随处可见的碳基生物啥意思
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对有机分子而言,最简单的就是CH4甲烷,复杂的则能形成DNA和蛋白质。从结果上来看,碳元素化合物是有机化合物里最大的家族,碳结构成为了自然界中所有生命共同的选择。于是有人就要问了,能不能存在一种元素,可以取代碳的位置呢?
对我们地球生命而言,基本上都是由29种必需的化学元素构成,而其中“碳、氢、氧、氮”这四种元素又是其中的核心组成,因其其成分最多,所以是最重要的4种元素。其中“碳元素”更是重中之重,现有的科学分析结果显示:碳元素对细胞的结构和功能起着支撑性和决定性作用,因此包含人类在内的地球上的生命被称为“碳基生命”,而我们人类组成的文明就被称为“碳基文明”。
从结构上看,碳原子作为元素周期表里的第6号元素,它的相对原子质量约为12,原子核内拥有6个质子,核外电子也是6个,分为2层,其中第二层拥有4个核外电子。在与其他元素结合时,碳最容易与其他元素形成4个稳定的化学共价键。这种结构导致碳元素组成的物质一般都十分稳定,因此这种+4价结构是自然界中几乎所有有机物的组成基础。
从地球出发,“碳基生命”是我们人类目前已知的唯一一种生命形式,那所谓的“碳基”究竟是什么意思呢?从元素周期表里我们可以知道,目前人类已知的元素一共有118种。在现有的科学边界内,我们人类所知道所了解的一切,从灿烂的星河到微小的*,从高山河流到蝼蚁浮游,这些都是由这118种元素排列组合构成。
碳基男是什么意思
另外,由于硅难以在水中保持稳定性,所以硅基生命的生存根本不需要水的存在。这点碳元素与之恰好相反,因为碳元素非常需要水中的氢氧元素,这也是科学家们寻找地外生命的重要依据之一。
其实归根结底,我们对于一切其他生命形式的猜想都是基于碳基生命的,我们总幻想他们应该有和碳基生命相同或者类似的原理或者反应,我们总用科学的边界去限定其他的生命形式,这既是我们的偏见,又是我们的无奈。
什么样的生命形式被称为硅基生命?为什么我们人类乃至地球上的一切已知生命,都被称为“碳基生命”呢?宇宙中可能存在哪些生命形似?
一般来说,处于同一族的元素都具有相似的化学性质,而硅元素就和碳元素一样,也处于IVA族。硅元素拥有14个核外电子,其3层电子结构的最外层也是4个电子,也容易形成4个共价键。因此,硅元素也能形成长链和聚合物,因此硅元素理论上有可能构成形成生命的“有机”化合物。
很显然,我们陷入狭隘了,宇宙中假如真的有其他生命形式,他们的生活与组成,应该是我们完全不能理解的,我们所有的猜想都作废。
碳基生物的生存和繁衍需要什么环境因素
相关理论推测,假如硅基生命真的存在的话,那么它们的呼吸系统与我们碳基生命会产生很大的差别。我们人类作为碳基生命在进行有氧呼吸时,能量物质里的碳元素会被氧化,形成二氧化碳排出体外。而硅基生命则不可能发生这种反应,因为同样原理生成的SiO2(二氧化硅)本质上是固体,也就是我们常说的玻璃或者砂子。
说了这么多关于硅基生命的想法,其实如今硅基生命的存在已经基本被科学家们否定了,因为以硅元素为框架的基础化合物非常不稳定。所以,在自然状态下,宇宙想要演化出硅基生命要比演化出碳基生命难上无数倍。
于是“碳基生命”这个概念于1891年被首次提出,于是有人要问了,为啥偏偏选中了“硅元素”呢?其实从元素周期表上我们就不难发现。
那为何人类还是会对硅基生命抱有如此大的幻想呢?那是因为硅基生命这几种可能的特征实在是令人向往。比如寿命问题,硅基生命的寿命基本上是无穷的;还比如大脑的发达程度,硅基生命的大脑拥有的运算能力远远比人类强大。这就像人类所说的,将人类的思想复制或者转移到电脑身上,其实这本质上也是想成为硅基生命。
关于是否有取代碳的元素,这个问题已经引发了数百年的思考,可以说是自从人类发现碳原子是组成生命基础的那一天就开始了。这么多年来,我们基本已经确认,地球上不存在除碳基生命以外的其他生命形式。于是,科学家们开始了对整个宇宙的思考,在宇宙的其他未知角落里,是否存在其他的生命形式呢?
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