这是一张元素周期表。
截止目前为止,人们一共发现了种元素,即原子序数从1到。
不过目前,自然界当中天然存在的只有前98种,之后的呢就都是人工合成或者是在核反应堆当中产生的。
那么我们人体当中,一共含有多少种元素呢?
人体当中,含有的元素可以达到60种以上,不过我们人体的必须含有的元素有20多种,一般认为是28种。
其中,氧含量占比最多,然后是碳、氢、氮、钙、磷、钾、等等常量元素,供给是11种。他们共占人体的比重达到了99.97%,剩下的0.0%是微量元素。这微量元素虽然占比少,但是我们不能够缺少的。
比如说,硅是骨骼和软骨形成初期阶段所必需的元素;铁元素是机体内运载氧分子的呼吸色素的重要组分。
你会发现,人体内氧的占比最多。但是为什么我们叫碳基生物呢?甚至目前人类发现的所有所有的生物都是碳基生物呢?
这是因为碳是构成生物大分子(包括核酸、蛋白质、糖类、酯类等)最基本的单元,以含有碳元素的有机物质为基础的生物就叫做碳基生物。
那为什么碳是基础单元,这得利于碳的化学性质,碳的原子序数是6,最外层有4个电子(最外层有8个电子最稳定),碳原子失去电子和它得到电子的能力是差不多的。
又因为碳只有两个电子层,它的活性还比较强,很容易和其他元素结合形成共价键,所以碳链就可以组成很长很长的结构。这就使得碳链结构可以形成复杂多样的高分子有机物。
可是如果要是基于这个原因,那么硅元素和碳元素它是同族,最外层也是4个自由电子。那能不能以硅链为基础,衍生出复杂的生物呢?
这种构想当中的生物,就叫做硅基生物。这种构想其实并不是没有道理,在地球地壳当中的元素占比,氧元素最高占比46%,其次就是硅占比27.7%,而碳的占比仅为0.0%。
那为什么所有的生物都是碳基生物,而不是硅基生物呢?
主要原因是硅和碳虽然它最外层都有4个电子,但是硅有三层电子,它比碳多了一层,这就导致硅对它最外层这个电子的掌控能力不够强,所以硅链为基础生成的这个化合物大多数都是极其的不稳定。
而且,碳基生物能够存在,还有一个很重要的原因就是碳循环。该过程中,碳被氧化形成的二氧化碳,可以被植物的光合作用所吸收,释放出人们需要的氧气。而硅被氧化形成的二氧化硅,是稳定的固体。
在科幻作品当中猜想的硅基生物,都是以沙子(沙子的主要组成元素是硅)为食物,其实它就是在构造一种硅循环。
不过科学家们确实在尝试硅基生命它的可能性,初步的做法让这个生物它既含有碳又有硅。年的时候,美国化学会上曾经报道过一个新闻,加州理工学院的一个团队培养出了一种含有硅碳氢化合物的细菌。
其实,该研究本身还是把某个碳元素用硅给来代替了。这种细菌是一种嗜热细菌,就是他喜欢在热的地方,比如温泉。
实际在工业上,早就有含有硅的这种碳氢化合物了,就是所谓的有机硅。不过通常都是用于生产粘合剂、润滑油等等领域。科学家虽然只是在细菌当中尝试,但是至少让我们向硅基生命的迈出了一步。
其实还有一种观点认为,未来的人工智能就是生命往硅基生命进化方向的方向。
因为电脑芯片就是使用硅为基础,如果有一天人工智能可以发展到他们可以自我复制,然后具有独立意识,那这算不算是硅基生命呢?就像流浪地球中的moss。
这确实是一个比较新颖的想法,我觉得应该也算吧,因为生命一个很重要的特征就是具备自我复制和繁殖的这个能力。
大家怎么觉得呢?
这是我在百家号发表的第一篇文章,以后会坚持发布一些有趣的科学内容。期望得到大家的