【三篇资料】为什么地球选择了碳基生命，而不是硅基生命？硅基生命长什么样？
为什么地球选择了碳基生命，而不是硅基生命？硅基生命长什么样？
2021-04-27 16:30:01 来源: 怪奇菌举报
从宏观角度来看，地球是茫茫星海中一颗非常普通的行星，但从生命的角度来看，普通的地球却一点也不普通，甚至用“传奇”一词形容也不为过。
跟恒星恰到好处的距离，以及有大气层的保护，让地球的环境温度很舒适，同时液态水也得以在表面留存。在这个天然打造的“摇篮”中，地球生物尽情享受着生命的一切美好。
但是，也仅仅是在地球上可以享受美好。在地球之外，绚丽的宇宙空间中其实危机四伏，对于地球生命来说是极为恶劣的。
在太阳系中，除了地球以外，环境最为舒适的行星无疑是火星，但所谓的“舒适”也只是相对的，在不借助任何科技力量的情况下，地球生命根本就没有办法在火星生存，因为这里大气稀薄，液态水极度匮乏，强烈的昼夜温差几乎是所有生命都无法承受的。
至于地球的另一个“姊妹”——金星，它的环境就更恶劣了，已经完全失控的温室效应让金星已经变成了一个“高压锅”，连机械都无法在那里“存活”超过二十分钟，就更别提血肉之躯的地球生物了。
不过，这所谓的“恶劣”其实只是针对于碳基生命的，就目前已知的情况来看，地球上所有的生命形式都是碳基。
为什么？
自分子生物学快速发展以来，人类发现了一件事情：地球无论哪种生命或生命形态，全部是由25种元素构成的，无一例外。
以人类细胞为例，总质量中有96%是氧（65%）、碳（18%）、氢（10%）、氮（3%）组成，剩下的则是一些微量的元素，例如钙、磷、铁等等。
应该有人发现了，细胞总质量中氧的含量高达65%，为什么还叫碳基生命，而不叫氧基生命呢？
原因很简单，在地球生物的细胞中，绝大部分氧不是以单质的形式存在，而是以水的形式存在。而水对于稳定细胞结构和功能的作用，要远远低于另一种元素——碳。因此才说地球生命是碳基而不是氧基。
为什么生命选择了碳作为关键元素，而没有选择其他元素呢？
高中化学告诉我们，分子中的原子都是靠“化学键”连接在一起的，我们可以将化学键理解为钩子，原子们的钩子互相勾连，这才构成了分子。
不过，每个原子拥有的钩子数量是不同的，比如氢原子只有一个钩子，这意味着它只勾住一个原子，氧原子有两个钩子，就可以和两个原子相互勾连。
相比较之下，碳原子就非常厉害了，因为它足足有四个钩子，也就是说它能够同时勾连四个原子，由此也就诞生了有机化合物的基础——碳骨架。科学家们将有碳元素的分子称为“有机分子”。
凭借着有个钩子的先天优势，碳元素像构筑城堡一样，构建出了丰富多彩的碳基生命和碳基世界。
比碳元素“手臂”多的元素还有很多，它们不是更能搭建出复杂的分子结构吗？为什么没有孕育出生命呢？
在粒子世界中，并不是手臂越多越好，虽然越重（元素周期表靠后）的元素手臂越多，但它们的复杂度够了之后会出现一个非常致命的问题——稳定性不行，这从根本上杜绝了生命的出现。
此外，还有一个重要因素决定了碳原子能够脱颖而出，那就是碳原子自身的活性。生物体中的一切反应本质上都是化学作用，比如瞳孔放大、各种感觉的产生等等，只有高活性的碳原子能够保证这些反应迅速出现。
地球上都是碳基生命，那地球之外是否有以其他元素为基础的生命形式呢？
谁也无法给出这个问题的答案，因为人类对于宇宙的了解甚至还谈不少“皮毛”。但是，如果真的存在以其他元素为基础的生命形式的话，那么大概率会是硅基生命。
为什么？主要是因为不论是从形态结构上还是化学性质上，硅元素和碳元素都非常相似。
当然，虽然碳元素和硅元素很相似，但相似并不等价于相同，所以硅基生命和碳基生命必然会有极为迥异的外观和内在。
如果硅基生命存在，它们会是什么样？
首先，在有氧的环境下，碳基生命体内的碳会和环境中的氧气结合形成二氧化碳，由于它是气体所以将其排出体内很轻松。
而硅基生命遇到氧气会出现二氧化硅，也就是玻璃的主要成分，它是一种固体所以不好直接排出体外，因此，硅基生命的呼吸系统肯定和碳基生命不一样。
在科幻小说家或科学家的想象中，硅基生命的外表几乎都覆盖着一层晶体，类似于一个会移动的水晶，而且他们的身体内部没有水，取而代之的是能够溶解二氧化硅的氢氟酸或氢氧化钠。
其次，硅拥有比碳更加稳定的化学性质，比如更加耐高温，这点是碳无法比拟的。因此，碳基生命更加喜欢地球这样低温的舒适环境，而硅基生命恰恰相反，它们喜欢高温高压的环境，因为这种环境下能够提高它们的活性。
虽说硅比碳稳定，但它也并不是没有弱点。从化学性质上看，硅在水中没有办法保持稳定性，所以硅基生命必然是畏惧水的，而放到宇宙中这唯一的缺陷也就无所谓了。
试想，若一种生命喜欢高压高温，不需要水，同时也不需要氧气呼吸，那么它们能够生存的星球数量就极为惊人了，仅仅太阳系中这样的星球都扳手指头数不过来，更别提浩瀚的宇宙空间了。
在这种情况下，对于碳基生命来说是天堂的地球，在硅基生命那里反倒变成了“炼狱”，所以从这个角度来看，宇宙可能更加适合硅基生命。
最后需要注意的是，硅基生命只是理论上存在，现实中基本上不会存在，因为以硅为基础的复杂分子很脆弱，以至于其无法形成活体细胞结构。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
（来源：网易首页 > 网易号 > 正文，见https://www.163.com/dy/article/G8JRIE0R05435IL3.html）
============================================
【相关介绍】：
硅基生命https://baike.baidu.com/item/%E7%A1%85%E5%9F%BA%E7%94%9F%E5%91%BD/4934493 ；
宇宙中存在硅基生命吗https://zhuanlan.zhihu.com/p/384841914