为何地球上的生命都是碳基生物,而非其他元

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导语:不管是文科生还是理科生,在初中阶段都接触过一段时间的化学,知道这个世界存在着许多种元素,这些元素能够组成或简单或复杂的大量化学物质。可以说,整个世界都是化学物质组成的,没有什么东西不是由化学元素构成的。

甚至,不仅仅是东西,包括非常复杂的生命都是各种化学元素组成的。地球上最为复杂的生命就是人类,而我们人类就是通过一系列有机元素组成的,包括碳元素、氧元素等等。大家喝的矿泉水之所以那么贵,就是因为里面掺杂了矿元素,这些矿元素就是化学元素的一种。

尽管组成人体的元素非常多,但是其中有一种元素占据着绝对的主导地位,那就是碳元素。不仅仅是人类,地球上绝大多数生命体都是以碳元素为基础的生物,因此,地球上面的大量生物又被人们称为碳基生物。

看到这里,可能有人会觉得非常奇怪,明明我们体内含量最高的元素是氧元素而不是碳元素,比如人类体内氧元素的含量远远超过碳元素,氧元素甚至达到了接近七成,而碳元素不过只有接近两成罢了,为什么这种情况下依然被叫作碳基生物?

这个问题的答案非常简单,大家想一下,在大多数生物体内,氧元素的存在形式并不是单质,而是与氢元素一起形成了化合物,也就是水。

对于我们体内的细胞来说,虽然水是非常重要的组成部分,但是真正对于细胞的结构和各种生理进程、化学反应起到作用的,还是碳元素,氧元素组成的水也只不过是在细胞内维持一种大环境罢了。

为什么地球上面的生命都是碳基生物,而不是其他元素的生物?

大家都知道,原子之所以能够联系在一起从而形成分子,是因为化学键的存在。说的具体一些,也就是原子最外层的电子数目有所不同。拿水来举例子,一个氧原子多了两个电子,两个氢原子分别得到了一个电子,三个原子都达到了非常稳定的状态,这就是化学键。

化学键的数目是有限制的,氢原子可以形成一个,氧原子可以形成两个,而碳原子就比较厉害,能够形成四个。关于碳的化合物,最为简单的就是甲烷,也就是一个碳原子搭配四个氢原子,从而形成一种相对稳定的结构。而复杂如我们的遗传物质,也是碳元素联合各种元素形成庞大的结构。

会不会出现其他元素的生命,比如硅基生物?

上个世纪,曾经有科学家研究了这种生命可能的存在形式。实际上,硅元素和碳元素有许多相似的地方,毕竟它们本身就是同族元素,类似于甲烷,硅元素也可以形成硅烷,只不过是一个硅原子搭配四个氢原子罢了。

但是,科学家认为,硅原子形成的化学键普遍不够牢靠,非常容易断裂。因此,硅基生物应该是不存在的。




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