为什么地球生命都是碳基生命？ _小知识

人类的好奇心无限无尽，对地外生命的猜测从未遏制过。为了领会是否有其他生命存在，我们发射了几艘星际无人探测器，摸索浩瀚外太空中的其他处所。若是外星生命真的存在，它们会是如何的存在呢？
从地球生命来看，我们都是碳基生命。然而，美国天文学家卡尔?萨根把这种狭隘的不雅点称为“碳沙文本家儿义” ，他认为我们不该该限制我们的想象力，做出外星生命会近似于地球生命的愚蠢假设。
尽管如斯，因为碳在地球上的绝对优势，这仍然是我们最佳猜测。那么，碳为何如斯特别？

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想象中的硅基生命
每一种生命形式，无论是植物仍是动物，都表现了复杂性。第一个自我复制的生物体经由过程融合越来越多分子的复杂性，进化出愈加复杂的生物功能。这里的复杂性指的是促进形当作数百万复杂的化学键和反映，这些都是维持更高生命形式的需要前提。诸如变形虫如许原始的生命形式，它们成长出的分子复杂性远远小于更高档的哺乳动物。
分子的复杂性使得一些高级功能可以呈现，如呼吸、分泌、消化，最主要的是，滋生。若是没有碳元素，这一切都不成能实现。若是没有碳，就不会有DNA、卵白质、脂质、糖类、脂肪、肌肉组织或任何其他组成生命的工具。
【为什么地球生命都是碳基生命？】今朝，人类已经发现了118种元素，奇异的是为什么只有几种元素被用来组成有机生命。当然，此中最常见的是碳元素。因为碳的特别热力学和化学性质，使它比其他元素更为优胜。

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元素周期表
一个碳原子由四个价电子构成，使它可形当作四根单键（好比甲烷），两根双键（好比二氧化碳）和一根三键（好比乙炔）。然而，碳的本家儿导地位并不是因为它形当作这些复杂化学键的能力，而是它形当作这些键时很是轻易和矫捷。事实上，元素周期表中与碳本家的元素都有4个价电子，可是它们所形当作的键的不变性无法与碳比拟。
在元素周期表中， 6号元素碳的正下方是14号元素硅。这种元素也能形当作无数的分子，可是双键的硅分子不像双键的碳分子那样不变，它们只能短暂存在，它们的不不变性最终迫使其改变为单键。碳分子，如碳氢化合物，是维持生命的最关头分子种类之一，它们既不会太活跃而导致轻易分化，也不会太不变而故障可塑性和顺应性，这使得酶可以或许很轻易地把持碳分子。

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DNA双螺旋布局的4种碱基对片段
是以，硅基生命很难能在地球上保存。硅比碳更为亲氧，在相对较低的温度下，它也会与氧气发生猛烈反映。这意味着硅链或硅烷无法在我们的年夜气层中存在。若是生物体直接将能量储存为碳氢化合物，那碳基生命也无法保存，因为烷烃自己就很易燃（好比汽油和火油）。但碳基生物是将能量储存为如糖、脂质、醇类以及其他具有很是分歧化学性质的碳氢化合物。
所有这些性质都可以诠释为：碳是拥有4个价电子的最小原子。它的大小合适，可以形当作各类化学键。若是年夜天然缺乏这种原材料，生命是不成能发生的。又因为地球上的碳很丰硕，所以年夜天然就操纵碳的特征起头构建生命，使得所有的地球生命都是碳基生命。至于宇宙中是否存在诸如硅基生命如许分歧基质的生命，还需进一步研究才知道。