為什么地球生命都是碳基生命？

人類的好奇心無限無盡，對地外生命的猜測從未遏制過。為了領會是否有其他生命存在，我們發射了幾艘星際無人探測器，摸索浩瀚外太空中的其他處所。若是外星生命真的存在，它們會是如何的存在呢？

從地球生命來看，我們都是碳基生命。然而，美國天文學家卡爾?薩根把這種狹隘的不雅點稱為“碳沙文本家兒義”，他認為我們不該該限制我們的想象力，做出外星生命會近似于地球生命的愚蠢假設。

盡管如斯，因為碳在地球上的絕對優勢，這仍然是我們最佳猜測。那么，碳為何如斯特別？

想象中的硅基生命

每一種生命形式，無論是植物仍是動物，都表現了復雜性。第一個自我復制的生物體經由過程融合越來越多分子的復雜性，進化出愈加復雜的生物功能。這里的復雜性指的是促進形當作數百萬復雜的化學鍵和反映，這些都是維持更高生命形式的需要前提。諸如變形蟲如許原始的生命形式，它們成長出的分子復雜性遠遠小于更高檔的哺乳動物。

分子的復雜性使得一些高級功能可以呈現，如呼吸、分泌、消化，最主要的是，滋生。若是沒有碳元素，這一切都不成能實現。若是沒有碳，就不會有DNA、卵白質、脂質、糖類、脂肪、肌肉組織或任何其他組成生命的工具。

今朝，人類已經發現了118種元素，奇異的是為什么只有幾種元素被用來組成有機生命。當然，此中最常見的是碳元素。因為碳的特別熱力學和化學性質，使它比其他元素更為優勝。

元素周期表

一個碳原子由四個價電子構成，使它可形當作四根單鍵（好比甲烷），兩根雙鍵（好比二氧化碳）和一根三鍵（好比乙炔）。然而，碳的本家兒導地位并不是因為它形當作這些復雜化學鍵的能力，而是它形當作這些鍵時很是輕易和矯捷。事實上，元素周期表中與碳本家的元素都有4個價電子，可是它們所形當作的鍵的不變性無法與碳比擬。

在元素周期表中，6號元素碳的正下方是14號元素硅。這種元素也能形當作無數的分子，可是雙鍵的硅分子不像雙鍵的碳分子那樣不變，它們只能短暫存在，它們的不不變性最終迫使其改變為單鍵。碳分子，如碳氫化合物，是維持生命的最關頭分子種類之一，它們既不會太活躍而導致輕易分化，也不會太不變而故障可塑性和順應性，這使得酶可以或許很輕易地把持碳分子。

DNA雙螺旋布局的4種堿基對片段

是以，硅基生命很難能在地球上保存。硅比碳更為親氧，在相對較低的溫度下，它也會與氧氣發生猛烈反映。這意味著硅鏈或硅烷無法在我們的年夜氣層中存在。若是生物體直接將能量儲存為碳氫化合物，那碳基生命也無法保存，因為烷烴自己就很易燃（好比汽油和火油）。但碳基生物是將能量儲存為如糖、脂質、醇類以及其他具有很是分歧化學性質的碳氫化合物。

所有這些性質都可以詮釋為：碳是擁有4個價電子的最小原子。它的巨細合適，可以形當作各類化學鍵。若是年夜天然缺乏這種原材料，生命是不成能發生的。又因為地球上的碳很豐碩，所以年夜天然就操縱碳的特征起頭構建生命，使得所有的地球生命都是碳基生命。至于宇宙中是否存在諸如硅基生命如許分歧基質的生命，還需進一步研究才知道。

文章出處：百度知道日報（）