宇宙中很可能沒有自然產生的硅基生命,碳基才是宇宙主流生命形式

2020-10-26 11:32:38 840 views
摘要

其實這個問題大家也糾結很久了,我平時經常看大家的評論,不過我看到一些朋友對於硅基生命的認識是有錯誤的,硅基生物沒有我們想像的那麼強大,但是它們一定會很特殊,如果真實存在,這將是前所未見的,一定非常有趣。

探索與發現

宇宙中有沒有硅基生命?多年來,科學家們一直在討論這個問題。其實這個問題大家也糾結很久了,我平時經常看大家的評論,不過我看到一些朋友對於硅基生命的認識是有錯誤的,硅基生物沒有我們想像的那麼強大,但是它們一定會很特殊,如果真實存在,這將是前所未見的,一定非常有趣。一說到尋找外星生命,就會有很多朋友說宇宙中的生命不一定都是碳基生物。如果宇宙中有很多生命,相比較與硅基或者其他生物,碳基生物才是更主流的存在,為什麼這麼說呢?大家接著看下去就會明白了。

宇宙中很可能沒有自然產生的硅基生命,碳基才是宇宙主流生命形式

首先,在海洋星球或在富氧星球上,以硅為基礎的生命幾乎是不可能的,因為任何遊離硅都會迅速劇烈地反應,形成硅酸鹽岩石。全劇終,根本沒有下一步的反應。那除了這些星球呢?宇宙中的星球太多了,沒錯,科學家們研究了硅的替代溶劑,包括低溫溶劑,不過,任何化合物都很難在如此低溫的環境下有反應,這是為了模擬其他星球的表面環境,就比如月球,你想不到吧,太陽系最寒冷的地方在月球背面的隕石坑中,數十億年來那裡從來沒有過一絲陽光。所以,儘管硅在地球上有許多生物學用途,但硅是其他地方生命的主要組成部分的可能性是很低的。

其實我們認為的硅基生物,不是純硅基生物,而是一種結合碳基生物的混合硅基生物,科學家們已經做過類似實驗了。我們可以幫助一個新的物種進化,我們甚至可以創造新的物種,那就是將硅結合到碳基分子中。另外,科學家們早就知道地球上的生命能夠用化學方法與硅融合,但是這僅限於融合。比如說科學家們在其他植物中發現一種被稱為植硅體的二氧化硅微粒,而被稱為硅藻的光合藻類中擁有二氧化硅。然而,這些反應遠遠達不到硅基生物的標準,它們說到底還是碳基生物,也許是一些朋友過度解讀了。

宇宙中很可能沒有自然產生的硅基生命,碳基才是宇宙主流生命形式

我們知道,碳是所有已知生物的非常重要的組成部分,一開始我們也說過了,地球上的生命是以碳為基礎的,為什麼我們不是硅基生物?是因為每個碳原子可以同時與多達四個其他原子形成鍵,碳的這種性質使碳非常適合形成長鏈分子,這些分子是我們所知道的生命的基礎,例如蛋白質和DNA。蛋白質和DNA對我們有多重要,我就不在這裡具體說了。

探索可能存在的硅基生物的起源

碳和硅的化學性質非常相似,因為硅原子也可以同時與最多四個原子形成鍵。此外,硅是宇宙中最常見的元素之一。在地球上,硅也是非常普遍的,硅佔地殼質量的30%,大約是地殼中碳含量的150倍。硅與碳是最接近的,但是還是差點意思,下邊會具體說到……

特殊生命,特殊的結構,你可能會問,硅基生物也許不需要什麼DNA或者蛋白質,那麼,外星生命是否可能具有與地球生命完全不同的化學基礎呢。例如,外星生命可能依賴氨或甲烷,而不是依賴水作為生物分子的運行溶劑,或許外星生命可以用硅代替碳來製造生命分子?

