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碳基生物与硅基生物（第1页）

以碳元素为有机物质基础的生物。地球上已知的生物大多数是碳基生物，包括人类在内都是以碳和水为基础。在别的星球还会有其他的元素为基础，或者说以其他形态的，比如说，完全以固态为基础的，石头山、石头人、石头世界，或者是以液态为主的，像液态人、水人等等。

因为构成碳基生物的氨基酸中，连接氨基与羧基的是碳元素，所以称作碳基生物。

碳基生物的衍生：硅基生物

科学家设想的以硅为有机质基础的生物。在构成碳基生物的氨基酸中，连接氨基和羧基的是碳元素，而硅基生物用来连接两者的则是硅元素，因为硅元素和碳元素同属一个族，化学性质相似，所以硅基生物在理论上是有可能存在的。

说到碳基生命以外的生命形态，对这方面稍有点了解的人首先想到的就是硅基生命。不过硅基生命这个概念到底什么时候有的，大概没几个人了解，说出来可以让人吃一惊，原来这个概念早在19世纪就出现了。1891年，波茨坦大学的天体物理学家儒略·申纳尔JuliusSheiner在他的一篇文章中就探讨了以硅为基础的生命存在的可能性，他大概是提及硅基生命的第一个人。这个概念被英国化学家詹姆士·爱默生·雷诺兹JamesEmersonReynolds所接受，1893年，他在英国科学促进协会的一次演讲中指出，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。

科学家设想的以硅为有机质基础的生物。在构成碳基生物的氨基酸中，连接氨基和羧基的是碳元素，而硅基生物用来连接两者的则是硅元素，因为硅元素和碳元素同属一个族，化学性质相似，所以硅基生物在理论上是有可能存在的。

1硅基生物

地球上绝大部分生物都为碳基生物，包括人类；而硅和碳同属一个族，性质相似，所以科学家设想在宇宙中存在一种以硅而非碳为有机质基础的生物。这种生物是以硅而非碳链结而构成有机大分子。

地球上的全部生命都是以碳和水为基础，而且很可能宇宙中大部分的生命形态也都是以碳和水为基础。但是也有很多人相信碳以外的其他元素以及水以外的其他介质也可以为生命提供基础，早在1885年，爱尔兰出生的天文学家兼数学家罗伯特“斯德威尔“鲍尔RobertStawellBall就曾在他的《天堂的故事》StoryoftheHeavens中提到地外生命可能和地球上的完全不同，他写道：

“倘若我们能够得到机会去近距离观察一些天体，我们可能会发现它们也充满了生命，但却是特化适应于环境的生命。以奇特而怪异的形态出现的生命……”

2起源

地球上的全部生命都是以碳和水为基础，而且很可能宇宙中大部分的生命形态也都是以碳和水为基础。但是也有很多人相信碳以外的其他元素以及水以外的其他介质也可以为生命提供基础，早在1885年，爱尔兰出生的天文学家兼数学家罗伯特“斯德威尔“鲍尔RobertStawellBall就曾在他的《天堂的故事》StoryoftheHeavens中提到地外生命可能和地球上的完全不同，他写道：

“倘若我们能够得到机会去近距离观察一些天体，我们可能会发现它们也充满了生命，但却是特化适应于环境的生命。

图片

以奇特而怪异的形态出现的生命……”

3硅基生命

说到碳基生命以外的生命形态，对这方面稍有点了解的人首先想到的就是硅基生命。不过硅基生命这个概念到底什么时候有的，大概没几个人了解，说出来可以让人吃一惊，原来这个概念早在19世纪就出现了。1891年，波茨坦大学的天体物理学家儒略·申纳尔JuliusSheiner在他的一篇文章中就探讨了以硅为基础的生命存在的可能性，他大概是提及硅基生命的第一个人。这个概念被英国化学家詹姆士·爱默生·雷诺兹JamesEmersonReynolds所接受，1893年，他在英国科学促进协会的一次演讲中指出，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。

著名英国科幻作家赫伯特·乔治·韦尔斯HerbertGeeWells吸收了雷诺兹和鲍尔的观念，他写道：

“人们会为这种设想所带来的奇异想象所震惊：既然有硅—铝生命体，为什么不会立刻想到硅—铝的人？让我们说，他们在硫磺气组成的大气中漫步，徜徉在温度比熔炉更高的，数千度的融化的钢铁海洋旁。”

三十年后，英国遗传学家约翰·波顿·桑德森·霍尔丹JohnBurdonSandersonHaldane提出在一个行星的深处可能发现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。

粗看起来，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。它在宇宙中分布广泛，而在元素周期表中，它就在碳的下方，所以和碳元素的许多基本性质都相似。举例而言，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********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，它们并在其中同氧交替排列，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。

这是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。

看上去这些结晶体似的生物非常漂亮，如果它们可以在常温下生存的话，大概许多地球人都愿意在家里养几只作为装饰，养这种宠物的一个明显好处是不会传播细菌和寄生虫，因为作为碳基生命的细菌和寄生虫对这种完全不同的生命是无能为力的。但是，但硅基生命的存在的可能性却受到许多缺陷的威胁。

一个很大的缺陷就是硅同氧的结合力非常强。当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时，会形成二氧化碳气体，这是种很容易从生物体中移除的废弃物质；但是，硅的氧化会形成固体，因为在二氧化硅刚形成的时候就会形成晶格，使得每个硅原子都被四个氧原子包围，而不是象二氧化碳那样每个分子都是单独游离的，处置这样的固体物质会给硅基生命的呼吸过程带来很大挑战。

只要是生命形态，就必须从外界环境中收集、储存和利用能量。在碳基生物这里，储存能量的最基本的化合物是碳水化合物。在碳水化合物中，碳原子由单键连接成一条链，而利用酶控制的对碳水化合物的一系列氧化步骤会释放能量，废弃物产生水和二氧化碳。这些酶是些大而复杂的分子，它们依照分子的形状和左旋右旋对特定的反应进行催化，这里说的左旋右旋是因分子含有的碳的不对称使得分子出现左旋或者右旋，而多数碳基生物体内的物质都显示这个特征，正是这个特点使得酶能够识别和规范碳基生物体内的大量不同新陈代谢进程。然而，硅没能象碳这样产生众多的具有左旋右旋特征的化合物，这也让它难以成为生命所需要大量相互联系的链式反应的支持元素。

此外，硅链在水中不稳定，容易断掉，不象碳链这样在干湿环境下都保持稳定。虽然这点不会因此排除硅基生命存在的可能，但存在大量液态水的星球肯定是排斥硅基生命的。

存在硅基生命，甚至存在硅基生命出现前的早期生命化学演化的低可能性

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