宇宙中的其他生命形式?

完成它。。。科学家发现生命形式最有可能形成。。。(其实宇宙这么大,不可否认除了以下两种碳基硅没有其他生命形式,但是除了这两种形式,在人类科技的限制下还没有发现第三种形式,所以其他的科幻怪就不列了。)

碳基生物的分子结构非常不稳定,无法经历高温、低温、细菌侵蚀和辐射暴露。注定了碳基生命只能在宇宙中进行短期的进化和发展。

硅基生物的分子结构相对稳定,能够适应碳基生物不能适应的环境,这类生物能够经历长期的进化和发展。

我们地球上的人类都是碳基生命。如果母体不发生大的变化,那么人类在地球上的生存只能是短暂的行为。

幸运的是,由于碳基生物分子结构的不稳定性,碳基生物也可以通过适当的生化反应转化为硅基质。

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说到碳基生命以外的生命形式,对这方面稍有了解的人首先想到的是硅基生命。然而硅基生命的概念是什么时候产生的呢?大概,很少有人知道吧。说出来会很意外。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朱利叶斯?朱利叶斯·谢纳在他的一篇文章中讨论了基于硅的生命的可能性。他可能是第一个提到硅基生命的人。这个概念是由英国化学家詹姆斯?爱默生?1893年被詹姆斯·爱默生·雷诺兹接受,他在英国科学促进会的一次演讲中指出,硅化合物的热稳定性使基于它的生命能够在高温下生存。

英国著名科幻作家赫伯特?乔治?赫伯·乔治·威尔斯吸收了雷诺兹和鲍尔的观点,他写道:

“人们会被这种想法带来的奇怪想象所震惊:既然有硅铝生命,为什么不马上想到硅铝人?这么说吧,他们行走在含硫气体的大气中,徘徊在温度比熔炉还要高几千度的融化的钢铁海洋中。”

30年后,英国遗传学家约翰?伯顿?桑德森?约翰·布尔登·桑德森·霍尔丹提出,基于半熔融硅酸盐的生命可能在行星深处被发现,铁的氧化为它们提供了能量。

乍一看,硅确实是一种很有前途的元素,可以作为碳的替代品来形成生命。它在宇宙中分布很广,在元素周期表中,它的位置刚好在碳的下面,所以它和碳的很多基本性质很相似。例如,正如碳可以与四个氢原子结合形成甲烷(CH4),硅也可以形成硅烷(SiH4),硅酸盐是碳酸盐的类似物,三氯硅烷(HSiCl3)是氯仿(CHCl3)的类似物,等等。此外,这两种元素可以形成长链或聚合物,其中它们与氧交替排列。在最简单的情况下,碳氧链形成聚缩醛,通常用于合成纤维,而用硅和氧形成骨架则产生聚硅氧烷。

基于上述情况,一些特定的生命形式可能是由类硅物质组成的。硅基动物很可能看起来像活性晶体,就像迪金森和斯凯勒画了下面这张想象的图。这是一只在硅基植物中游荡的硅基动物。这种生物的结构部分可能是用类似玻璃纤维的丝线串在一起,中间用肌肉块连接起来,形成一种灵活、精致甚至薄而透明的结构。

行走在硅基植物中的硅基动物

看来这些水晶般的生物非常漂亮。如果它们能在室温下存活,大概地球上很多人都愿意养几只在家里做装饰。养这种宠物一个明显的好处就是不会传播细菌和寄生虫,因为细菌和寄生虫作为碳基生命对这种完全不同的生命是无能为力的。然而,硅基生命的可能性受到许多缺陷的威胁。

一个很大的缺点就是硅和氧的结合力很强。碳在地球生物呼吸过程中被氧化时,会形成二氧化碳气体,这是一种很容易从生物体内清除的废物;但是硅的氧化会形成固体,因为二氧化硅刚形成的时候会形成晶格,使得每个硅原子都被四个氧原子包围,而不是像二氧化碳一样每个分子都是独立自由的。处理这样的固体物质会给硅基生命的呼吸过程带来很大的挑战。

