为什么地球的生物都是碳基生命？科学家：大自然环境选择的结果

来源：科学的乐园

地球是一个有着多达数百万种生物形式的生命世界，不管这些物种的外形有多大的差异，也不管是植物还是动物，它们都有一个共同的本质，都是碳基生命。

可能有朋友会说了，生命体内最多的物质不是氧吗，为什么我们没有被称为氧基生物？没错，不管是人体内还是其他的生物体内，最多存在的物质都是氧，占到了65%以上，如此巨大的氧元素占比，可是地球生命却不能称之为氧基生命，这跟物质对生物体形成结构的重要性有关。

组成人体的元素多达60多种，其中氧元素占比达到了65%以上，碳元素其次，达到了18%，即使如此大的占比差异，人类仍然属于碳基生物，而不是氧基生物，其他的生命体也是如此。

生物体没有被称之为氧基生命，是因为氧元素的主要来源是体内的水，虽然水和氧对于我们的身体非常重要，但是它们并不是构成生命本质的主要物质，而碳则不同，它构成了生命细胞的基本结构和各种功能。

在我们眼里的宏观世界物体，其实都是由微观的原子构成，一块石头如此，一个生命体也是如此。原子通过一些特定的排列形成了各种物质形态，这个过程非常复杂，而生命体基本的细胞结构同样也是由碳原子构成，如果细胞结构不稳定，那生命体就无法形成，即使勉强形成了，也会很快消逝。

原子要形成具体的物质，需要通过特定的形式排列，在排列的过程中，稍微有一些不稳定的偏差就会导致物质形成的失败。而生命的形成远比非生命的物质形成要复杂千万倍，更是需要一个稳定的原子排列过程，不能有丝毫的偏差，否则生命的形成就会失败。

而在众多的元素中，碳原子的稳定性是最强的，并且还有诸多的其他优势存在，能够彼此连接形成稳定的三维结构，更有利于生命的形成和稳定发育。

碳原子之间的连接形成了稳定了细胞，而众多的细胞又形成了复杂的生命体，大自然在经过长过数十亿年的演化过程中，将碳原子以不同的排列形式，形成了一个个独一无二的DNA序列，也就逐渐有了生命的大爆发，有了现在丰富多彩的碳基生命大世界。

除了碳原子的结构特别稳定之外，它的另一个重大优势就是在宇宙中的分布极为广泛，如果宇宙中的物质分布是均匀的，那么我们可以想象到，在宇宙的各处都有丰富的碳元素存在。

地球是一颗岩质行星，在它的地壳中有丰富的碳元素，碳原子在地球上同时具备了量大和稳定两个特征，才有了地球环境选择碳基生命的结果，如果碳原子在地球上非常稀有，即使它的稳定性再好，地球环境也很难选择以它为基础来形成生命，没有足够丰富的量，碳基生命即使形成，也很难发展延续。

由此可见，碳基生命在地球上出现，是地球的大自然环境选择的结果，什么样的环境造就什么样的生命形式，这就是“物竟天泽，适者生存”的生命法则。

宇宙中是否会存在碳基生命之外的生命形式，例如：硅基生命？

在宇宙中的元素物质中，能够跟碳元素相媲美的稳定性元素，自然是硅元素。硅元素跟碳元素有很高的相似性，它的原子形态跟碳原子基本一致，在稳定性方面也略弱于碳原子，可是跟其他元素相比，稳定性是远远超过的。

硅原子构成的各种物质也是非常稳定的，丝毫不亚于碳原子构成的物质，所以，不少的科学家认为，如果宇宙中存在外星生命，它们的生命形式或许只有碳基生命和硅基生命两种，不会有第三种。

硅基生命如果存在，它们会是什么样子？碳基生命和硅基生命是完全由不同基本原子形成的生命，在生命形式和外观上必然也会有很大的差异，我们不能以碳基生命的标准来认知硅基生命，例如：硅基生命可能不需要喝水吃饭，不需要氧气呼吸等，它们体内的能量供应有着其他的方式。

如果硅基生物存在的话，它们必然会表现出耐高压，耐高温的特性，这是因为有硅形成的物质普通具有这两种性质，而组成生物体的硅原子排列更为复杂强大，这两个特性也会更加强大，即使面对数百摄氏度的高温，也可以承受，甚至硅基生物还可以在太空中长久生存，生存能力远远超过碳基生命。

硅基生物的外形很可能是类似于玻璃或者晶体一样的结构，碳元素跟氧元素结构会形成二氧化碳，而硅元素跟氧元素结合会形成二氧化碳，这种物质的外形就是我们在地球上熟悉的沙石和晶体，所以，硅基生物在漫长的进化演化中，身体大概率会向晶体内转变。

通过对比，我们可以看出，在适应环境能力方面，硅基生物要远远超过碳基生物。即使如此，宇宙中想要诞生硅基生物也是非常难，相对来说，碳基生物形式才是宇宙生命的主要进化演化方向，这跟碳元素在宇宙中的分布广泛有关。

虽然从宇宙的宏观角度来看，物质的分布是均匀的，可是宇宙太大了，在特定的区域范围内，物质的分布有可能并不均匀，例如：在室女座超星系团内，银河系分布着广泛的碳元素，而有的星系碳元素可能非常少，反而硅元素才是最多的。

在硅元素丰富，碳元素稀有的星系内，如果有生态星球要演化出生命，那么星球的环境就会选择向硅基生命发展，而不是碳基生命。

当然，对于硅基生命，目前我们也只是猜测，人类现在连小小的太阳系也无法走出去，更不要说探索外星系了。什么时候等到人类成为了星系文明，能够走出银河系探索更加遥远的星空，或许才有机会去认知更多的宇宙生命，或许宇宙的生命形式跟我们想象的不一样，远比我们猜想的要复杂而神秘。

未来智能实验室的主要工作包括：建立AI智能系统智商评测体系，开展世界人工智能智商评测；开展互联网（城市）大脑研究计划，构建互联网（城市）大脑技术和企业图谱，为提升企业，行业与城市的智能水平服务。每日推荐范围未来科技发展趋势的学习型文章。目前线上平台已收藏上千篇精华前沿科技文章和报告。