为什么宇宙生命一定要有水才能生存?
并不是【只有水才能有生命】,而是【只有依赖水的生命我们才有可能理解和推演出来】。
科学家们通过理论计算和模拟推演,研究过很多构成生命的方式,然而只有碳与水化合而成的生命才能够推演得出来。
(其它形式全部遇上绕不开的死结而失败。比如硅基生命,由于硅元素的性质不够活跃而无法生成足够丰富的化合物;液态甲烷,由于低温下能量与物质的交换效率过低,不足以维持生命形式;等离子生命,由于温度过高无法保持固定组织结构而无法形成自循环系统等等)
这并不是说科学家就绝对认定了其它物质不可能产生生命。但是由于我们无法理解,而完全无法针对性地进行探索和寻找,从而沦为脑洞。
所以在科普中自然要以推演结果为导向;在实际宇宙探索中,也自然要把有限的经费用在更大的可能性上面而不是随便开脑洞烧钱玩。
原因1 因为目前人类确定的认知是地球生命形态,科学家并不排除别的生命形态,但大都延续科学的严谨性,地球的生命形态无非就是以单细胞生物为基础,最初的环境一定要适合单细胞核的产生和生存还有发展。46亿年的地球史上,正是在举例先进20亿年左右由于地壳与火山以及陨石彗星携带大量固体H20等等多种元素使得地球有了稀薄的大气和温度较高的水,才使得单细胞的产生与壮大有了特定的环境,逐渐形成各种植物,而后是海洋生物,陆地生物,乃至最后的人~~·
原因2 目前的科学技术与宇宙的开发探索显示,脱离这几个必要的因素外,并无生命体存在。被人大胆猜测,在4维空间,和反物质空间内也许就不需要这些因素,但也要其他特定因素。
三十年后,英国遗传学家约翰�6�1波顿�6�1桑德森�6�1霍尔丹(John Burdon Sanderson Haldane)提出在一个行星的深处可能发现基于半融化状态硅酸盐的生命,而铁元素的氧化作用则向它们提供能量。
因为它在宇宙中分布广泛,且在元素周期表中,它就在碳的下方,所以和碳元素的许多基本性质都相似。举例而言,正如同碳能和四个氢原子化合形成甲烷(CH4),硅也能同样地形成硅烷(SiH4),硅酸盐是碳酸盐的类似物,三氯硅烷(HSiCl3)则是三氯甲烷(CHCl3)的类似物,以此类推。而且,两种元素都能组成长链,或聚合物,它们并在其中同氧交替排列,最简单的情形是,碳—氧链形成聚缩醛,它经常用于合成纤维,而用硅和氧搭成骨架则产生聚合硅酮。所以乍看起来硅的确是一种作为碳替代物构成生命体的很有前途的元素,且有可能出现一些特异的生命形态就有可能以类似硅酮的物质构成。硅基动物很可能看起来象是些会活动的晶体,就如同迪金森和斯凯勒尔(Dickinson and Schaller)所绘制的如下想象图一样。这是一只徜徉在硅基植物丛中的硅基动物,这种生物体的结构件可能是被类似玻璃纤维的丝线串在一起,中间连接以张肌件以形成灵活、精巧甚至薄而且透明的结构。
行走在硅基植物丛中的硅基动物:
但是硅基生命的存在的可能性却受到许多缺陷的威胁:
一,硅同氧的结合力非常强。
当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时,会形成二氧化碳气体,这是种很容易从生物体中移除的废弃物质;但是,硅的氧化会形成固体,因为在二氧化硅刚形成的时候就会形成晶格,使得每个硅原子都被四个氧原子包围,而不是象二氧化碳那样每个分子都是单独游离的,处置这样的固体物质会给硅基生命的呼吸过程带来很大挑战。
二,硅不能想碳一样产生众多的具有左旋右旋特征的化合物。(或许它们不需要,个人想法)
只要是生命形态,就必须从外界环境中收集、储存和利用能量。在碳基生物这里,储存能量的最基本的化合物是碳水化合物。在碳水化合物中,碳原子由单键连接成一条链,而利用酶控制的对碳水化合物的一系列氧化步骤会释放能量,废弃物产生水和二氧化碳。这些酶是些大而复杂的分子,它们依照分子的形状和左旋右旋对特定的反应进行催化,这里说的左旋右旋是因分子含有的碳的不对称使得分子出现左旋或者右旋,而多数碳基生物体内的物质都显示这个特征,正是这个特点使得酶能够识别和规范碳基生物体内的大量不同新陈代谢进程。然而,硅没能象碳这样产生众多的具有左旋右旋特征的化合物,这也让它难以成为生命所需要大量相互联系的链式反应的支持元素。即它不能像类似碳基生命一样识别和规范碳基生物体内的大量不同新陈代谢进程,把储存的能量释放出来。
三,硅链在水中不稳定,容易断掉。
虽然这点不会因此排除硅基生命存在的可能,但存在大量液态水的星球肯定是排斥硅基生命的。(也许它可以存在于大量别的溶剂里。)
尽管从生物角度看,找到硅基生命的可能性很渺茫。但硅基生命在科幻小说中则很兴盛,而且科幻作家的许多描述会提出不少有关硅基生命的有益构想。
在斯坦利�6�1维斯鲍姆(Stanley Weisbaum)的《火星奥德赛》(A Martian Odyssey)中,该生命体有1百万岁,每十分钟会沉淀下一块砖石,而这正是维斯鲍姆对硅基生命所面临的一个重大问题的回答,文中进行观察的科学家中的一位观察到:
“那些砖石是它的废弃物……我们是碳组成,我们的废弃物是二氧化碳,而这个东西是硅组成,它的废弃物是二氧化硅——硅石。但硅石是固体,从而是砖石。这样它就把自己覆盖进去,当它被盖住,就移动到一个新的地方重新开始。”
Horta星际旅行系列片中的硅基生命: 也许在未来很远很远的某一天,硅基生命会作为一种宇宙新进化的生命形态而替代碳基生命,就像《科幻世界》中一篇《沙漠蚯蚓》中说的。不过那一定离我们很远很远。
水,空气,阳光,这是一切生物生存的基础。缺一不可的。
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彩欢迈平: 并不是【只有水才能有生命】,而是【只有依赖水的生命我们才有可能理解和推演出来】. 科学家们通过理论计算和模拟推演,研究过很多构成生命的方式,然而只有碳与水化合而成的生命才能够推演得出来. (其它形式全部遇上绕不开的死...
