假如存在硅基生命,它会是什么样的?
人类千百年来 , 通过各种技术手段去仰望星空 , 期望能得到一点来自宇宙的声音 , 但直到现在 , 我们什么都没有接收到 。 或许是我们的思考方式不对 , 假如宇宙中真的存在外星文明 , 它们就一定会像地球人这样依靠水和氧气来生存吗?它们还会是多细胞生物吗?
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生命的定义一直都是模糊的 , 但传统的定义总结下来有以下几点 , 体内平衡、具有组织性、有新陈代谢、能够生长繁殖 , 可以适应环境以及对刺激能够做出反应 ,
在生物学上 , 我们认为生命应该是由核酸和蛋白质等物质组成的分子体系 , 它具有不断繁殖后代以及对外界产生反应的能力 , 而构成地球生命的物质基础 , 就是碳元素 。
含碳的有机化合物种类高达上千万种 , 比自然界中的无机物以及其他化合物的数量还要多 , 有机化合物的数量之所以这么多 , 是因为碳原子的结合能力很强 , 碳原子们可以互相结合成碳链或碳环 , 也能够把氧、氢、氮、磷、硫等元素粘合起来 , 形成结构复杂的化合物 。
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碳化合物
正是这种复杂性在偶然间创造了生命 。 所以地球上的生命又叫做碳基生命 。
【假如存在硅基生命,它会是什么样的?】著名的科学家卡尔·萨根曾经说过:“碳基生命唯一论、中心论 , 很可能大大限制了人类对外星生命的探索和想象 。 ”
那我们就拓宽想象 , 探讨一下其他元素 。
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硅也在宇宙中分布广泛 , 在地球地壳上 , 硅是碳的1000倍 。 在元素周期表中 , 它就位于碳的下方 , 与其同主族 , 所以和碳元素的许多基本性质相似 。
比如说 , 碳能和四个氢原子化合形成甲烷 , 硅也能同样地形成硅烷 , 硅酸盐是碳酸盐的类似物 , 三氯硅烷则是三氯甲烷的类似物 。
而且 , 两种元素都能组成长链 , 或者聚合物 , 乍看起来 , 硅的确是一种作为碳替代物构成生命体的很有前途的元素 。 看到这 , 你是不是想到了硅基生命?
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硅基生命经常在科幻小说中出现 , 而且还被构思出各种各样的形态 。 但其实硅基生命这个概念 , 早在100多年前就出现了 。
1891年 , 来自波茨坦大学的天体物理学家儒略·申纳首次在自己的论文里探讨了以硅为基础的生命存在的可能性 , 这个概念被英国化学家詹姆斯·爱默生雷诺兹接受 , 他认为 , 硅化合物的热稳定性可以是它在高温环境下生存 。
三十年后 , 英国遗传学家约翰·霍尔丹提出 , 在一个行星的深处可能发现基于半融化状态硅酸盐的生命 , 而铁元素的氧化作用则像它们提供能量 。
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相比起碳 , 以硅元素为基础的复杂分子很容易断裂 , 但硅原子和氧原子结合 , 能够形成硅氧链 , 然后再与其他原子结合 , 便能形成复杂的化合物 。
如果宇宙中真的存在硅基生命 , 那么它可能看起来像晶体 , 这种生物体的结构件可能被类似玻璃纤维的生物硅连接在一起 , 形成精巧、透明的结构 , 但硅基生命存在的可能性会受到许多缺陷的威胁 。
比如说 , 硅和氧的结合力非常强 , 当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时 , 会形成二氧化碳气体 , 很容易排出体外 , 但硅的氧化物会形成固体 , 就是玻璃或沙子 , 这很难处理 。
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但如果硅基生命是生活在一个高温星球上 , 那就另当别论了 , 它们呼吸出的二氧化硅可以变成液态或者气态 , 但周围的环境也不是温度越高越好的 , 对于硅基生命而言 , 200-400度才会让它们感到舒适 。
最后 , 由于硅化合物的化学反应速度比碳化合物慢很多 , 所以硅基生命的动作可能在我们看来就像慢放一样 , 它们的寿命也不知道会比人类的长多少 , 或许一个硅基生命一个转身就需要几个月或者一年的时间 , 而在我们的观察中 , 它们是静态的 。
这样看起来 , 硅基生命好像并不比我们碳基生命多占据什么优势 。
但你有没有想过 , 硅基生命可能是碳基生命发展出来的生命新形式?
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