硅基生命是如何生活的,這是我們碳基生命能想象得到的?
別不相信,或許硅基生命才是宇宙的主流,我們碳基生命才是非主流形式。
碳基生命的反擊
為什么地球選擇了碳基,而宇宙更適合硅基生命?
硅基生命和我們究竟有什么區(qū)別,它們?nèi)绾紊妫?/p>
人們想象的硅基生命
脆弱的碳基生命
碳是所有生命的基石,然而碳卻不是地球含量最多的元素。
地殼中的元素“五大天王”分別是氧、硅、鋁、鈣、鈉,其中氧占據(jù)了48.6%,硅占據(jù)了26.3%。
而構(gòu)成生命的碳,僅占據(jù)地殼總量的0.027%,地殼中的碳主要是生物、有機物、碳酸鹽以及大氣中的二氧化碳。
構(gòu)成我們DNA、蛋白質(zhì)、肌肉、大腦的有機物,都是以碳為主鏈,與其他元素或者基團組合在一起。
碳在地殼內(nèi)的含量并不多
簡單來說就是,所有的地球生物是碳編織成的一張網(wǎng),碳是主要的網(wǎng)線。
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。
為什么偏偏是碳,而不是硅組成了地球生命呢?
理論上講,碳基生命非常脆弱,無法承受高溫和高壓,碳基生物只能生活在地球的環(huán)境中。
因此碳基生命很有可能是地球的“絕版”,并不是宇宙生命的普遍模式,硅基生命才是。
碳原子
硅元素和碳元素同屬于一個主族,二者在化學(xué)性質(zhì)上有一定的相似度。
比如硅原子和碳原子都很“中庸”,它們并不容易丟失最外層電子,也并不容易得到最外層電子。
因此,和碳或者硅組成物質(zhì),得失電子完全取決于合作方。
它們易于和氫、氧、氮、硫等元素組合出道,組成生命所需的物質(zhì)。
但是,硅和碳也有不一樣的地方,硅比碳多了一層電子,這讓硅元素可以承受高溫,也可以承受低溫。
硅元素
而且,硅沒有氣體形式的化合物,所以硅基生命的代謝與碳基生命有著很大的區(qū)別。
簡單來說,硅基生命不需要氧氣,甚至不能有氧氣,因為氧氣會直接摧毀硅組成的硅鏈。
所以,硅基生命可以承受更惡劣的環(huán)境。
硅組成的長鏈怕水,這也讓硅基生命注定與地殼無緣,因為地殼含量最多的就是水。巧的是,宇宙中大部分天體都是沒有大氣、沒有液態(tài)水、氣溫相差巨大,根本不適合碳基生命生活。
但是,很適合硅基生命。
硅基生命或許怕水
硅基生命如何生存
巖石類行星,比如地球,表面含量較多的元素是硅,因為巖石的主要成分是硅酸鹽。
硅基生命的誕生,就是以這些硅酸鹽為原料演化而來的,比如在火山巖漿中,存在著大量液態(tài)的硅酸鹽,它們在這樣的極端環(huán)境下,誕生了硅鏈。
硅基生命的食物有兩種,一類是以硅酸鹽、鐵的氧化物為食物,另一類則是以別的硅基生命為食。
我們可以理解為硅基生命里面的“植食動物”和“肉食動物”。
硅基生命的模式
硅基生命的身體類似于結(jié)晶,它們能夠忍受高溫,也能夠忍受嚴寒,可以生活在沒有水的世界里。
它們拉出來的排泄物,或許更類似于巖石或者沙子。
第一個提出硅基生命猜想的是德國天文學(xué)家儒略·申納,時間是1891年。
后來英國的化學(xué)家詹姆斯·雷諾茲在理論上表示了支持,他在一次大會中指出,從化學(xué)上來看,硅組成長鏈是有可能的。
到1923年,英國的生物學(xué)家約翰·霍爾丹猜測在宇宙中生活著硅基生命。
硅基生命人
然而,隨著化學(xué)的發(fā)展,人們試圖用硅復(fù)刻出生命組成的方式,都以失敗而告終。
相反,人類在實驗室中,通過人工制造閃電等方式,獲得過有機分子化合物,這個實驗就是著名的“原始湯”實驗。
這一系列實驗幾乎斷絕了地殼和硅基生命的關(guān)系,但是沒有斷絕整個地球和硅基生命的關(guān)系。