柘城县19247957952: 为什么宇宙生命一定要有水才能生存?为什么生命一定要以水的形态存在呢,我们陷入了惯性思维的怪圈,在地球上生命是以水为基础进行了一系列的进化,... - ?
彩欢迈平:[答案] 行走在硅基植物丛中的硅基动物 因为我们在设想外星生命时,潜意识中一直都把它们默认为和我们一样的碳基生命.因此才会有各种关于水、氧气、阳光是生命存在条件的观点.其实生命可以有别的构造,我们人为地把各种碳的化合物定为有机物,其...
柘城县19247957952: 为什么生命存在的形式必须要有水? - ?
彩欢迈平: 其实我也觉得并不一定是需要“水”,只是恰好地球的生命是选择了水.关于生命必须的一些见解: 生命的诞生和繁衍需要某种液体做媒介.因为:在气态的环境里,分子飘逸的速度非常快,因此它无法参与生命存在所必需的足够复杂的化学反...
柘城县19247957952: 为什么生命存在必须有水??
彩欢迈平: 科学家说的宇宙中的生物就像地球人完全一样的生活习性,所以找到另外类似地球人的生物,首先判断该星球上面有没有水和氧气,这个是正确的.但是有一点必须说明,也许某个星球上面的生物体的内部组织不是由人们所认识的细胞够成,...
柘城县19247957952: 为什么外星生物须要水? - ?
彩欢迈平: 你说得对!现在已经发现生命适应性远比原来认识的要广.已经发现可以在完全没有水的环境里生存的生物.现在认为生命唯一不可或缺的只有液体.因为新陈代谢必须要有液体承载.但这液体不一定是水.可以是液态甲烷、液态二氧化碳甚至液态氢这样极端低温液体.科学家认为土卫六(泰坦)是太阳系中除了地球外最有希望存在生命的天体.就是因为那里有液态甲烷“海洋”.所以可以认为在宇宙里不仅有别的星球有生命.而且应该还不少.
柘城县19247957952: 为什么外太空生命一定也需要水,没水分子存在的地方就一定没有外星人? - ?
彩欢迈平: 要讨论世界上到底有没有外星人这个问题,首先要有个生命的定义,既然到现在为止还没发现另一种形式的生命,我们只能按地球上的生命形式来定义,否则就象在讨论有没有鬼神一样. 众所周知, 太阳系中有多种不同的环境,到现在为止还...
柘城县19247957952: 为什么在宇宙中生命一定需要水?
彩欢迈平: 不知道有没有可能,毕竟我们只见过一种生命形式 现在问题在于,生命到底是什么?按照我们对生命的生物学定义,“生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象.”凡是不符合这些条件的我们就不认为是生命. 月球上还没有符合条件的这种物体,所以我们说没有生命
柘城县19247957952: 宇宙中的生命一定要有适宜的温度,大气,液态水才能生存吗?为什么我们一定要用地球生命的存在形式来衡... - ?
彩欢迈平: 适宜的温度,富含氧气的大气层和液态水做为生命存在的必需,这是基于地球上生命存在的必要条件所作出的类推,至于可能有其它生命存在的形式,也只是科学家的一种大胆猜测,但还没有被实际观测所证实,因此一时难以给出确切的结论.
柘城县19247957952: 为什么生命存在的形式必须要有水??
彩欢迈平: 也许 它们看我们 就像 我们蹲在地上看蚂蚁 蚂蚁永远不能理解我们 或者蚂蚁根本就发现不了我们的存在.
柘城县19247957952: 为什么水一定是生命之源?宇宙之大,有没有不依赖水而存在的生命形态吗 ? - ?
彩欢迈平: 有.水不一定是生命之源.因为人类在宇宙探索生命是依照人类本身的生存环境来寻找生命.