地球上生命的形式虽然多种多样,物种庞杂繁复,但从本质上来说,所有的生命都源于一个共同的基础,那就是碳元素,也就是说所有的生命都是碳基生命。人类如此,植物动物如此,就连微生物也是如此。地球上所有可以称之为“生命”的物质,都是以碳元素为基础而演化来的。
那么宇宙中有没有可能存在以其他元素为基础的生命呢?比如,以硅元素为基础的生命。从目前的研究发现来看,这是完全有可能的。早在19世纪,波茨坦大学的天体物理学家儒略申纳在他自己的一篇文章中,就探讨了以硅为基础的生命存在的可能性,他是提及硅基生命的第一个人。科学家们也从来没有固执地认为生命都是碳基。
首先,在元素周期表中,碳和硅是极为接近的,与碳元素相同,硅元素一样可以组成长链和聚合物,所以这就具备了形成生命的基础条件了。不过,由于硅的化学性质更为复杂,所能够形成的化合物只能是杂链高分子化合物,所以硅基生命的代谢方式肯定要比碳基生命更加复杂。
由于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,在行星的深处可能存在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能量。因为硅在宇宙中的分布十分广泛,且在元素周期表中,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,正如同碳能和四个氢原子化合形成甲烷(CH4),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,以此类推。而且,两种元素都能组成长链或聚合物,它们都能在其中与氧交替排列,最简单的情形是,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产生聚合硅酮。所以乍看起来硅的确是一种作为碳替代物构成生命体的很有前途的元素,且有可能出现一些特异的生命形态就有可能以类似硅酮的物质构成。硅基动物很可能看起来象是些会活动的晶体,就如同迪金森和斯凯勒尔所绘制的一张想象图一样——一只徜徉在硅基植物丛中的硅基动物,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,中间连接以张肌件以形成灵活、精巧甚至薄而且透明的结构。
从化学的角度来说,硅基生命确实是满足存在的条件。但正如文章前面所说的,正因为硅与碳的相似性,让硅基生命的存在成为可能,但硅元素终究还是硅元素,它的化学性质也决定了它组合成生命的所要面对的难题。
如果按照以碳元素为蓝本,那么硅元素就要相应的组合生成:硅多肽,硅蛋白,硅基因。但从目前的发现来看,是否没发现硅能组合成这些物质。目前由硅原子组成的硅链,能稳定存在的最大长度也就是由15个硅原子组成。并且还不能碰到水,不然遇水立马断裂。
但这所有的一切都是站在地球的角度,地球的环境作为出发点去进行论证的,如果在地球上硅元素能够组合出生命体,那肯定也是没有碳元素什么事了。所以,硅基生命如果存在的话,那么应该是以一种我们从未见过的方式存在——一种碳-硅共基形式存在的生命体。因为自然的力量完全有可能诱导生命往这个方向形成。
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