地球上生命的形式雖然多種多樣,物種龐雜繁復,但從本質(zhì)上來說,所有的生命都源于一個共同的基礎(chǔ),那就是碳元素,也就是說所有的生命都是碳基生命。人類如此,植物動物如此,就連微生物也是如此。地球上所有可以稱之為“生命”的物質(zhì),都是以碳元素為基礎(chǔ)而演化來的。 那么宇宙中有沒有可能存在以其他元素為基礎(chǔ)的生命呢?比如,以硅元素為基礎(chǔ)的生命。從目前的研究發(fā)現(xiàn)來看,這是完全有可能的。早在19世紀,波茨坦大學的天體物理學家儒略申納在他自己的一篇文章中,就探討了以硅為基礎(chǔ)的生命存在的可能性,他是提及硅基生命的第一個人??茖W家們也從來沒有固執(zhí)地認為生命都是碳基。 首先,在元素周期表中,碳和硅是極為接近的,與碳元素相同,硅元素一樣可以組成長鏈和聚合物,所以這就具備了形成生命的基礎(chǔ)條件了。不過,由于硅的化學性質(zhì)更為復雜,所能夠形成的化合物只能是雜鏈高分子化合物,所以硅基生命的代謝方式肯定要比碳基生命更加復雜。 由于硅化合物的熱穩(wěn)定性使得以其為基礎(chǔ)的生命可以在高溫下生存,在行星的深處可能存在基于半融化狀態(tài)硅酸鹽的生命,而鐵元素的氧化作用則向它們提供能量。因為硅在宇宙中的分布十分廣泛,且在元素周期表中,它就在碳的下方,所以和碳元素的許多基本性質(zhì)都相似。比如,正如同碳能和四個氫原子化合形成甲烷(CH4),硅也能同樣地形成硅烷 (SiH4),硅酸鹽是碳酸鹽的類似物,三氯硅烷(HSiCl3)則是三氯甲烷(CHCl3)的類似物,以此類推。而且,兩種元素都能組成長鏈或聚合物,它們都能在其中與氧交替排列,最簡單的情形是,碳-氧鏈形成聚縮醛,它經(jīng)常用于合成纖維,而用硅和氧搭成骨架則產(chǎn)生聚合硅酮。所以乍看起來硅的確是一種作為碳替代物構(gòu)成生命體的很有前途的元素,且有可能出現(xiàn)一些特異的生命形態(tài)就有可能以類似硅酮的物質(zhì)構(gòu)成。硅基動物很可能看起來象是些會活動的晶體,就如同迪金森和斯凱勒爾所繪制的一張想象圖一樣——一只徜徉在硅基植物叢中的硅基動物,這種生物體的結(jié)構(gòu)件可能是被類似玻璃纖維的絲線串在一起,中間連接以張肌件以形成靈活、精巧甚至薄而且透明的結(jié)構(gòu)。 從化學的角度來說,硅基生命確實是滿足存在的條件。但正如文章前面所說的,正因為硅與碳的相似性,讓硅基生命的存在成為可能,但硅元素終究還是硅元素,它的化學性質(zhì)也決定了它組合成生命的所要面對的難題。 如果按照以碳元素為藍本,那么硅元素就要相應的組合生成:硅多肽,硅蛋白,硅基因。但從目前的發(fā)現(xiàn)來看,是否沒發(fā)現(xiàn)硅能組合成這些物質(zhì)。目前由硅原子組成的硅鏈,能穩(wěn)定存在的最大長度也就是由15個硅原子組成。并且還不能碰到水,不然遇水立馬斷裂。 但這所有的一切都是站在地球的角度,地球的環(huán)境作為出發(fā)點去進行論證的,如果在地球上硅元素能夠組合出生命體,那肯定也是沒有碳元素什么事了。所以,硅基生命如果存在的話,那么應該是以一種我們從未見過的方式存在——一種碳-硅共基形式存在的生命體。因為自然的力量完全有可能誘導生命往這個方向形成。 |
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