之前還有科學家們研究過一種被稱為定向改變的策略,引導微生物創造出在自然界中從未見過的分子,1990年代就有類似的實驗與思考了。舉一個例子,我們知道農民們長期以來都是通過培育一代又一代的有機體農作物來改造農作物的特性和牲畜,這就和那一樣,科學家們希望這些生物能呈現出他們想要的特徵,科學家也培育了微生物來創造他們想要的分子。

宇宙中很可能沒有自然產生的硅基生命,碳基才是宇宙主流生命形式

所以多年來,科學家們一直採用定向改變策略來製造家用產品,如洗滌劑,並開發出環保型的方法來製造藥品、燃料和其他工業產品。傳統的化學製造工藝可能需要有毒的化學物質,但是恰恰相反,定向改變策略可以使用活生物體來創造分子,這可以避免使用對生命有害的化學物質,但是這些還都只是副產物,不是說這些生物體就是硅基生物了。

眾多科學家都專註於研究一種酶,這是一種催化或加速化學反應的蛋白質,他們的目標是創造能產生有機硅化合物的酶。具體過程就是科學家們先從某些特定的酶入手,接下來,他們以或多或少隨機的方式對這些蛋白質的DNA進行突變,並測試所產生的酶是否具有所需的特性。表現最好的酶再次進行突變,這個過程不斷重複,直到產生他們想要的結果。科學家們從被稱為血紅素蛋白的酶開始,這些酶的都含有鐵,能夠催化多種反應。最後的實驗結果證明,血紅素蛋白通常會將電子傳遞給微生物中的其他蛋白質,科學家們發現,它能產生低水平的有機硅化合物。

在分析了血紅素蛋白的結構後,科學家們認為只有少量的幾種突變會大大增強酶的催化活性。事實上,只要三輪的突變就足以將這種蛋白質轉化為這種催化劑,這種催化劑可以產生硅,效率是目前最好的合成技術的15倍以上。科學家們表示這種突變酶可以產生至少20種不同的有機硅化合物,其中19種是新發現的。

宇宙中很可能沒有自然產生的硅基生命,碳基才是宇宙主流生命形式

現實的殘酷與未來的暢想

我們知道當二氧化碳被氧化時,會生產二氧化碳氣體,就比如你現在呼出來的二氧化碳氣體。然而,當二氧化硅被氧化時,它會變成一種固體砂。現在你可以想像一下,沙子會從你的鼻子呼出來,是什麼感覺呢?這也就是說硅鍵比碳鍵更不穩定,另外,沒有硅基生物的另一個重要原因是硅不能像碳那樣使用水作為溶劑,它需要一種完全不同的溶劑,比如甲烷,但是它在正常條件下這是不穩定的,就好比你的血液,每天都是沸騰的。如果舉例來說,硅基生物生活在宇宙中,宇宙中的星球表面不是冷就是熱……所以硅基生物的溶劑也是一個大的問題,很不穩定。

說了一大堆是什麼意思呢?科學家們的一系列實驗提出了這樣一種可能性,即某處的微生物有非常非常低的可能已經自然進化出產生這些分子的能力,這就是硅基生命的由來。但是研究表明,與碳相比,硅可以與較少種類的原子形成化學鍵,但是,重點來了,它通常只能與相互作用的原子形成較不複雜的分子結構。

這就說明一個問題,宇宙中即使擁有硅基生命,除非它是硅基文明,要不然就很難發現,硅基生物可能生活在一個非常熱的富氫,缺氧的環境中,因為只有這樣的環境中才能產生硅烷化學反應。在那裡,硅烷可能會與硒或碲形成可逆的硅鍵。另外,如果硅基生命存在的話,它們的壽命不一定會比我們長,當然了,這是同等文明的情況下,一切要視環境而定。所以即使有自然產生的硅基生命,它們一定非常原始,除非是碳基文明升級到硅基文明,不過也不要失望,因為,文章到此還未結束。

宇宙中很可能沒有自然產生的硅基生命,碳基才是宇宙主流生命形式

現實很殘酷,但是我們發揮天馬行空的想像,如果真的有硅基生命或者硅基文明,那就是顛覆全人類三觀的存在。那好,現在我們假設有敵對硅基文明,它們可以到達我們的星球,它們會做什麼呢?首先,首先硅生命體不會對我們構成生物威脅,生物威脅是什麼意思呢?也就是說它不像外星人電影裡面的那樣,外星人不喜歡吃人,但是可以利用人(碳)發電,所以話說回來了,不吃人但是會傷害人。現實情況下,他們可能會吃掉我們的建築(開玩笑)或者直接挖一些資源,資源是全宇宙通用的,這大家都明白。另外還有一點可以確定,就個體來說硅基生命比我們更強大,通俗理解的話就是說它們的身體很硬,而且它們進食的速度會很慢,所以我們可以等它們吃飯的時候進攻它們,或者它們壓根就不需要吃飯,站在地上直接吸收就行了。當然了,無論是碳基生命還是硅基生命,都有無法避開的弱點。

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