地球唯一的非碳基生物是什么(地球唯一的非碳基生物是什么生物)

#真知新坐标#?在?地球上,碳可以形成数百万种化合物,而硅主要被困在岩石中。但在宇宙的其他地方,硅可能是构成生命的基础。科幻小说经常假设宇宙其他地方存在硅基生命形式,这当然是可能的,但化学上更难。在地球上,碳因其形成多种化合物的卓

#真知新坐标#?

在?地球上,碳可以形成数百万种化合物,而硅主要被困在岩石中。但在宇宙的其他地方,硅可能是构成生命的基础。科幻小说经常假设宇宙其他地方存在硅基生命形式,这当然是可能的,但化学上更难。在地球上,碳因其形成多种化合物的卓越能力而占据主导地位,而硅则很容易被困在岩石中。

当我们在其他星球上寻找生命时,我们通常会寻找我们所知道的生命——以碳为基础的生命,它需要液态水并使用光或化学物质作为其能源。在火星等类地行星上寻找生命时,这是有道理的。但这对其他行星体有意义吗,尤其是那些在我们太阳系之外的行星?

科幻小说中常见的?情景?是,碳可以被硅取代,成为生命的主要组成部分, 您应该?会记得 1967 年星??际迷航 中的Horta。

为什么碳主宰地球生命

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在地球上,有机化学意味着碳化学。这是因为碳在形成复杂、稳定的分子方面具有令人难以置信的多功能性——不仅与它本身,而且与其他元素,特别是氢、氧和氮。有数以百万计的碳化合物,其中许多对我们所知的生命至关重要——从蛋白质和 DNA 到气态甲烷和二氧化碳,它们对我们星球上许多生命形式的新陈代谢至关重要。

在地球上,用硅代替碳作为生命的成分是行不通的。我们星球上的生物化学不允许这样做。当暴露在大气中时,元素硅会迅速而剧烈地氧化成硅酸盐(岩石)。暴露于液态水的元素硅也会发生同样的情况。在地球上,大多数岩石,如花岗岩玄武岩,都是由硅酸盐矿物构成的,硅酸盐矿物是基于硅和氧的骨架。任何游离的硅都会被束缚在这个框架中,并且在中等温度下是惰性的——也就是说,不能与其他元素结合。只有在非常高的温度下,例如岩浆,硅才会开始与其他元素结合。

然而,这并不意味着陆地生命对硅没有用处。被称为硅藻的常见藻类需要硅才能生长。如果没有硅,植物就无法保持直立和灵活。硅酸存在于头发、指甲和皮肤的组织中。当骨头骨折时,在愈合过程中会在骨折周围发现含量高的二氧化硅

硅基?生命?的?机制?

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具有讽刺意味的是,地球是一个富含硅的星球。硅基生命的先决条件是系外行星或系外卫星没有大量的游离氧或液态水。在这种情况下,可能存在有机硅化合物。在这样的环境中,硅烷(SiH 4)可以代替甲烷(CH 4)。所谓的聚硅烷(具有多个 SiH 4 基团的化合物)可能是另一种生物化学的开端。

这样的世界会是什么样子?我们太阳系中最接近的类似物是土星卫星土卫六,它不仅不含氧气和液态水,而且非常冷,这对基于硅烷的生命有益。但是卫六有很多碳,在与其他元素的结合方面可能会超过硅。在温度比土卫六略高的地方,甲醇可能作为硅基生命的溶剂。

但有一个令人惊讶的发现是,硫酸——我们通常认为是致命的——理论上可以支持丰富多样的有机硅化学。我们的太阳系中有两个地方含有大量硫酸:金星下层大气和木星卫星的近地下。将这些地方推测为生命的天堂可能有些牵强,但我们必须放弃以地球为中心的观点来考虑所有可能性。过去的生活常常让我们感到惊讶。如果我们在太阳系之外冒险,我们可能会发现许多超出我们想象的行星和卫星。

替代生物化学

到目前为止,我们只讨论了围绕恒星或行星运行的宇宙。那些在宇宙中其他的星体比如中子星或?磁星,他们可能使用的热能并不是以恒星辐射作为主要能源。在地球上,阳光维持生命,因为阳光很充足。但是在中子星或磁星上,生命可能会从恒星的磁场中获取能量。

当前,天文学家只能在外太空探测到少数有机硅化合物,而碳化合物似乎要丰富得多。碳很可能在外星生命中占主导地位。但是仍然可能有一些行星在其上进化出硅基生命。

当然,如果我们考虑未来的进化,即使在我们自己的星球上,硅基生命的大门也是敞开的。生命有自我复制的机制,这些机制(有朝一日)可以从原材料中自行组装,然后重复制造过程。有一天,这种“生命”形式可能会主导目前在地球上运行的相当原始的碳基生命形式:我们。#科技#? #宇宙#? #科学#??

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