為什麼地球生命的主要元素，會是碳呢？

有沒有什麼元素，可以與碳一樣形成生命呢？

如果存在外星生命，它們可能會是由什麼組成的呢？

今天，我們就一起來探究生命形成背後的奧義。

如今，人類大概發現了118種元素，但宇宙茫茫無邊，一定還有更多的元素等待被發現。

在所有這些元素中，生物學家堅持認為，碳是生命所必需的。并在尋找外星生命的過程中，将碳的存在，作為了證明潛在生命的第一要素。

我們會不會先入為主，地球上的生命由碳組成，其他的地外生命也必須由碳組成嗎？

碳是地球上有機化合物的主要元素，如果沒有碳就不會有生命存在。

碳能夠與其他元素形成穩定的鍵，包括碳自身，它能夠形成比任何已知元素都多的化合物，科學家們在地球上的生物中，已經發現了近1000萬種碳基化合物。

碳是碳水化合物、脂類、蛋白質和核酸的組成部分，所有這些東西都是生命所必需的。

如果假設有一種元素可以構成生命的基礎，那麼它必須滿足一些條件。最主要的就是，它必須在形成化合物方面，具有足夠的多功能性。

如果外星生命體要建立在另一種元素的基礎上，那麼這個元素就必須與各種不同的元素，形成穩定的聯系。

所有元素的原子核都有電子，當它們與另一個元素共享電子時，就會發生鍵合。

此外，它應該能夠以某種方式自我循環，就像地球上的的碳循環一樣，生物體可以通過某種方法，将過量的碳排回到環境中。

科學家們在研究之後發現，碳的最佳替代品似乎是矽。

之所以這麼認為，主要是因為它與碳極為相似。

碳的最外層有四個電子，元素傾向于結合，因此每個原子有八個電子。

這使得碳成為完美的配對夥伴，是共價鍵的理想選擇，在共價鍵中，碳原子與其他原子共用四個電子。

而矽也有四個電子，它是地殼中含量排名第二的元素，在地球上的含量是碳的135倍。

矽也可以與氧結合，并與自身形成長鍊，就像碳一樣。

基于這些原因，矽似乎是最有可能成為非碳生命的候選，但為什麼地球上的生命，不是以矽為基礎的呢？

盡管矽和碳有相似之處，但矽的确有着明顯的缺點。

雖然矽确實有四個電子，但它們位于第三個軌道上，這基本上意味着矽需要更多的電子來滿足，因此傾向于形成較弱的鍵。

碳的鍵很強，當它與其他碳原子配對時，它可以變成鑽石，這是地球上已知最堅硬的材料。

這兩種元素與氧結合也有不同的作用。

碳和氧結合變成二氧化碳，這是一種生物呼吸作用後産生的氣體，被生物排出并循環到大氣中。

而矽和氧結合變成二氧化矽，這時矽變成了石英，它是一種固體，就是我們常見的沙子，有機生物很難輕易地将沙子排除體内。

當我們評估其他行星上存在生命的可能性時，我們也要觀察它們是否與地球條件相似。

那些遠比我們的星球更熱的行星，實際上會給矽帶來形成生命的優勢，因為它能承受比碳高得多的溫度。

科學家們在火山口發現極端微生物生存的痕迹，這裡常年保持120度的高溫，這也側面證實了有生物可以承受如此高溫。

此前科學家們也認為，行星必須位于恒星周圍所謂的宜居帶中，才能有液态水産生。但是随着在土衛二等衛星内發現可能存在地下海洋，以及土衛六的碳氫化合物湖之後，這一概念也遭到了質疑。

這個發現表明，當人類被自己的偏見束縛時，無法得到真正的結果。

我們對碳的執着，可能會阻止我們認識到其他的生命形式，所以我們必須對新的可能性敞開心扉。

好了，本期的内容我們就到這裡了。

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