硅基生命是如何生活的,这是我们碳基生命能想象得到的?
别不相信,或许硅基生命才是宇宙的主流,我们碳基生命才是非主流形式。
为什么地球选择了碳基,而宇宙更适合硅基生命?
硅基生命和我们究竟有什么区别,它们如何生存?
脆弱的碳基生命碳是所有生命的基石,然而碳却不是地球含量最多的元素。
地壳中的元素“五大天王”分别是氧、硅、铝、钙、钠,其中氧占据了48.6%,硅占据了26.3%。
而构成生命的碳,仅占据地壳总量的0.%,地壳中的碳主要是生物、有机物、碳酸盐以及大气中的二氧化碳。
构成我们DNA、蛋白质、肌肉、大脑的有机物,都是以碳为主链,与其他元素或者基团组合在一起。
简单来说就是,所有的地球生物是碳编织成的一张网,碳是主要的网线。
碳元素在元素表中排在第二周第Ⅳ主族,排在它下面的,就是硅元素。
为什么偏偏是碳,而不是硅组成了地球生命呢?
理论上讲,碳基生命非常脆弱,无法承受高温和高压,碳基生物只能生活在地球的环境中。
因此碳基生命很有可能是地球的“绝版”,并不是宇宙生命的普遍模式,硅基生命才是。
硅元素和碳元素同属于一个主族,二者在化学性质上有一定的相似度。
比如硅原子和碳原子都很“中庸”,它们并不容易丢失最外层电子,也并不容易得到最外层电子。
因此,和碳或者硅组成物质,得失电子完全取决于合作方。
它们易于和氢、氧、氮、硫等元素组合出道,组成生命所需的物质。
但是,硅和碳也有不一样的地方,硅比碳多了一层电子,这让硅元素可以承受高温,也可以承受低温。
而且,硅没有气体形式的化合物,所以硅基生命的代谢与碳基生命有着很大的区别。
简单来说,硅基生命不需要氧气,甚至不能有氧气,因为氧气会直接摧毁硅组成的硅链。
所以,硅基生命可以承受更恶劣的环境。
硅组成的长链怕水,这也让硅基生命注定与地壳无缘,因为地壳含量最多的就是水。巧的是,宇宙中大部分天体都是没有大气、没有液态水、气温相差巨大,根本不适合碳基生命生活。
但是,很适合硅基生命。
硅基生命如何生存岩石类行星,比如地球,表面含量较多的元素是硅,因为岩石的主要成分是硅酸盐。
硅基生命的诞生,就是以这些硅酸盐为原料演化而来的,比如在火山岩浆中,存在着大量液态的硅酸盐,它们在这样的极端环境下,诞生了硅链。
硅基生命的食物有两种,一类是以硅酸盐、铁的氧化物为食物,另一类则是以别的硅基生命为食。
我们可以理解为硅基生命里面的“植食动物”和“肉食动物”。
硅基生命的身体类似于结晶,它们能够忍受高温,也能够忍受严寒,可以生活在没有水的世界里。
它们拉出来的排泄物,或许更类似于岩石或者沙子。
第一个提出硅基生命猜想的是德国天文学家儒略·申纳,时间是年。
后来英国的化学家詹姆斯·雷诺兹在理论上表示了支持,他在一次大会中指出,从化学上来看,硅组成长链是有可能的。
到年,英国的生物学家约翰·霍尔丹猜测在宇宙中生活着硅基生命。
然而,随着化学的发展,人们试图用硅复刻出生命组成的方式,都以失败而告终。
相反,人类在实验室中,通过人工制造闪电等方式,获得过有机分子化合物,这个实验就是著名的“原始汤”实验。
这一系列实验几乎断绝了地壳和硅基生命的关系,但是没有断绝整个地球和硅基生命的关系。
地球是一颗岩石星球,含有非常丰富的硅元素,地壳并不是地球的全部,占据地球质量、体积最多的,是地幔和地核。
很早之前有人猜测地球的地核生活着“地核人”,研究后发现,地核的温度在到℃,压强在万个大气压,根本不可能有生物能够在那样的环境下生存。
但是,科学家这个时候考虑的生物是碳基生命,他们可没有考虑硅基生命。
按照硅基生命在极端恶劣环境下的耐受度,它们可以在地幔或者地核里面生存。
或许它们在我们看不见的地方,和碳基生命一起共享地球。
可能存在硅基生命的地方科学家以地球为模板,探讨出了一个星球具备生命的四个条件:岩石星球、大气、液态水、宜居带。
如果是硅基生命,那么这个四个条件只需要满足第一个,具有以硅酸盐为主体的岩石星球。
这在宇宙中可多了,就在太阳系就存在4个岩石星球,分别是水星、金星、地球和火星。
地球的地壳已经被证实没有硅基生命存在,但是地核和地幔并不确定。
而水星、金星和火星,被认为不具备存在碳基生命的条件。
水星不在宜居带上,距离太阳太近。
金星温室效应严重,温度高,大气压巨大。
火星则是没有大气压,寒冷干燥。
然而仔细看这3个行星,硅基生命好像都能在上面很好的生活。
首先这里面的金星温度最高,℃,大气压是地球的90倍以上,这对碳基生物来说简直就是地狱。
但是对于硅基生命来说,这环境似乎都不叫事。
硅基生命的排泄产物是二氧化硅,它们可以直接利用二氧化碳和二氧化硫来进行呼吸作用,这两种气体在金星大气中含量最多。
硅基生物的细胞会比碳基生物大很多,这样它的新陈代谢很有可能比碳基生物慢很多。
要知道新陈代谢越慢,生物的活动也会减慢,碳基生物中最明显的例子就是树懒。
对于硅基生物来说,它们的活动更多的是趴在岩石上吸取硅、铁物质,而不是满世界乱窜。
前面说到过硅基生命的食物是含硅的物质,以及铁的氧化物,这在火星上也是存在的。
火星呈现红色,是因为它的表面被富含氧化铁的沙石覆盖,这些可以为硅基生命提供食物来源。
所以,火星也是硅基生命理想的居住地。
宇宙的非主流碳基生命无法离开地球环境,但是硅基生命却能在宇宙中存在。
硅基生命的新陈代谢,能让它们产生一定量的休眠,它们会跟随宇宙中流浪的天体前往新的目的地。
当找到一个合适的星球之后,它就会扎根在这个星球上。
关于硅基生命是如何繁殖的,这实在是太为难作为碳基生命的人类了。
硅基生命的基因很有可能是单链的,它们依靠岩石中的硅合成新的遗传物质,然后从自身产出一个结晶,这就是硅基生命的“幼崽”。
这个“幼崽”会吸收周围的硅元素以壮大自己,也可能会被其他硅基生命吃掉。
或者在硅基生命中也存在有性生殖,它们各自拿出自己的含硅物质进行组合,得到后代,这样的后代具有二者各一半的硅基因。
综合来看,地球并不是硅基生命的天堂,相反这里是硅基生命的地狱,水和氧气会瓦解掉硅基生命的基石。
相反,地球是碳基生命的摇篮,碳元素在地球上完成了华丽的蜕变,它可以是无机物二氧化碳,也可以是有机物烷烃类,更可以是高分子有机物,比如蛋白质、脂肪、核酸。
作为碳基生命的人类,不能没有地球。
如果为了一己私利而做出伤害地球的事情,这是一个碳基生命该做的吗?