什麼是硅基生命?為何更適合宇宙生存?

妳敢相信嗎?地球生物都是碳基生命,但是宇宙卻更適合硅基生命,那硅基生命究竟是什麼呢?和碳基生命又有何不同?

人類生活的地球是宇宙中孤獨的一顆星球,至少從地球人的視角來看,我們一直在尋找外星生命卻不得法,或許我們的尋找思路從一開始就錯了,因為我們只著眼于外星球是否有和地球一樣的生存環境,比如大氣和水資源。

或許外星生命的特質和人類并不一樣,甚至是不同于地球生物的硅基生命。在了解什麼是硅基生命之前,我們先來看一下地球的碳基生命是一種怎樣的存在。碳基生命的定義是以碳元素為有機物質基礎的生物。

簡單地說,就是碳元素是連接其他元素的基礎,以碳鏈連接其他元素構成的各種有機物,形成了組成生命必須的蛋白質、氨基酸、肌肉和骨骼等。

既然構成生命的有機物,都是以碳元素作為基礎,那麼將這個基礎換為地球上較多的硅元素,如果有硅連接的有機物,是不是就可以形成了硅基生命了呢?相比于碳元素,硅元素光在地殼中的含量就達到26.3%,但是碳元素的含量卻只有可憐的0.027%,如果從含量的角度硅似乎更有利于生命的存在。

那麼要想形成以硅元素為基礎的有機物,就要硅的特性能夠形成有效的碳鏈,在一點上硅與碳具有相似性。作為同一族的兩個相似元素,兩者的最外層電子數都是4個,在活躍程度上處于適中的狀態。這樣就比較容易和氧、氮、氫等元素組合,又不會輕易被打散。

不過硅元素和碳元素也有不同點,就是硅元素相比碳元素在外圍又多了一層電子,便更加穩定,以此耐受高溫和低溫,所以在這一點上硅基生命的耐受力要比約碳基生命強得多。

那麼人類發現了硅基生命了嗎?答案很顯然至少目前沒有,人類還沒有發現除地球生命以外的生命體,也就不會發現硅基生命的存在,不過這卻不妨礙人類對硅基生命的猜測。

硅基生命如果存在,它和碳基生命有何不同,為何不能用地球生命的標準去衡量?

關于硅基生命的猜測最早可追溯到1891年,由德國天體物理學家儒略申納提出。之所以最早由天文學家提出而不是生物學家提出,或許是只有研究了解外太空的天文學家,才更能相信外星的環境或許會產生和地球不一樣的生命。而研究地球生物的生物學家,可能早已將碳元素組成生命這一前提當作理所應當的了。

不過這一理論猜測,後來受到了英國化學家詹姆斯·雷諾茲的支持。而且在30年之后,英國遺傳學家約翰·霍爾丹甚至在一個小行星上發現了類似生命體的半融化狀態硅酸鹽。這說明硅基生物的誕生應該是通過硅酸鹽演化而來,那麼這樣的物質能稱為生命嗎,在沒有水和氧氣的外星球,硅基生物如果存在又是如何生存的呢?

事實上硅基生物可能既不需要水也不需要氧,對于連組成生命的基本元素都不同的硅基生命來說,不能用人類的眼光和生存標準來衡量,人類賴以生存的氧氣和水反而可能是硅基生命的天敵。

通過目前的研究來看,水會破壞硅基組成的有機物長鏈,也就會威脅硅基生命的生存。氧氣也是同樣的道理,硅元素無法與氧形成氣體化合物,如果硬要與之相融就會破壞硅基有機物的長鏈。所以看似不適合人類或地球生物生存的外星球和太空,因為沒有氧氣和水,反而更適合硅基生命的存在。

至于硅基生命的食物,也注定是與地球碳基生命有所區別。首先我們要知道地球生物為什麼要「吃」食物,包括植物在內也需要通過土壤吸收養分。這是因為組成我們生命的最主要元素是碳、以及與之結合的氫和氧等元素,日常的生長和活動就使得這些元素被消耗,所以地球生命需要從外界補充能量,最基礎的便是碳水化合物。因為其中不僅含有碳元素,水中還含有氫氧元素,這樣就明確了一點,碳基生物需要補充相同元素的物質作為能量,那麼硅基生物也應該是相同道理。

科學家口中的硅基生命如果存在,究竟以什麼為食呢,它們又將會出現在哪些最適宜生存的地方?

和碳基生命需要補充最基礎的碳水化合物,作為能量儲存和消耗一樣,硅基生命自然也需要補充和生命體相同的物質,所以對于硅基生命來說,通常的食物來源就是硅酸鹽,或者其他鐵的氧化物等。不過也有可能存在進化更高級的硅基生命,會以其他更低等級的硅基生物為食,有點類似于地球上的「食肉動物」。

而這樣的食物無論是在地球上還是外太空都不缺乏,那麼硅基生命如果存在,會生存在哪些地方呢?首先地球表面是不太可能,因為地球表面到處都充滿水汽和氧氣,甚至連地殼當中都有水分,所以碳基生命如果存在于地球上,一定是以「地心人」或地心生物的形式存在。

人類其實對于地殼以下的地球內部認識很少,只是因為有火山巖漿噴出,而猜測地心應該是高溫的巖漿狀態,從而判斷并不適合生命的生存,但是如果是更加耐高溫的硅基生命呢?或許地球的內部就有著不一樣的硅基生命存在。

另外一種可能自然就是外星球,就目前人類探知的太陽系幾大行星來看,要想有生命可以存在一定是固態的巖石星球,否則生命都沒有立足之地。除地球外還有水星、火星和金星是巖石星球。不過這三個星球要麼高溫炎熱,要麼寒冷干燥,其中金星的溫度甚至高達400攝氏度以上,對于人類來說是完全不適合生存的。

但是對于耐高溫的硅基生命來說,這些都不算是問題,而且如果硅基生命存在,其細胞會比碳基生命更大,新陳代謝的速度也會變慢,各種行為和活動的速度也會變緩,所以在遙遠的外星球上極有可能存在著這樣的硅基生物,只是我們要麼還沒有發現,要門是發現了卻將其誤認為「石頭」一般的存在。

不過直到目前為止一切都是假設,還沒有發現硅基生命存在的有利證據,而實驗室中企圖人造硅基有機物的實驗也宣告失敗,但是正是不斷的猜測和假想才促進了人類科技的進步。


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