地球是一顆巖石星球,含有非常豐富的硅元素,地殼并不是地球的全部,占據(jù)地球質(zhì)量、體積最多的,是地幔和地核。
地球的結(jié)構(gòu)
很早之前有人猜測地球的地核生活著“地核人”,研究后發(fā)現(xiàn),地核的溫度在4000到6000 ,壓強在360萬個大氣壓,根本不可能有生物能夠在那樣的環(huán)境下生存。
但是,科學(xué)家這個時候考慮的生物是碳基生命,他們可沒有考慮硅基生命。
按照硅基生命在極端惡劣環(huán)境下的耐受度,它們可以在地幔或者地核里面生存。
或許它們在我們看不見的地方,和碳基生命一起共享地球。
地核的深處真的有“人”
可能存在硅基生命的地方
科學(xué)家以地球為模板,探討出了一個星球具備生命的四個條件:巖石星球、大氣、液態(tài)水、宜居帶。
如果是硅基生命,那么這個四個條件只需要滿足第一個,具有以硅酸鹽為主體的巖石星球。
這在宇宙中可多了,就在太陽系就存在4個巖石星球,分別是水星、金星、地球和火星。
地球的地殼已經(jīng)被證實沒有硅基生命存在,但是地核和地幔并不確定。
而水星、金星和火星,被認為不具備存在碳基生命的條件。
太陽系的四個巖石行星
水星不在宜居帶上,距離太陽太近。
金星溫室效應(yīng)嚴重,溫度高,大氣壓巨大。
火星則是沒有大氣壓,寒冷干燥。
然而仔細看這3個行星,硅基生命好像都能在上面很好的生活。
首先這里面的金星溫度最高,485 ,大氣壓是地球的90倍以上,這對碳基生物來說簡直就是地獄。
但是對于硅基生命來說,這環(huán)境似乎都不叫事。
硅基生命的排泄產(chǎn)物是二氧化硅,它們可以直接利用二氧化碳和二氧化硫來進行呼吸作用,這兩種氣體在金星大氣中含量最多。
金星表面的大氣
硅基生物的細胞會比碳基生物大很多,這樣它的新陳代謝很有可能比碳基生物慢很多。
要知道新陳代謝越慢,生物的活動也會減慢,碳基生物中最明顯的例子就是樹懶。
對于硅基生物來說,它們的活動更多的是趴在巖石上吸取硅、鐵物質(zhì),而不是滿世界亂竄。
前面說到過硅基生命的食物是含硅的物質(zhì),以及鐵的氧化物,這在火星上也是存在的。
火星呈現(xiàn)紅色,是因為它的表面被富含氧化鐵的沙石覆蓋,這些可以為硅基生命提供食物來源。
所以,火星也是硅基生命理想的居住地。
火星表面的巖石
宇宙的非主流
碳基生命無法離開地球環(huán)境,但是硅基生命卻能在宇宙中存在。
硅基生命的新陳代謝,能讓它們產(chǎn)生一定量的休眠,它們會跟隨宇宙中流浪的天體前往新的目的地。
當(dāng)找到一個合適的星球之后,它就會扎根在這個星球上。
關(guān)于硅基生命是如何繁殖的,這實在是太為難作為碳基生命的人類了。
硅基生命的基因很有可能是單鏈的,它們依靠巖石中的硅合成新的遺傳物質(zhì),然后從自身產(chǎn)出一個結(jié)晶,這就是硅基生命的“幼崽”。
高級硅基生命
這個“幼崽”會吸收周圍的硅元素以壯大自己,也可能會被其他硅基生命吃掉。
或者在硅基生命中也存在有性生殖,它們各自拿出自己的含硅物質(zhì)進行組合,得到后代,這樣的后代具有二者各一半的硅基因。
綜合來看,地球并不是硅基生命的天堂,相反這里是硅基生命的地獄,水和氧氣會瓦解掉硅基生命的基石。
相反,地球是碳基生命的搖籃,碳元素在地球上完成了華麗的蛻變,它可以是無機物二氧化碳,也可以是有機物烷烴類,更可以是高分子有機物,比如蛋白質(zhì)、脂肪、核酸。
作為碳基生命的人類,不能沒有地球。
碳基生命離不開地球
如果為了一己私利而做出傷害地球的事情,這是一個碳基生命該做的嗎?