只要是生命形式,就要从外界环境中收集、储存和利用能量。在碳基生物中,储存能量的最基本化合物是碳水化合物。在碳水化合物中,碳原子通过单键连接成链,由酶控制的碳水化合物的一系列氧化步骤会释放能量,废物会产生水和二氧化碳。这些酶是大而复杂的分子,根据它们的形状和左旋和右旋来催化特定的反应。在这里,左旋和右旋分子是由分子中所含碳的不对称性引起的,碳基生物中的大多数物质都表现出这一特征,这使得酶能够识别和调节碳基生物中大量不同的代谢过程。但硅与碳不同,不能产生很多左旋和右旋的化合物,很难成为生命所需的大量互联链式反应的支持元素。

此外,硅链在水中不稳定,容易断裂,不像碳链在干燥和潮湿的环境中都保持稳定。虽然这不会排除硅基生命的可能,但是一个有大量液态水的星球肯定会排除硅基生命。

硅基生命的存在,甚至硅基生命出现之前早期生化进化的可能性很低,也被天文观测所验证。无论天文学家在哪里搜索——陨石、彗星、巨行星的大气层、星际物质、冷却恒星的外层——都只能找到氧化硅(二氧化硅和硅酸盐),而找不到像硅烷和硅树脂这样的物质作为硅生化存在的前驱。相反,当我们寻找碳基生命的迹象时,不难在陨石中找到氨基酸等碳基有机分子。至于甲烷,它不仅存在于太阳系的许多行星和卫星中,还存在于星际物质和星云中,甚至在星际物质中还可以发现甲基乙炔和氰戊炔等复杂分子。

即便如此,还是有必要指出,硅可能在地球生命起源中起到了一定的作用。有一个奇怪的现象,地球上的生命特别喜欢用右旋糖和左旋氨基酸。对此的一个理论解释是,生命进化早期的第一批碳化合物是在一块具有特定旋转(旋光)的二氧化硅表面的“原始汤”中形成的,这种硅化合物的旋转决定了我们现在在地球生命中发现的碳化合物的旋转。

虽然从生物化学的角度来看,发现硅基生命的可能性微乎其微。但是硅基生命在科幻小说中非常兴盛,科幻作家的很多描述都会提出很多关于硅基生命的有益想法。在斯坦利?在斯坦利·魏斯鲍姆的《火星漫游记》中,生命体的年龄是1万岁,每十分钟就会沉积一块石头,这正是魏斯鲍姆对硅基生命面临的一个重大问题的回答。在这篇论文中观察到的一位科学家观察到:

“那些砖块和石头是它的废物...我们是碳做的,我们的废物是二氧化碳,这个东西是硅做的,它的废物是二氧化硅——二氧化硅。但硅石是固体,所以是砖石。这样,它就覆盖了自己,当它被覆盖时,它就移动到一个新的地方重新开始。”

在星际迷航系列《黑暗中的魔鬼》中,Janus IV的矿工发现了一种硅基生命形式——Horta。每5万年,所有的霍塔都会死去,只留下一个活着的个体来照看孵化下一代的卵。

《星际迷航》系列中的硅基生命

似乎硅上生命的一个重要思想就是长寿,这大概来源于人类从天然岩石的永久性中得到的印象。另一个普遍的观点是,硅基生命很可能出现在温度较高的星球上,比如布满火山的星球,因为很多硅基化合物比碳基更稳定,比如硅氧键可以承受600K左右的温度,而硅铝键可以承受近900K的温度,所以耐高温性能更好,在高温下也相对稳定,活性更好。对于硅基生命来说,需要200度甚至400度才能让它们感到舒适,它们很可能在我们感到舒适的室温下被冻死。这也是为什么我在前面提到养硅基宠物的时候,特意提到了“如果它们能在室温下存活”这句话。