碳基生物和硅基生物的区别
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发布时间:2022-05-01 09:13
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时间:2022-06-27 07:50
地球上的全部生命都是以碳和水为基础,而且很可能宇宙中大部分的生命形态也都是如此。不过也有很多人相信,碳以外的其他元素以及水以外的其他介质,也可以为生命提供基础。早在1885年,爱尔兰出生的天文学家兼数学家罗伯特-鲍尔(Robert Stawell Ball)就曾在他的《天堂的故事》一书中,提到地外生命可能和地球上的完全不同,他写道:倘若我们能够得到机会去近距离观察一些天体,我们可能会发现它们也充满了生命,但却是特化适应于环境的生命。以奇特而怪异的形态出现的生命。那么除了碳基生命的形式以外,还有可能存在哪些生命形式呢。既然没人知道,我们娱乐节目自然就可以胡编了。
罗伯特·鲍尔说到碳基生命以外的生命形态,只要对这方面多少有点了解,首先想到的就是硅基生命。你可能想不到的是,硅基生命这个概念早在19世纪就出现了。1891年,德国波茨坦大学的天体物理学家儒略-申纳尔(Julius Sheiner)在他的一篇文章中,就探讨了以硅为基础的生命存在的可能性。后来,这个概念被英国化学家詹姆士-雷诺兹(James Emerson Reynolds)所接受,1893年,他在英国科学促进协会的一次演讲中指出,硅化合物的热稳定性,使得以其为基础的生命可以在高温下生存。
儒略·申纳尔再后来,英国著名科幻作家赫伯特-韦尔斯(Herbert George Wells)进一步发展了硅基生命的观念,他在书中写道:人们会为这种设想所带来的奇异想象所震惊,既然有硅—铝生命体,为什么不会立刻想到硅—铝的人。让我们说,他们在硫磺气组成的大气中漫步,徜徉在温度比熔炉更高的、数千度的融化的钢铁海洋旁。
三十年后,英国遗传学家约翰-霍尔丹(John Burdon Sanderson Haldane)提出,在一个行星的深处,可能发现基于半融化状态硅酸盐的生命,而铁元素的氧化作用则向它们提供着能量。
霍尔丹那么为什么在众多的元素中,人们偏偏以为除了碳基生命外,硅基生命是最有可能的呢。这是因为,硅与碳有许多相似之处,这就使得人们认为,硅是一种碳的替代物来构成生命体的很有前途的元素。
硅在宇宙中分布广泛,而在元素周期表中,它就在碳的下方,所以和碳元素的许多基本性质都相似。比如说,碳能和四个氢原子化合形成甲烷
(CH4),而硅也能同样地形成硅烷(SiH4);硅酸盐是碳酸盐的类似物,三氯硅烷(HSiCl3)则是三氯甲烷(CHCl3)的类似物,诸如此类还有很多。而且,硅和碳两种元素都能组成长链或聚合物,它们在其中同氧交替排列,最简单的情形就是,碳—氧链形成“聚缩醛”,它经常用于合成纤维,而用硅和氧搭成骨架则可以产生“聚合硅酮”。
硅烷基于上述情况,一些特异的生命形态,就有可能以类似硅酮的物质构成。外观上看去,硅基动物很可能像是些会活动的晶体,这种生物体的结构件,可能是被类似玻璃纤维的丝线串在一起,中间以张肌连接,以形成灵活、精巧甚至薄而透明的结构。
硅基生命(假想图)可见,至少在我们的想象中,这些结晶体似的生物一定非常漂亮,如果它们可以在常温下生存的话,买一个当做宠物想必是极好的。而且这种宠物不会传播细菌和寄生虫,因为作为碳基生命的细菌和寄生虫,对这种完全不同的生命是*为力的。所以可以想见的是,硅基生命也不会有碳基生命这样或那样的毛病。
不过即便如此,硅基生命存在的可能性却依然受到许多缺陷的威胁。
首先,一个很大的缺陷就是硅同氧的结合力非常强。当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时,会形成二氧化碳气体,这是种很容易从生物体中移除的废弃物质;但是,硅的氧化则会形成固体。这是因为,在二氧化硅刚形成的时候就会形成晶格,使得每个硅原子都被四个氧原子包围,而不是象二氧化碳那样每个分子都是单独游离的,处置这样的固体物质,会给硅基生命的呼吸过程带来很大挑战。
