外星生命是矽基的嗎?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,人體總質量中氧元素佔據了很大一部分,人類不應當是以氧為基礎的生命形態嗎?為何人類不稱其為氧基生命,反而將自身命名為碳基生命呢?
你知道嗎?包括人類在內的所有地球生命,活體細胞中氧元素多數是以水的形式存在水分子中的,然而,對細胞結構及功能起到了至關重要的作用卻是另外一種元素碳,因此人類指出地球生命均以碳元素為基礎,故而稱其為碳基生命,至此,也引出出了一個最關鍵的問題,為什麼生命選擇了碳元素,而沒有選擇其它元素呢?想要瞭解這一問題的答案,我們需要進入粒子尺度下觀察碳元素的特徵。
但凡懂得一些化學知識的小夥伴們都知道,分子中的原子都是通過化學鍵相互連接在一起的,所謂化學鍵是指一種粒子之間的吸引力,它能夠令原子、分子透過這一作用組成人類宏觀尺度下可視的物質,不得不說,宇宙是一個神秘莫測的空間,它坐擁了不計其數的神奇事物,其中最為奇妙的當數生命,值得注意的是,這不是人類身為生命體的自吹自擂,或許你可以試想一下,一堆無機物是在怎樣的情況下,在幾率極低的隨機坍縮組合中誕出首個生命形式,最令人詫異的是無論多麼簡單的生命形式,它的複雜程度始終遠超宇宙間的其它事物,有趣的是地球上的生命形式是多種多樣、物種也是極其龐雜繁複的,但從本質上來說,所有生命皆源於一個共同的基礎,即碳元素,也就是說一切生命均為碳基生命,人類、動植物,就連微生物也是如此。
如此看來,這一現像有力的證明了地球上的生命是同源的,理論上來說,它們在地球上出現後都經歷了漫長的進化,才有瞭如今的面貌,也令網友們十分好奇,既然地球上的生命均為碳基生命,這是否意味著所有的生命形式都必須為碳基生命呢?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。
畢竟外星生命是科幻作品中不可或缺的角色,為了將它們與地球生命進行較好的區分,大多數科幻作者們會親切的將其描述為矽基生命,也令不少網友感到困惑,矽基生命是否有可能真實存在呢?首先答案是肯定的,倘若我們將碳基生命與矽基生命進行比較,你會發現在元素週期表中,碳與矽的位置極為接近,與碳元素相同的是矽元素同樣可以組成長鏈和聚合物,如此看來,兩者均具備了生命形成的基礎條件,值得注意的是由於矽的化學性質相對來說更為複雜,因此它可形成的化合物僅能為雜鏈高分子化合物,這意味著矽基生命的代謝方式也將比碳基生命的代謝方式更為複雜,所以我們在科幻作品中看到的外星人的形象均比人類複雜得多。
你知道嗎?地球上最早的生命從水裡誕生的,既然人類與地球上的生物一樣均為碳基生命,科學家們在宇宙中尋找地外生命時,也始終以地球為藍本,認為外星生物可能也屬於碳基生命,令人詫異的是近些年以來,隨著諸多新的概念被人類相繼提及,從而導致部分觀念認為宇宙中的生命形式應當也是多種多樣的,以人類為代表的碳基生命或許僅是最低級的生命形式,真正意義上的高等生物很可能屬於矽基生命。
所謂矽基生命是指生物分子構成中主要為矽骨架,它們的核心為矽、硼、磷等元素,值得注意的是它們的體內無需蛋白質和DNA,也不需要呼吸氧氣,它們的生活環境也顯得異常極端和複雜,顯然這是人類無法想像的、危險的特殊環境,除此之外人類還發現,矽基生命普遍生活在高溫環境中,它們的形態並非人們想像中的動物亦或是人形,它們看上去理應如同一堆亮晶晶的玻璃一般,令人費解的是為什麼人類會認為它們比碳基生命高級?這是因為矽基生命還存在另一種形態,即人工智能,這說明人類奮力探索的地外文明,很可能是一群智能機器。
此刻人類不由感嘆地球生命誕生這一奇蹟,與此同時人類也將詫異有機物的形成,從米勒尤列實驗證明了有機化合物的出現是一個大概率事件後,人類得知無機物能夠輕而易舉地合成有機物,該過程中甚至無需任何神秘力量的介入,雖然有機化合物與無機化合物最本質的區別在於前者的基礎構架更為簡單,但它的種類卻異常豐富,並且具有極強的延展性,值得注意的是僅有具備這些,它才可以讓生命任意構建自己的世界,以此滿足生命過程的各種需求,所以生命應當由有機物組成。
你知道嗎?要想滿足有機化合物這一特徵,需要擁有一個善於連接其它原子的核心原子,要知道,碳原子能夠形成4個化學鍵是因為它是自然界中最擅於"交朋友"的原子,且十分符合這一現象的要求,雖然矽原子也能形成4個化學鍵,但它卻無法如同碳原子一般形成二價鍵甚至是三價鍵,值得注意的是這一特性使得碳原子能夠兩兩結合,從而產生一條以碳原子為骨架、結構穩定的長鏈,該長鏈甚至可以首尾相連形成閉環,進一步增加碳基分子的多樣性,顯然矽基分子不具備這一能力。
實際上,碳原子還存在一個巨大的優點,即碳原子與其它原子結合所需的能量,遠遠小於矽原子與其它原子結合時所需的能量,令人詫異的是碳原子依靠閃電提供的能量就可形成化學鍵,這一點在缺乏催化劑的地球"原始湯"中是一個十分關鍵的優勢,正因如此,人類相繼指出宇宙中的生命應當屬於碳基生命,因為矽基生命很難存在,故而地球選擇了僅佔地殼總質量0.05%的碳原子作為組建生命的原材料,而非含量至少比碳多了100倍的矽。
再者倘若矽基生命真的存在,它們很可能是以氟或甲烷為介質的生物,也就是說如果人類發現可以爬形且有生命的石頭,它很可能是人類尋找的矽基生命,地球上的矽藻,雖然其外表有著堅硬的二氧化矽,遺憾的是它的生命形態依然屬於碳基生命,如此看來,人類眼里美麗無比的地球,對它們來說很可能如同"地獄星球"一般,不適合矽基生命的生存,因為地球生命所需的氧氣對矽基生命來說等同於致命的毒氣,對此,小夥伴們是如何看待的?歡迎在評論區下方留言,感謝觀看本期內容,我們下期再見