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硅基生物在理论上存在吗?或者有对它们的猜测吗? 第1页

  

user avatar   bei-ji-85 网友的相关建议: 
      

以我有限的化学和生物学知识的理解,我认为类似碳基生物的形式的硅基生物不存在。

先复制一段阿西莫夫的被说烂的了内容:

1. 以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生物;
2. 以硫为介质的碳氟化合物生物;
3. 以液态水为介质的核酸/蛋白质(以氧为基础的)生物;
4. 以液氨为介质的核酸/蛋白质(以氮为基础的)生物;
5. 以液态甲烷为介质的类脂化合物生物;
6. 以液氢为介质的类脂化合物生物。

这里只有第一条提到了硅,但氟化硅酮也不完全以硅作为骨架;生物硅的存在并不能证明硅基生物的存在,二者不构成因果关系。生物的骨骼里钙的含量很高,但不能证明生物是钙基生物。

硅的主要问题是:

1. 硅-硅化学键不稳定,尤其是长链,不能形成复杂的化合物,需要依赖其它元素。

2. 硅-氧能组成相对复杂的化合物,但很难讲它是硅基还是氧基

3. 硅-氟化合物可以是液态的,但二者分子量差异巨大,实际上很难在同一个星球上同时找到大量的硅、氟,并且在宇宙中丰富度也比较差,并且二者密度相差太大。作为对比,碳、氧的丰富度很高,氢元素又是最多的元素,碳氢氧在很多星球上都有大量共存的场景。

4. 生物存在需要液体(固体的化学反应太慢),需要一种存在电解质的液体(作为对比:水和盐类),并且液体本身要足够稳定,支持电离反应(供能,吸收必要的元素),常温和低温溶剂里,符合这个条件的并不多,只有液态氨、水等,这些溶剂对于纯粹的硅基生物来说,并不友好。氟化硅酮在自然界天然存在的数量就更稀少了(水、液态氨的数量很多)

5. 甲烷在宇宙的数量很多,而甲烷又是最简单的碳基有机化合物,但类似的硅化合物在宇宙中目前没有找到(二氧化硅不能算,化学反应太慢)

所以,生命的构成需要:电解质溶剂(电化学反应,供能)+能形成复杂分子骨架(长链、环)+稳定但又不是特别稳定的化学键(能进行不太快也不太慢的化学反应)+不太稀有的化学元素(丰富度足够,并且可以共存的场景较多)

要符合以上条件,不管是在何种温度条件下,硅(或者硅的化合物)比较难以全部满足条件。

翻开元素周期表,非金属元素里,刨除惰性气体,除了碳以外:氮、硫、磷的条件都比硅要好,一方面丰富度更高(宇宙中),另一方面化学键的组合也能做到跟碳-氧、碳-氢一样复杂的程度,并且有溶剂(液态氨、甲烷等)和丰富的电解质。

所以前面阿西莫夫说的那几种形式,硫、氨类型生命形式存在的概率可能更大。

即使真的有条件能满足:溶剂+稳定的复杂硅基分子,考虑到宇宙的元素的丰富度,硅基生命的数量可能不会太多,或者生存效率很低。同样条件下,碳基生物更容易诞生。所以就算存在硅基生物,极有可能被其它类型的生物灭绝。

而如果放弃了溶剂,以固态或者气态的形式进行化学反应(供能),存在的问题就是,要么太快(气态),要么太慢(固态),不利于生物的稳定进化。




  

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