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时间:2022-06-27 07:50
碳基生物是以碳元素为有机物质基础的生物,硅基生物是科学家设想的以硅为有机质基旁掘敬础的生物。
地球上已知的所有生物都是碳基生物,散含包括人类在内都是以碳和水为基础。因为构成碳基生物的氨基酸中,连接氨基与羧基的是碳元素,所以称作碳基生物。碳基生物是以碳元素为有机物质基础的生物。地球上已知的所有生物都是碳基生物,包括人类在内都是以碳和水为基础。
硅基生命是相对于碳基生命而言运慎的。所谓碳基生命,根源于有机物的原始概念:只能由生物产生的物质(有机物现在指的是除了碳氧化物,碳硫化物,碳酸盐,氰化物,碳化物,硫氰化物,氰酸盐,碳硼烷,烷基金属,羰基金属,金属有机配体配合物等在无机化学中研究的含碳物质之外的含有碳元素的化合物)。
而过去人类知道的这样的物质都含碳元素;后来证明“有机物”可以通过化学方法合成。“有机物”虽然作为一个历史概念沿用下来,人们却不再将碳视作生命必然的核心元素。并由此提出了以硅、硼或磷而非碳为核心元素的“非碳基生命”。
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时间:2022-06-27 07:51
硅基生命是相对于碳基生命而言的。所谓碳基生命,根源于有机物的原始概念:只能由生物产生的物质(有机物现在指的是除了碳氧化物,碳硫化物,碳酸盐,氰化物,碳化物,硫氰化物,氰酸盐,碳硼烷,烷基金属,羰基金属,金属有机配体配合物等在无机化学中研究的含碳物质之外的含有碳元素的化合物),而过去人类知道的这样的物质都含碳元素;后来证明“有机物”可以通过化学方法合成。“有机物”虽然作为一个历史概念沿用下来,人们却不再将碳视作生命必然的核心元素。并由此提出了以硅、硼或磷而非碳为核心元素的“非碳基生命”。
碳基生命是生物的生命基础,而硅基生命是存在于碳基生命之外的。碳基生命是最重要的一种生命形态,但是如果脱离地球之外,碳基生命是没有任何办法存活下去的。目前为止,碳基生命只可以在地球生存。这是由于只有地球满足了碳基生命的生存条件,充足的水分和氧气,只有二者都具备了才可以使碳基生命存活。
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时间:2022-06-27 07:51
是科学家设想的以硅为有机质基础的生物。
地球上已知的所有生物都是碳基生物,包括人类在内都是以碳和水为基础。因为构成碳基生物的氨基酸中,连接氨基与羧基的是碳元素,所以称作碳基生物。碳基生物是以碳元素为有机物质基础的生物。地球上已知的所有生物都是碳基生物,包括人类在内都是以碳和水为基础。
硅基生命是相对于碳基生命而言的。所谓碳基生命,根源于有机物的原始概念:只能由生物产生的物质(有机物现在指的是除了碳氧化物,碳硫化物,碳酸盐,氰化物,碳化物,硫氰化物,氰酸盐,碳硼烷,烷基金属,羰基金属,金属有机配体配合物等在无机化学中研究的含碳物质之外的含有碳元素的化合物)。
而过去人类知道的这样的物质都含碳元素;后来证明“有机物”可以通过化学方法合成。“有机物”虽然作为一个历史概念沿用下来,人们却不再将碳视作生命必然的核心元素。并由此提出了以硅、硼或磷而非碳为核心元素的“非碳基生命”。
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时间:2022-06-27 07:52
碳基生命的最大弱点是它具有不稳定性,非常容易被高频率的波分解成为碳原子。所以碳基生命是比较脆弱的生命,但是碳基生命的分布范围还是非常广泛的。众所周知,世界上有很多的生物都是以碳为基础的碳基生物,人类也是如此。碳基生命又是比较复杂的,所以能够形成很多高分子有机物。