矽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,或許矽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
為什麽地球選擇了碳基,而宇宙更適合矽基生命?
矽基生命和我們究竟有什麽區別,它們如何生存?
人們想象的矽基生命
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、矽、鋁、鈣、鈉 ,其中氧占據了 48.6%,矽占據了26.3% 。
而構成生命的碳, 僅占據地殼總量的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。
構成我們 DNA、蛋白質、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。
碳在地殼內的含量並不多
簡單來說就是, 所有的地球生物是碳編織成的一張網 ,碳是主要的網線。
碳元素在元素表中排在第二周第 Ⅳ主族 ,排在它下面的,就是矽元素。
為什麽偏偏是碳,而不是矽組成了地球生命呢?
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境中 。
因此碳基生命很有可能是地球的 「絕版」 , 並不是宇宙生命的普遍模式 ,矽基生命才是。
碳原子
矽元素和碳元素同屬於一個主族, 二者在化學性質上有一定的相似度 。
比如矽原子和碳原子都很 「中庸」 ,它們並不容易遺失最外層電子,也並不容易得到最外層電子。
因此,和碳或者矽組成物質,得失電子完全取決於合作方。
它們易於和 氫、氧、氮、硫 等元素組合出道,組成生命所需的物質。
但是,矽和碳也有不一樣的地方, 矽比碳多了一層電子 ,這讓矽元素可以承受高溫,也可以承受低溫。
矽元素
而且,矽沒有瓦斯形式的化合物,所以 矽基生命的代謝與碳基生命有著很大的區別 。
簡單來說, 矽基生命不需要氧氣 ,甚至不能有氧氣,因為氧氣會直接摧毀矽組成的矽鏈。
所以,矽基生命 可以承受更惡劣的環境 。
矽組成的長鏈怕水 ,這也讓矽基生命註定與地殼無緣,因為地殼含量最多的就是水。巧的是,宇宙中大部份天體都是 沒有大氣、沒有液態水、氣溫相差巨大 ,根本不適合碳基生命生活。
但是,很適合矽基生命。
矽基生命或許怕水
矽基生命如何生存
巖石類行星 ,比如地球,表面含量較多的元素是矽,因為 巖石的主要成分是矽酸鹽 。
矽基生命的誕生,就是 以這些矽酸鹽為原料演化而來的 ,比如在火山巖漿中,存在著大量液態的矽酸鹽,它們在這樣的極端環境下,誕生了矽鏈。
矽基生命的食物有兩種,一類是以 矽酸鹽、鐵的氧化物為食物 ,另一類則是 以別的矽基生命為食 。
我們可以理解為矽基生命裏面的 「植食動物」和「肉食動物」 。
矽基生命的模式
矽基生命的身體類似於結晶,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裏。
它們拉出來的排泄物,或許更類似於巖石或者沙子。
第一個提出矽基生命猜想的是 德國天文學家儒略·申納 ,時間是1891年。
後來英國的化學家 詹姆士·雷諾茲 在理論上表示了支持,他在一次大會中指出,從化學上來看,矽組成長鏈是有可能的。
到1923年,英國的生物學家 約翰·霍爾丹 猜測在宇宙中生活著矽基生命。
矽基生命人
然而,隨著化學的發展,人們 試圖用矽復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,透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 幾乎斷絕了地殼和矽基生命的關系 ,但是 沒有斷絕整個地球和矽基生命的關系 。
地球是一顆巖石星球, 含有非常豐富的矽元素 ,地殼並不是地球的全部, 占據地球品質、體積最多的,是地幔和地核 。
地球的結構
很早之前有人猜測地球的地核生活著 「地核人」 ,研究後發現,地核的溫度在 4000到6000℃ ,壓力在 360萬個大氣壓 ,根本不可能有生物能夠在那樣的環境下生存。
但是,科學家這個時候 考慮的生物是碳基生命 ,他們可沒有考慮矽基生命。
按照矽基生命在極端惡劣環境下的耐受度, 它們可以在地幔或者地核裏面生存 。
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」
可能存在矽基生命的地方
科學家以地球為樣版,探討出了一個星球具備生命的四個條件: 巖石星球、大氣、液態水、宜居帶 。
如果是矽基生命,那麽 這個四個條件只需要滿足第一個 ,具有以矽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 。
地球的地殼已經被證實沒有矽基生命存在,但是地核和地幔並不確定。
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。
金星溫室效應嚴重,溫度高,大氣壓巨大。
火星則是沒有大氣壓,寒冷幹燥。
然而仔細看這3個行星, 矽基生命好像都能在上面很好的生活 。
首先這裏面的金星溫度最高, 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。
但是對於矽基生命來說,這環境似乎都不叫事。
矽基生命的 排泄產物是二氧化矽 ,它們可以 直接利用二氧化碳和二氧化硫來進行呼吸作用 ,這兩種瓦斯在金星大氣中含量最多。
金星表面的大氣
矽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。
對於矽基生物來說,它們的活動更多的是 趴在巖石上吸取矽、鐵物質 ,而不是滿世界亂竄。
前面說到過矽基生命的食物是含矽的物質,以及鐵的氧化物,這在火星上也是存在的。
火星呈現紅色,是因為它的表面被富含氧化鐵的沙石覆蓋,這些 可以為矽基生命提供食物來源 。
所以, 火星也是矽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境 ,但是矽基生命卻能在宇宙中存在。
矽基生命的新陳代謝,能讓它們 產生一定量的休眠 ,它們會 跟隨宇宙中流浪的天體前往新的目的地 。
當找到一個合適的星球之後,它就會 紮根在這個星球上 。
關於矽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 。
矽基生命的基因很有可能是單鏈的,它們 依靠巖石中的矽合成新的遺傳物質 ,然後從自身產出一個結晶,這就是 矽基生命的「幼崽」 。
高級矽基生命
這個「幼崽」會吸收周圍的矽元素以壯大自己, 也可能會被其他矽基生命吃掉 。
或者在矽基生命中也存在有性生殖, 它們各自拿出自己的含矽物質進行組合 ,得到後代,這樣的後代具有二者各一半的矽基因。
綜合來看, 地球並不是矽基生命的天堂 ,相反 這裏是矽基生命的地獄 ,水和氧氣會瓦解掉矽基生命的基石。
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、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?