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为什么生命一定要是碳基形式?硅基和锗基为什么不行?

信息来源:guiye.biz   时间: 2020-01-08  浏览次数:19

外星生命可能有很多形式,但最有可能是和人类一样,基于碳元素形成的生命体。

至于多重宇宙里的外星人,暗物质外星人都是不太靠谱的说法。

为什么高级生命一定要是基于碳而不是硅呢?

其实我们讨论碳基生命就是在谈论有机化学。

自然界的有机物有很多化合形式,其中很大一部分化合物并不是生命起源必需的。

在元素周期表中,碳是是最特殊的元素,因为碳不仅可以以多种方式和其他元素结合,还可以形成多种多样的结构,比如从石墨到钻石。

碳的化合物中可以形成十分长的链蛋白和氨基酸,比如己糖激酶

为什么生命一定要是碳基形式?硅基和锗基为什么不行?

其中每个小球都是一个原子,有机分子必须足够大才能构成生命高度受控的化学反应条件。

为什么只有碳才能完成此项重任?

这是一副元素周期表,红框内的元素外围电子数理论上和碳一样多,理论上可形成共价键的形式和碳一样。

为什么生命一定要是碳基形式?硅基和锗基为什么不行?

碳在红框内的最顶端,也是最轻最丰富的元素之一。具有核外有四个电子可以形成共价键。

而右边的氮只能形成三个共价键,氧只能形成两个共价键。

比如碳的四个共价键经典模型是甲烷。

为什么生命一定要是碳基形式?硅基和锗基为什么不行?

除此之外,碳还可以形成双键,从而形成复杂的分子,比如丁烯分子

要考虑基于碳之外的生命形式必须要满足这样的条件:有条件形成足够过的化合物,足以被生命利用,繁殖,且进化。

但是红框内越重的元素形成的化合物越不稳定。仅有硅才能与碳形成竞争关系。

其实硅也可以形成双键,从而形成不稳定二烯。但是硅不稳定,形成不了复杂的大分子,即便硅可以形成生命,也是尺度极小的无意识生命体,要发展成高等智慧生命体,硅链必然会断开。

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