伴隨著宇宙塵埃播撒生命的希望

碳原子最適合作為生物大分子的骨架,地球上生活的各種生物是最好的例子。碳元素在宇宙中含量十分豐富,位居第4。科學家通過天文觀測,在星際塵埃中發現了許多含碳或碳基分子,例如碳水化合物、脂肪酸、胺基酸、嘧啶和嘌呤,等等。這些化合物一旦落到適合的星球,就有可能形成原始生命,它們含量豐富,是生命分子中的首選。

結語

綜合以上因素來看,如果存在外星生命,很可能也是以碳為基礎的。當然,每個星球的條件不一樣,基於碳的生命不必完全遵循地球上的生命模式。例如,遺傳物質不一定是DNA或RNA,作為催化劑的酶也不一定是蛋白質。

相關焦點

  • 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?對於這種深陷科幻思維,搞不清科幻世界與真實世界區別的人,我恰恰要反問:既然矽元素豐度如此高,像地球這種固態巖質行星在宇宙更是數不清,那為啥還沒有演化出矽基生命呢?大自然為何不青睞矽元素——誕生矽基生命(Silicon-Based Life),而是自然選擇碳元素——演化出碳基生命?
  • 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。
  • 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?
    生物的一切反應都是一種化學作用,包括瞳孔的放大、情感的產生等等,而只有高活性的碳基分子才能夠保證這些化學反應的迅速產生,簡言之,這就是為什麼地球生命都是碳基的。 那麼,在地球之外,是否可能存在著以其它元素為基礎的生命形式呢?這很難說,如果有,那麼就一定是矽基生命了。之所以這樣說是因為矽和碳的化學性質極為相似,那麼如果矽基生命真的存在,它會是什麼樣子呢?
  • 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。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。
  • 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。
  • 論矽基生命和鐵基生命的戰鬥力
    宇宙浩瀚無窮,不僅星系無數,也造就了生命形式的多樣性。我們人類包括地球自然界其他生物都是碳基生命,柔軟而脆弱。但是科學家預測生命形式不僅僅有碳基,矽基生命也有存在的可能性,甚至鐵基、硼基等都有可能在宇宙其他角落被發現。
  • 為什麼說矽基生命比碳基生命高級?矽基生命真的存在嗎?
    事實上並不是如此,可以說碳基生命是地球的專屬!以矽元素為根基組成的生命形態,被科學家們稱之為矽基生命!事實上,矽基生命只是一種理論上存在的生命形態,並沒有任何證據表明矽基生命的存在。根據科學家們的猜測,矽基生命可能具有一些碳基生命所無法比擬的優勢!
  • 並非只有碳基生命,為什麼我們一直尋找人類宜居的行星?
    想必大家都十分清楚人類這個物種是碳基生命,其實要鑑別是否是碳基生命十分簡單.....燒烤一下,成了焦炭狀的就是碳基生命哈!當然我們並不能代表碳基生命的全部,還可以有氨基生命、硼基生命等、矽基生命.....那麼這些都在地球上有發現過嗎?還是科學家腦袋想像而已?
  • 碳基生命、矽基生命、智能AI生命;有多少種可能的生命形式?
    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。(土衛六巨大的甲烷海洋和大氣層)其他星球上的碳基生命:理論上生命只要能和外界環境互動,獲取能量,即可完成生命形式;以甲烷為能量來源的碳基生命,極有可能存在於土衛六,土衛六有大氣層和甲烷海洋。
  • 修仙文明真的會有嗎,矽基生命真的可能存在嗎?
    由於構成這些生命的這些重要的生物大分子都以碳骨架為基礎,所以研究者稱這樣的生命為「碳基生命」。但是根據元素周期律,和碳同一主族的元素矽,也具有這樣的特點,那麼我們可以將碳替換成矽從而形成生命體嗎?一起來看一下吧。什麼是矽基生命?矽在宇宙中分布廣泛,且在元素周期表中,它就在碳的下方,所以和碳元素的許多基本性質都相似。
  • 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?這樣說來,如果真的存在矽基生命,它們真的很脆弱,輕輕的摔一跤化學鍵都可能被震斷造成骨折,也就是這種生命的結構不可能很大,太大的話穩定性很差,我們人類這種碳基生命,一個能打10個矽基生命。因為我們自身以碳為基礎組成的大分子長鏈就比它們的鍵合能力穩定。
  • 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。
  • 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
    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。
  • 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
    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。
  • 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。
  • 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。
  • 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.  矽基生命並不是終點一、碳基生命的特點首先,讓我們來看看什麼是「碳」?對!沒錯!這就是大家喜聞樂見的碳火烤肉。